我在麻省理工的硕士项目：会编程的水(ZZ)

发布时间：2013-8-9 下午4:28
  
分享一位牛人的作品，看看是不是也给你带来一些灵感~~
 
　　这是我在麻省理工学院媒体实验室学生时期第一年的硕士项目，有关“如何制造（几乎）任何东西”的最后的项目。由于我的研究领域，是学习技术的，我对使不透明物变得透明的方式很感兴趣，使人们明白什么是“下罩”。电脑到处都是，但是我们几乎不知道他们是如何工作的。因此，这是这个项目的动机（如果你对这个话题感兴趣，我还撰写并执导了有关微芯片和计算机是如何工作的纪录片- 如果你想要一份拷贝那么看看这里并发邮件给我）。如果你有兴趣在教育和新技术，请看看这些在我的网站上很酷的视频，Gogo Board 网站，或 NetLogo 的网站上的其他项目。

　　该项目的想法是建立一个设备，可以做无电子计算（不考虑水本身的电子）。水是一个有趣的选择，事实上，射流是一个非常重要的研究领域，被广泛应用于航空航天或关键任务应用上，电子控制设备不提供所需要的可靠性或不能很好的支持环境。此外，射流一直在军事装备中使用，以防止在核战争中发生故障时，电动装置停止工作。

　　然而，当时的想法是不派人到空间或控制**，而是做一个装置，可以帮助人们用自己的双手建设计算，阐明计算机。为了做计算，有一个伟大的事情显然是布尔运算，但如何用水实现它们呢？

　　在耗费了数个小时进行二进制逻辑的研究、草样的制作以及数次不成功的尝试之后，我决定使用激光切割机，建造一个多层的东西。尽管简单的逻辑门在图纸上非常明了，但水实在不是一个好控制的工作媒介...最终的加法器样子如下：
 

　　这是一个模块的放大图：

它的工作原理非常简单，顶部是水的两个入口。

当其中一个处于”开启“状态时...（换句话说，这是一个异或门。）

 
当两个都”开启“的时候，两股水流相撞，垂直进入下面收集水的”U“形部件。（换句话说，这是一个与门）

　　这样，我们同一个设备上就有了两种布尔运算：AND 和 XOR。因此，这是半个加法器！

　　形成现在这个样子的过程并不容易。我的第一个实验品长的这样：

　　由于到处都在漏水，我又进行了一个新的尝试：

　　这次变好了许多，但尺寸不足以应付水流量，当然，原理正确。
 

　　这是我的第三次尝试，它运作良好。

　　利用激光切刀和不同颜色的腈纶，我组装了很多这个玩意。在底部我粘上 Lego 片，这样一个简易“电脑”大功告成。在我花费了很多（事实上，是大量）的时间后，一个 4 比特加法器诞生了。如果你认为设计一个电脑很难，那就想象一下你的比特流散落的到处都是的样子。

　　[注意：我意识到已有很多人在应用流体学都有研究。但这个只是个课程设计，这也不会公开，所以你看不到什么参考引用之类的东西。老版本]
 
英文原文：Programmable Water