14/12/2021 - 9:01
Um pedaço de borracha corrugada (flexível) pode funcionar como um computador simples, exibindo memória e exibindo a capacidade de contar até dois. Físicos da Universidade de Leiden (Holanda) que pesquisam metamateriais mecânicos publicaram um artigo sobre a borracha de computação na revista PNAS. “Materiais simples podem processar informações e queremos encontrar os princípios por trás disso”, afirmaram os pesquisadores
Enquanto outros físicos usam telescópios, microscópios ou aceleradores de partículas para estudar seus assuntos, Martin van Hecke e Hadrien Bense usam apenas pedaços de borracha, que dobram e filmam. Dessa forma, comprovaram que mesmo um material extremamente simples é capaz de realizar algum tipo de processamento de informações.
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Estados mapeados
Um vídeo dos pesquisadores (da Universidade de Leiden e do instituto de pesquisa Amolf em Amsterdã, também na Holanda) mostra um pedaço de borracha corrugada, amassada lentamente por cima com uma prensa. De início, as ondulações se dobram lentamente, mas em um determinado ponto elas se rompem, o que significa que de repente aparecem em outra forma. Bense e Van Hecke decidiram ver esses pontos de ajuste como “bits”, que mudam de 0 para 1 conforme eles se dobram e voltam para 0 quando eles se soltam.
Usando a paciência da câmera e de Bense, eles mapearam todos os estados. As coisas ficam complicadas rapidamente: um pedaço de borracha mostrando três bits pode teoricamente existir em oito estados. Cada bit flip significa uma transição para outro estado.
Crédito: Universidade de Leiden
Interesse ampliado
O campo que o grupo é pioneiro é chamado de “metamateriais mecânicos”, materiais cujas propriedades dependem da estrutura mecânica, em vez de apenas das propriedades do próprio material.
Inicialmente, a borracha corrugada passou por quatro estados: de nenhum bit ligado (000) para todos os três bits ligados (111), e então de volta quando a pressão é liberada. Mas as coisas ficaram mais interessantes quando Bense inclinou um pouco a placa de solo. Dessa forma, alguma distorção é introduzida, o que faz com que os bits se influenciem.
O esquema agora se torna muito mais complicado, permitindo que até sete estados diferentes sejam alcançados. Crucialmente, às vezes aumentar e diminuir a pressão resulta em um estado em que o sistema nunca esteve antes. “Esta é uma espécie de memória”, diz Bense, “o estado do sistema depende não só da pressão, mas também do seu passado”.
Aplicativos vêm a seguir
Outro pedaço de borracha mostra comportamento de contagem. Um estado é alcançado após um aperto e liberação, outro estado, após um segundo aperto e liberação. “Então, na verdade, ele conta o número de compressões”, diz Bense. “Essa é uma forma de processamento de informações, mesmo que seja muito simples”, diz Van Hecke.
No artigo, os pesquisadores descrevem experimentos e cálculos, e teorizam sobre a influência mútua dos bits, a fim de compreender as sequências de bit flips. “Os aplicativos provavelmente virão em seguida”, diz Van Hecke, “mas não sei quais.” Pesquisas anteriores em metamateriais mecânicos levaram a tênis com absorção de choque e melhorias na robótica suave. “Os aplicativos sempre vêm”, diz Van Hecke, “mas primeiramente estamos descobrindo os princípios por trás desses metamateriais”.
