Memória mecânica de origami abre caminho para material que computa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/09/2020

Chaves mecânicas de origami podem fazer computação - e provavelmente farão.
[Imagem: M.F. Daqaq]

Computação com chaves

De tanto ouvir falar em "alta tecnologia", poucos se dão conta de que a tecnologia da qual mais nos orgulhamos - a eletrônica dos computadores, que viabilizaram toda a atual Era da Informação - é constrangedoramente simples.

Tudo funciona com uma linguagem binária - só dois sinais - que são manipulados por chaves liga/desliga, mais conhecidas como transistores. É certo que um transístor permite amplificar uma corrente, mas seu uso para a computação e o armazenamento de dados se resume a ligar e desligar - ligado é convencionado como 1 e desligado como 0.

Assim, não é difícil perceber que se pode construir um processador de computador com qualquer tipo de chave. Sim, vai ficar enorme e nada prático, mas ligado e desligado pode ser representado por interruptores de lâmpadas, torneiras de água que abrem e fecham ou qualquer tipo de válvula - é por isso que existem computadores a calor e processadores que funcionam com ar, apenas para citar dois exemplos.

Um outro exemplo acaba de ser criado por Ravindra Masana uma equipe de pesquisadores dos Emirados Árabes, EUA e Reino Unido.

Eles usaram dobraduras de papel, ou origami, para criar chaves mecânicas binárias - chaves que podem alternar entre dois estados, ligado e desligado, ou 0 e 1.

Usando várias dessas chaves para formar um padrão, a equipe construiu uma placa de memória totalmente funcional - a diferença é que, em vez de ser uma memória eletrônica, é uma memória mecânica.

Computador de origami

As estruturas de origami podem ser rígidas ou não-rígidas. Para o primeiro tipo, apenas os vincos entre os painéis de papel podem deformar, mas os painéis permanecem fixos. No origami não-rígido, os próprios painéis podem deformar.

A equipe usou um padrão não-rígido, conhecido como origami Kresling, que gera uma estrutura em forma de fole que pode alternar entre aberto e fechado. O fole funciona como uma espécie de mola e pode ser controlado por meio da vibração de uma plataforma. Isso cria uma chave, que os pesquisadores chamam de "chave mecânica inspirada em Kresling", ou KIMS (Kresling-inspired mechanical switch).

Controlando a vibração da plataforma é possível fazer a dobradura alternar entre seus estados, controlando seletivamente cada bit para guardar dados ou, com um pouco mais de bits, fazer computações.

"Esses interruptores podem ser miniaturizados," garante o professor Mohammed Daqaq. "Em vez de usar um agitador eletrodinâmico volumoso para acionamento, a placa de memória pode ser acionada usando atuadores piezoelétricos e de grafeno escalonáveis."

Os bits mecânicos são acionados por vibração
[Imagem: R. Masana et al. - 10.1063/5.0010236]

Metamateriais computacionais

Mas a equipe não está interessada em lançar processadores mecânicos: O interesse maior é controlar as microantenas que formam os metamateriais, materiais artificiais que podem manipular ondas de luz, de som e até ondas de terremotos.

O desenvolvimento de metamateriais dinâmicos, que possam ser controlados em tempo real, está abrindo caminho para aplicações que vão dos mantos da invisibilidade e protetores acústicos, até proteções contra terremotos e tsunamis.

• Computação é feita na velocidade da luz - sem gastar energia

Mais tópicos