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数据存储Skyrmions:振动驱动逻辑门;Wii可以帮助帕金森患者。

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用于数据存储的快速移动磁粒子
根据麻省理工学院研究人员发现,几年前发现的一种奇异的磁行为作为一种存储数据的方式具有巨大的前景——这种方式可以克服可能标志着摩尔定律终结的基本限制。

麻省理工学院的研究小组说,新系统不像现在的磁盘那样,通过改变表面磁化粒子的方向来一次读取和写入数据,而是利用磁方向上的微小扰动,称为“磁感应”。skyrmions”。

这些虚拟粒子出现在夹在不同金属薄膜上的金属薄膜上,可以使用电场进行操作和控制,并且可以长时间存储数据,而不需要进一步的能量输入。

“要使skyrmions成为实用的数据存储介质,最大的缺失之一是一种可靠的方式来在需要的时候和地方创建它们,所以这是一个重大突破。——麻省理工学院材料科学与工程副教授杰弗里·比奇。

(来源:麻省理工学院)

去年,麻省理工学院材料科学与工程副教授杰弗里·比奇(Geoffrey Beach)领导的一个团队记录了skyrmions的存在,但这些粒子在表面上的位置完全是随机的。现在,Beach已经与其他人合作,首次通过实验证明他们可以在特定的位置随意制造这些粒子,这是在数据存储系统中使用它们的下一个关键要求。还需要一个有效的读取数据的系统来创建一个可以商业化的系统。

该团队包括来自马克斯·伯恩研究所光学与原子物理研究所“,两人都在柏林;的乌尔姆大学医学与计量激光技术研究所,在德国;和德国电子同步加速器(DESY)在汉堡。

振动驱动逻辑门
根据研究人员阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)在美国,振动机械开关可以级联来执行复杂的计算操作,这可能会使计算比今天的技术走得更远。该团队展示了一种基于机械振动

他们提醒说,每台电脑、移动电话和微波炉里的微型处理器都是由数以百万计或数十亿计的微型晶体管组成的复杂网络组成的——当电流流过这些晶体管的终端时,电子开关就会打开。这些晶体管连接在一起构成逻辑门,执行操作,例如AND(当两个输入打开时)和OR(当其中一个输入打开时)。反过来,这些逻辑门被连接到更大的网络,以允许越来越复杂的操作。然而,由于每个晶体管即使在没有主动开关的情况下也会消耗电流并产生热量,而且随着晶体管接近其小型化和效率的物理极限,人们正在寻找最终取代电晶体管并将计算带入未来的替代技术。

可级联的振动驱动微机电逻辑门以电信号作为输入,并根据微束的共振产生逻辑输出(1或0)。
(来源:KAUST)

穆罕默德·尤尼斯实验室的博士研究员萨阿德·伊利亚斯和尼扎尔·贾贝尔展示了他们所说的一种可扩展的、高效的替代技术,这种技术不是基于电流,而是基于多频率电输入激发的机械振动。

“与现有技术相比,机电系统具有无泄漏的主要优势:也就是说,与电晶体管不同,它们只在开关时消耗电力,”Ilyas说。“它们每个计算功能所需的门也更少,从而降低了复杂性,而且它们可以以更高的集成密度制造——甚至有人预测,这些系统可以缩小到分子水平。”

微机电系统(MEMS)在过去已被研究用于逻辑操作,但设计一种允许MEMS逻辑门级联以形成任意计算函数的操作模式一直是一个挑战。Jaber和Younis提出了一种基于混频的MEMS执行逻辑运算的新技术,具有巨大的级联潜力。
他们使用电信号作为输入,使夹紧的聚合物微束以一定的共振频率振动。这反过来又产生了具有相同频率的电信号的运动电流,然后可以级联到另一个MEMS逻辑门的输入。

该团队展示了在单一工作频率下的各种逻辑运算,这是迈向级联的重要一步,成为基于MEMS谐振器计算的下一个里程碑。他们断言他们的逻辑门也与现有的制造技术兼容。

Wii游戏有助于帕金森患者
哈佛大学健康与人文科学学院的杰西卡·胡伯和杰夫·哈达德教授普渡大学都在使用任天堂Wii游戏系统帮助帕金森患者;研究如何玩专门设计的游戏可以改善患者的运动、语言和整体生活质量。

研究人员说,通过让研究参与者站在平衡板上,将光标移动到显示器上的特定目标,他们正在研究大脑活动和身体运动是如何联系在一起的,这通常在看似简单的日常任务中发挥作用,比如走路和说话,这对帕金森患者来说很困难。

有趣的是,与普渡大学的研究人员合作进行的一项初步研究,印第安纳大学卡尔加里大学该研究对帕金森患者和其他健康的老年人进行了研究,结果显示,在规定的时间内使用这些游戏,在步态和平衡方面往往比传统的帕金森治疗方法表现出更积极的结果。



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