Metaštetje

Štetje zaporedja signalov je v osnovi postopek, ki ga je mogoče izvesti v preprostih elektronskih ali nevronskih omrežjih. Čeprav se sposobnost štetja običajno ne povezuje z materiali, lahko pri nekaterih kompleksnih materialih, od zmečkanih listov do amorfnih snovi, opazimo neke vrste spomin. Pri takih snoveh je stanje odvisno od zgodovine vhodnih signalov. Nizozemska raziskovalna skupina je raziskovala metamaterial, zasnovan iz gume, ki lahko šteje signale in si zapomni, v kakšnem vrstnem redu je bil stisnjen. Izsledke so objavili v reviji Physical Review Letters.

V članku so znanstvenice in znanstveniki predstavili splošno zasnovo za poseben metamaterial, torej umetno ustvarjen material, ki šteje cikle mehanskega stiskanja. Osnovna enota metamateriala je tako imenovan spominski tram, ki je upognjen bodisi v levo ali v desno. To lahko predstavimo z binarno vrednostjo 0 ali 1. Enote so zasnovali tako, da pri cikličnem stiskanju vsaka enota v stanju 1 kopira to stanje v svojo desno sosedo, kar privede do mehanskega vala. Zato se kolektivno stanje razvija kot v celičnem avtomatu, s ponavljajočim se cikličnim stiskanjem s preprostimi predvidljivimi potmi.

V nadaljevanju so študijo razširili tudi na aperiodične metamateriale, ki so za razliko od periodičnih občutljivi na vrstni red stiskov različnih amplitud. Tak metamaterial deluje kot ključavnica, ki jo odklene končno stanje, do katerega pridemo s pravilnim zaporedjem in močjo stiskov.

Metamateriali, ki jih vodijo mehanski stiski, bi bili uporabni denimo za štetje avtomobilov različnih težnostnih razredov, ki vozijo čez most. Ali pa števec korakov, saj je lahko metamaterial poljubne velikosti, njegova prednost pa je, da so take snovi poceni, robustne in nezahtevne za vzdrževanje. Avtorice in avtorji komentirajo, da bi lahko študijo razširili še na strukture, pri katerih interakcija ne poteka med sosedi samo v eni smeri, ampak v več dimenzijah, kar bi bila osnova za preprost računalnik.

Malo boljši spomin od metamaterialov ima Tina.

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.268204
Vir slike: amolf.nl