ساخت نخستین رایانه خرچنگی جهان

محققان ژاپنی با الگوبرداری از رفتار دفاعی خرچنگ سرباز، موفق به طراحی و ساخت رایانه خرچنگی شدند.

به گزارش خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، گیت‌های منطقی (logic gate) اساسی‌ترین اجزای یک رایانه آنالوگ محسوب می‌شوند. برق و میکرو مدارها تنها راه طراحی یک رایانه نیستند و در حقیقت رایانه‌های الکترونیکی یک ابداع نسبتا تازه محسوب می‌شوند.

نخستین رایانه‌های واقعی در قرن نوزده و اوایل قرن بیستم از چرخ دنده ساخته شدند، اما محققان دانشگاه کوبه ژاپن برای نخستین بار رایانه خرچنگی طراحی کردند! خرچنگ‌های سرباز که در سواحل استرالیا زندگی می‌کنند، به تنهایی موجودات ترسویی هستند، اما زمان بروز خطر به‌صورت گروه‌های چند صدتایی درمی‌آیند که در یک خط مستقیم و در کنار هم حرکت می‌کنند. این شیوه قابل پیش‌بینی حرکت، کلید طراحی رایانه خرچنگی شده است.

وقتی دو دسته از خرچنگ‌های سرباز با یکدیگر برخورد می‌کنند، این حرکت مانند برخورد یک جفت توپ بیلیارد به هم است. زمانی که دو توپ در یک زاویه با هم برخورد کنند، حالت ارتجاعی آنها را به دو جهت مخالف پرتاب می‌کند که این حالت یک مکانیک نیوتنی قابل پیش‌بینی است. طراحان، دو گروه از خرچنگ‌ها را در یک ماز ساده قرار دادند. زمانی که دو گروه خرچنگ با یکدیگر برخورد کردند، این حالت مشابه برخورد دو توپ خاکی و باعث تشکیل یک گروه بزرگ‌تر شد. تا زمانی که گروه‌ها در یک جهت حرکت کردند، امکان برخورد با یکدیگر وجود نداشته و گیت OR با یک پایه خروجی تشکیل شد.

محققان یک ماز دیگر به شکل X با پنج پایه خروجی عمودی در مرکز طراحی کردند. زمانی‌که یک گروه خرچنگ به‌صورت مستقیم در مرکز رها شدند، به پایه مخالف X رسیدند و اگر دو گروه در مرکز پایه X با یکدیگر برخورد می‌کردند، گیت AND ایجاد می‌شد. با طراحی این دو گیت منطقی خرچنگی، به لحاظ تئوری، امکان ساخت گیت‌های منطقی پیچیده‌تر و ساخت یک رایانه کامل امکان‌پذیر شد.