Sans électricité et circuits électroniques.. Un ordinateur mécanique tire son intelligence de la mémoire matérielle

SadaNews - Dans un monde obsédé par les puces de plus en plus petites et une charge plus rapide, une équipe de scientifiques a pris une direction totalement opposée en construisant un ordinateur à partir de ressorts.

Les ressorts sont des pièces mécaniques généralement en forme de fil métallique enroulé, qui se caractérisent par leur capacité à se comprimer ou à s'étirer sous pression ou traction, puis à revenir à leur forme originale lorsque la force cesse.

Des chercheurs du Collège Saint Olaf et de l'Université de Syracuse aux États-Unis ont développé un système de calcul mécanique qui ne nécessite pas de source d'énergie externe. Ce système tire son intelligence de la force de tension des ressorts et du mouvement de l'acier.

Ces appareils, qui ne nécessitent pas de batteries, exécutent des tâches de logique et de mémoire en utilisant des composants matériels et pourraient constituer une alternative aux processeurs électroniques, selon un rapport du site "Interesting Engineering".

Comparé à l'électronique traditionnelle, ces appareils s'appuient sur la "mémoire" inhérente des matériaux physiques (comme le caoutchouc, qui conserve sa forme après étirement).

Un ordinateur qui fonctionne par traction

Ce projet est né d'une simple observation du monde matériel. Selon Joy Paulsen, professeur associé de physique au Collège Saint Olaf : "Nous avons tendance à imaginer la mémoire comme quelque chose qui existe dans le disque dur d'un ordinateur ou à l'intérieur de nos cerveaux".

Paulsen a ajouté : "Cependant, de nombreux matériaux du quotidien conservent une sorte de mémoire de leur passé — par exemple, le caoutchouc peut "se souvenir" de la pression ou de l'étirement qu'il a subi auparavant. L'équipe de recherche voulait savoir si nous pouvions utiliser des matériaux quotidiens non seulement pour se souvenir du mouvement, mais aussi pour traiter des informations — c'est-à-dire effectuer des calculs".

En s'appuyant sur le concept de mémoire matérielle, l'équipe a conçu trois systèmes mécaniques constitués de barres d'acier et de ressorts.

Ces dispositifs accomplissent des tâches de calcul spécifiques : l'un fonctionne comme un compteur pour des opérations de traction physique, le second comme une porte logique pour différencier les entrées impaires et paires, et le troisième agit comme un mesureur qui conserve la mémoire de la force appliquée.

Ensemble, ces systèmes montrent que le traitement d'informations complexes peut se faire par mouvement structurel plutôt que par signaux électriques.

Paulsen a déclaré : "Nous avons maintenant une méthode systématique pour construire ces machines qui peuvent effectuer des calculs simples sans nécessiter une puce d'ordinateur ou une source d'énergie".

Un long chemin à parcourir

Cela peut sembler être un pas en arrière, mais ses implications sont tournées vers l'avenir. Les puces en silicium sont fragiles ; elles fondent sous une chaleur intense, se détériorent sous un rayonnement élevé et se corrodent dans des environnements chimiques hostiles.

Ces ordinateurs mécaniques, en revanche, sont conçus pour être plus robustes, opérant dans des environnements qui pourraient détruire d'autres systèmes électroniques.

Par exemple, il pourrait y avoir dans le futur une prothèse qui ressent la pression et y réagit sans avoir besoin de batterie, ou un capteur à l'intérieur d'un moteur d'avion surveillant l'usure simplement grâce aux vibrations du moteur.

Paulsen a noté : "Nos résultats représentent un pas vers la conception de matériaux capables de capter leur environnement, de prendre des décisions et d'y répondre. Ces matériaux sont souvent qualifiés de matériaux intelligents, et ce que nous avons appris pourrait aider à améliorer la vie des gens grâce à des prothèses plus réactives ou des salles sensorielles interactives".

Pour faire progresser cette technologie, Paulsen se concentre actuellement sur l'évolutivité et les limites de ces systèmes mécaniques.

Actuellement, des étudiants du Collège Saint Olaf travaillent à étudier comment plusieurs rotors interagissent entre eux et l'effet de leurs interactions, ce qui pourrait conduire à la création de réseaux plus complexes.

Ces recherches continues visent à transformer ces composants individuels en machines plus avancées et multifonctionnelles.