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可编程的水

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-10-28 10:11
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2013-8-12 14:58:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
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      这是我在麻省理工学院媒体实验室学生时期第一年的硕士项目,有关“如何制造(几乎)任何东西”的最后的项目。由于我的研究领域,是学习技术的,我对使不透明物变得透明的方式很感兴趣,使人们明白什么是“下罩”。电脑到处都是,但是我们几乎不知道他们是如何工作的。因此,这是这个项目的动机(如果你对这个话题感兴趣,我还撰写并执导了有关微芯片和计算机是如何工作的纪录片- 如果你想要一份拷贝那么看看这里并发邮件给我)。如果你有兴趣在教育和新技术,请看看这些在我的网站上很酷的视频,Gogo Board 网站,或 NetLogo 的网站上的其他项目。

      该项目的想法是建立一个设备,可以做无电子计算(不考虑水本身的电子)。水是一个有趣的选择,事实上,射流是一个非常重要的研究领域,被广泛应用于航空航天或关键任务应用上,电子控制设备不提供所需要的可靠性或不能很好的支持环境。此外,射流一直在军事装备中使用,以防止在核战争中发生故障时,电动装置停止工作。

      然而,当时的想法是不派人到空间或控制**,而是做一个装置,可以帮助人们用自己的双手建设计算,阐明计算机。为了做计算,有一个伟大的事情显然是布尔运算,但如何用水实现它们呢?

      在耗费了数个小时进行二进制逻辑的研究、草样的制作以及数次不成功的尝试之后,我决定使用激光切割机,建造一个多层的东西。尽管简单的逻辑门在图纸上非常明了,但水实在不是一个好控制的工作媒介...最终的加法器样子如下:





      这是一个模块的放大图:




    它的工作原理非常简单,顶部是水的两个入口。




    当其中一个处于”开启“状态时...(换句话说,这是一个异或门。)




    当两个都”开启“的时候,两股水流相撞,垂直进入下面收集水的”U“形部件。(换句话说,这是一个与门)

      这样,我们同一个设备上就有了两种布尔运算:AND 和 XOR。因此,这是半个加法器!





      形成现在这个样子的过程并不容易。我的第一个实验品长的这样:




      由于到处都在漏水,我又进行了一个新的尝试:




      这次变好了许多,但尺寸不足以应付水流量,当然,原理正确。




      这是我的第三次尝试,它运作良好。

      利用激光切刀和不同颜色的腈纶,我组装了很多这个玩意。在底部我粘上 Lego 片,这样一个简易“电脑”大功告成。在我花费了很多(事实上,是大量)的时间后,一个 4 比特加法器诞生了。如果你认为设计一个电脑很难,那就想象一下你的比特流散落的到处都是的样子。







       

      [注意:我意识到已有很多人在应用流体学都有研究。但这个只是个课程设计,这也不会公开,所以你看不到什么参考引用之类的东西。老版本]


    英文原文:Programmable Water
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2014-7-16 09:10
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2013-8-12 15:31:37 | 显示全部楼层
    强大呀。要是有视频的话,是不是更强大呀
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2016-7-28 09:42
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2013-8-12 16:12:27 | 显示全部楼层
    好牛比的说  哈哈
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  • TA的每日心情
    开心
    2013-9-9 19:41
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2013-8-12 18:12:14 | 显示全部楼层
    好蛋疼的说
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