Ordenadores que computan con gotas de agua

Foto by bplanet from FreeDigitalPhotos

Mezclar ordenadores y agua puede ser una mala idea… a no ser que mediante gotas de agua puedas computar algoritmos…

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Espero que no se te ocurra echarle unas gotas de agua al procesador de tu ordenador para probar si te ayuda a computar un modelo… o si quieres probar, hazlo al menos después de leer este post…

Desde muy antiguo, el hombre se ha servido de artilugios para poder realizar cálculos más o menos complejos… desde los ábacos que usaban nuestros antepasados, pasando por las novedosas reglas de cálculo con las que deslizando tiras de cartón podías realizar cálculos más complejos… hasta llegar a nuestro días con las calculadoras por un lado y los potentes ordenadores por otro, artilugios que con sus procesadores fabricados mediante silicio o germanio (y a partir de ahora también en grafeno) que permiten realizar operaciones aritméticas y lógicas…

Unas operaciones que se realizan tratando la información en formato binario, de ahí lo de los bits, a base de 0 y 1 que representan el estado encendido/apagado o si/no o presencia/ausencia… Para nosotros se trata de un lenguaje extremadamente complejo, pero para un procesador es de lo más sencillo… por ejemplo, el laser lee CDs en base a la presencia o no de reflexión en su superfície… y las operaciones lógicas se basan en la presencia o ausencia de electrones recorriendo un circuito.

Después de esta introducción, quizá ya hayas empezado a entender cómo puede entonces un ordenador computar con gotas de agua… Efectivamente, el lenguaje binario es la clave… de este modo, si se consigue un “estado binario” de las gotas de agua, éstas pueden aplicarse para realizar cálculos… y la respuesta a esto está en la naturaleza.

¿Has visto cómo discurre el agua sobre una hoja de loto? Su superficie es completamente hidrófoba con lo que repele el agua totalmente, de manera que ésta en vez de fluir parece que rueda por encima de su superficie e incluso en que condiciones el agua se estructura en forma de gotas esféricas.

Si se consiguiera una superficie de similares características y manipulada convenientemente, esas gotas de agua pueden usarse como bits para realizar cálculos

Gotas de agua como bits

Pues esto es algo que unos investigadores de la Universidad de Aalto (Finlandia) han conseguido hacer realidad… Su idea era la de poder dirigir a través de una superficie superhidrófoba unas gotas de agua, a través de unos surcos que, convenientemente trazados, permiten la realización de computaciones de operaciones lógicas e incluso de memorizar información.

Partiendo de una superficie plana de cobre revestida de plata, se le aplican unos surcos que son impermeabilizados con una capa de repelente de agua basada en el flúor. De esta manera se consigue hacer rodar gotas de agua por los surcos. Y si esas gotas de agua pueden interaccionar entre ellas, como bolas de billar, ya se puede pensar en implementarlas en procesos de computación…

gotas de agua_procesador

En primer lugar, aplicaron este método para comprobar como replicar el sistema binario de información 1 y 0 con gotas de agua… realizando un surco que se divide en dos, una gota se encuentra justo en la división, mientras que otra se lanza por el surco principal… el resultado (hipnótico) es el que ves a continuación…

Un experimento repetido hasta 100 veces sin error sienta las bases para  poder aplicarlo a la realización de operaciones algo más complejas… una operación lógica, por ejemplo, de AND/OR… si se introduce una gota (que sería un bit) por un surco O el otro, la gota una vez pasada la compuerta lógica sale por la izquierda… pero si se un traduce una gota por un surco Y el otro (simultáneamente) una gota sale por la izquierda y otra por la derecha…

A partir de aquí, se abre un nuevo campo de posibilidades de desarrollo de ordenadores que computan con gotas de agua… ciertamente, no llegaran a sustituir tu procesador INTEL de tu PC… pero puede ser de utilidad en procesos de computación sencillos sin requerir de fuentes de energía eléctrica para poder realizarlos…

Para más información, te dejo los siguientes enlaces:

H2-Whoa: Computing With Water Instead of Electrons

Water Droplet Computing Needs No Electricity

A Water Droplet-Based Computer

Rebounding Droplet-Droplet Collisions on Superhydrophobic Surfaces: from the Phenomenon to Droplet Logic

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