研究表明，材料可以以新的和意想不到的方式形成“記憶”

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新的方法，即材料可以形成關(guān)于過去發(fā)生在他們身上的事情的“記憶”，從而有可能為計算機(jī)和機(jī)械工程開辟新的、令人興奮的可能性。

材料中的記憶理念并不新鮮——例如，一張皺巴巴的紙顯示了它以前皺巴巴的狀態(tài)的記憶——但在這里，芝加哥大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員能夠建立在所謂的返回點記憶之上，它依賴于兩個方向的來回力。

返回點記憶有點像密碼鎖，先向一個方向旋轉(zhuǎn)，然后再向另一個方向旋轉(zhuǎn)，但研究人員發(fā)現(xiàn)，在特定情況下，一個方向的力仍然可用于存儲記憶。

“返回點記憶的數(shù)學(xué)定理說，如果我們只有一個方向的不對稱驅(qū)動，我們就無法存儲序列，”說來自賓夕法尼亞州立大學(xué)的物理學(xué)家 Nathan Keim。

“如果密碼鎖撥盤逆時針轉(zhuǎn)動時不能超過零，則它只在密碼中存儲一個數(shù)字。但我們發(fā)現(xiàn)了一個特殊情況，這種不對稱駕駛實際上可以編碼一個序列。

用計算機(jī)模型為了模擬不同的力方向和強(qiáng)度，研究人員想出了稱為 hysterons 的抽象元素。至關(guān)重要的是，這些歇斯底子可能會體驗到”受挫的互動“，這打破了返回點內(nèi)存的規(guī)則。

“Hysterons 是系統(tǒng)的元素，它可能不會立即對外部條件做出反應(yīng)，并且可以保持過去的狀態(tài)，”說來自賓夕法尼亞州立大學(xué)的物理學(xué)家 Travis Jalowiec?！熬拖衩艽a鎖的各個部分如何反映表盤的先前位置，而不是表盤現(xiàn)在的位置?！?/p>

拉動彎曲的吸管是一種描繪方式：當(dāng)運動是在一個方向上時，吸管頸部的一個褶皺彈出，而不是其他褶皺，從而緩解了整個系統(tǒng)的緊張感。評估所有褶皺可以提供有關(guān)過去施加的力的線索。

這不是一個完美的類比，但它為您提供了一個大致的概念。研究人員發(fā)現(xiàn)，受挫的 hysterons 可以作為最近變形和迄今為止最大變形的記憶庫。

“如果你能制造一個存儲一系列記憶的系統(tǒng)，你可以像密碼鎖一樣使用它來驗證特定的歷史，或者你可以恢復(fù)有關(guān)過去的診斷或法醫(yī)信息。”“凱姆說.

研究人員表示，雖然受挫的 hysterons 在實際材料中可能很少見，但它們可以內(nèi)置到人造材料– 一種新型的材質(zhì)記憶。最終，我們可以擁有無需任何電力即可記住過去狀態(tài)的機(jī)械系統(tǒng)。

“我們認(rèn)為這是一種設(shè)計具有這種特殊記憶的人工系統(tǒng)的方法，從最簡單的機(jī)械系統(tǒng)開始，比彎曲的吸管復(fù)雜多少，希望能發(fā)展到類似不對稱密碼鎖的東西?！?a>說凱姆。

該研究已發(fā)表在科學(xué)進(jìn)展.

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