簡介
除了標準電子計算機,人類還沒有其他更快捷的方法進行運算(除了一種用大腸桿菌進行運行的概念計算機之外)。不過美國科學家發明了一種新型的微處理器,該處理器僅通過空氣的進出就可以實現數據的運算。這種運算方法是由美國密西根大學安娜堡分校的李明松(Minsoung Rhee,音譯)和馬克·伯恩斯(Mark Burns)發明的。整個微型處理器由很多複雜的路線和閥門組成。
兩位研究人員運用這種方式得到了多種的邏輯門、觸發器和移位暫存器。他們將這些關聯在一起,最終發明了這種由空氣控制的8位微處理器。這種微機能處理的最長離散數據為8位二進制數,和上個世紀80年代使用的處理器很類似(如Nintendo娛樂系統)。
工作原理
其工作原理是通過空氣流進或流出閥門來對二進制信號處理,吸入空氣表示0,釋放空氣表示1。在微型處理器氣室的下方有一個空氣管道,管道採用具有彈性的不滲透膜與線進行路隔離。科學家們通過改變流經空氣管道的空氣流量來帶動氣室氣壓的變化,從而最終達到控制閥門的目的。
當氣室氣壓較低時,就會有空氣從管道進入,從而帶動不滲透膜向上前推,關閉閥門,這樣就能阻止二進制信號流過處理器的接點。相反,當空氣從氣室排除時,不滲透膜向下運動,閥門重新打開。這樣,二進制信號就會流向處理器接點。
產品特色
已經有許多微流控系統採用了氣動閥來控制液流,因為使用氣動控制電路要相對簡單省錢。雖然該設備要求晶片外的環境必須是真空的,但該微處理器的體積非常小,所需真空環境是可通過手泵來獲得。
功能套用
這種空氣處理器的功能遠不止運算數據這么簡單。它對一些尖端實驗室晶片的改進也很有幫助。改進後的晶片將能夠自動完成一系列複雜的化學任務,或者對疾病和DNA進行測試,以及一些其他的實驗室工作。
存在問題
馬克·伯恩斯也指出,這種新型的微流體裝置還沒有套用到實際生活中,因為整個項目需要大量的資金,而且一些晶片和元件非常昂貴。雖然採用邏輯電路可以降低運行成本,但是大多數微流體裝置時不帶電子元件的,而在設備上安裝標準的電子閥又需要使用全新的製造工藝。
專家言論
英國倫敦帝國學院微流體專家安德魯·德梅洛(Andrew de Mello)認為,對於開發中國家而言,簡易操作法可讓微流控設備更加實用。他表示:真空可通過手泵產生,表明這些設備的功率很低,適宜偏遠地區使用。