Группа ученых из нидерландского Института атомной и молекулярной физики (AMOLF) представила инновационный материал, предназначенный для механических вычислений, как сообщает Interesting Engineering. В отличие от традиционных электронных устройств, этот материал не содержит электронных компонентов.
Основой разработки является гибкий резиновый лист с уникальным повторяющимся узором, который способен выполнять матрично-векторное умножение — ключевую операцию для алгоритмов машинного обучения. Лист функционирует за счет контролируемых деформаций: входные данные подаются через смещение краев, а результаты вычислений проявляются в движениях других участков материала.
Отличительной чертой новинки стало использование «гибких режимов», которые требуют минимальных затрат энергии. Каждая структурная единица обрабатывает два входных сигнала, преобразуя их в два выхода. Углы балок задают весовые коэффициенты, которые могут быть как положительными, так и отрицательными.
Интересно, что функции материала можно изменять даже после его изготовления благодаря специальным балкам, которые могут переключаться между двумя стабильными состояниями и изменять жесткость.
В ходе экспериментов ученые создали образец толщиной 6 мм, при этом двигали края с помощью моторов и фиксировали перемещения камерами. Результаты испытаний показали, что при слабых сигналах погрешность достигала 20%, а с увеличением амплитуды система реагировала плавно. Снижение скорости движения уменьшало эффект «памяти» материала.
Современные технологии позволяют создавать вычислительные матрицы размером до 64 на 64 ячейки, что достаточно для решения практических задач, таких как обработка голосовых сигналов.