【美國科學家發明通過空氣運算的微處理器】

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【美國科學家發明通過空氣運算的微處理器】

 

圖：空氣的流通可以執行資料運算

 

圖：8位元空氣微處理器結構圖

 

目前除了標準電子電腦，人類還沒有其他更快捷的方法進行運算（除了一種用大腸桿菌進行運行的概念電腦之外）。

 

不過美國科學家發明了一種新型的微處理器，該處理器僅通過空氣的進出就可以實現資料的運算。

這種運算方法是由美國密歇根大學安娜堡分校的李明松（Minsoung Rhee，音譯）和馬克•伯恩斯（Mark Burns）發明的。

整個微型處理器由很多複雜的路線和閥門組成（見圖片說明）。

其工作原理是通過空氣流進或流出閥門來對二進位信號處理，吸入空氣表示0，釋放空氣表示1。

在微型處理器氣室的下方有一個空氣管道，管道採用具有彈性的不滲透膜與線進行路隔離。

科學家們通過改變流經空氣管道的空氣流量來帶動氣室氣壓的變化，從而最終達到控制閥門的目的。

 

當氣室氣壓較低時，就會有空氣從管道進入，從而帶動不滲透膜向上前推，關閉閥門，這樣就能阻止二進位信號流過處理器的接點。

相反，當空氣從氣室排除時，不滲透膜向下運動，閥門重新打開。

這樣，二進位信號就會流向處理器接點。

兩位元研究人員運用這種方式得到了多種的邏輯門、觸發器和移位暫存器。

他們將這些關聯在一起，最終發明了這種由空氣控制的8位元微處理器。

這種微機能處理的最長離散資料為8位元二進位數字，和上個世紀80年代使用的處理器很類似（如Nintendo娛樂系統）。

馬克•伯恩斯表示，“這種空氣處理器的功能遠不止運算資料這麼簡單。

它對一些尖端實驗室晶片的改進也很有幫助。改進後的晶片將能夠自動完成一系列複雜的化學任務，或者對疾病和DNA進行測試，以及一些其他的實驗室工作”。

不過，馬克•伯恩斯也指出，這種新型的微流體裝置還沒有應用到實際生活中，因為整個專案需要大量的資金，而且一些晶片和元件非常昂貴。

雖然採用邏輯電路可以降低運行成本，但是目前大多數微流體裝置時不帶電子元件的，而在設備上安裝標準的電子閥又需要使用全新的製造工藝。

目前已經許多微流控系統採用了氣動閥來控制液流，因為使用氣動控制電路要相對簡單省錢。

雖然該設備要求晶片外的環境必須是真空的，但該微處理器的體積非常小，所需真空環境是可通過手泵來獲得。

英國倫敦帝國學院微流體專家安德魯•德梅洛（Andrew de Mello）認為，對於發展中國家而言，簡易操作法可讓微流控設備更加實用。

他表示：“真空可通過手泵產生，表明這些設備的功率很低，適宜偏遠地區使用。”

本文轉自：http://post.discovery.tom.com/s/E4000AEB972.html