受日本剪纸艺术启发的计算机没有电子设备，而是将数据存储在微小的立方体中

研究人员受到日本折纸和剪纸艺术剪纸的启发，建造了一台机械计算机。

这台概念验证计算机不含任何电子元件，有 64 个相互连接的 0.06 立方英寸（1 立方厘米）聚合物立方体，可以重新排列以存储、检索和擦除数据。与剪纸类似，将纸剪成复杂的图案，计算机可以物理操控成不同的配置和状态。

在这台机器中，每个立方体代表一位二进制数据，可以将其向上或向下推以分别表示 1 或 0。重新排列立方体会改变计算机的配置，从而使信息能够以物理形式存储或表示。

科学家表示，该概念可用于创建物理加密解密系统，甚至可以为 3D 环境开发基于触摸的系统。

“例如，功能单元的特定配置可以作为 3D 密码，”首席研究作者 Yanbin Li北卡罗来纳州立大学工程学院博士后研究员表示 一份声明“我们还对探索这些元结构的潜在用途感兴趣，以创建在三维环境中显示信息的触觉系统，而不是以屏幕上的像素显示信息。”

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研究人员于 6 月 26 日在期刊上发表了他们的研究成果 科学进步。

机械计算机的历史可以追溯到几个世纪前——可能早在公元前二世纪——远早于我们今天所知的算法和编程语言的发明。然而，与这种受剪纸启发的新概念不同，人们用齿轮或杠杆来操作这些机器，这使得它们非常笨重。

在新计算机中，改变一个立方体的位置会改变所有连接的立方体的位置——改变计算机的配置以对应不同的计算状态。

李说：“使用二进制框架（立方体要么朝上要么朝下），一个由 9 个功能单元组成的简单元结构就有超过 362,000 种可能的配置。”

数据编辑是通过拉动元结构的边缘来控制的，元结构会拉伸弹性胶带，并将立方体向上或向下推。当胶带被释放时，它会将立方体和数据锁定在原位。也可以通过将磁板连接到计算机上并施加磁场来远程上下推动立方体。

研究人员表示，该系统可以进行超出二进制代码的更复杂计算，立方体不仅可以占据 1 或 0 的状态，还可以占据 2、3 和 4 的状态。

“每个由 64 个立方体组成的功能单元可以配置成各种各样的架构，立方体最多可以堆叠 5 个立方体高，”研究合著者 Jie Yin北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程副教授在声明中表示，“这使得超越二进制代码的计算能力得以发展。”

接下来，研究人员希望与程序员合作开发计算机代码。“我们的概念验证工作展示了这些架构的潜在范围，但我们尚未开发出利用这些架构的代码，”李说。“我们有兴趣与其他研究人员合作，探索这些元结构的编码潜力。”