Evolution of Acoustic Logic Gates in Granular Metamaterials
Evolution of Acoustic Logic Gates in Granular Metamaterials
复制标题
颗粒超材料中声学逻辑门的演变
DOI：
10.1007/978-3-031-02462-7_7
复制
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bongard, Josh
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Parsa, Atoosa;Wang, Dong;O’Hern, Corey;Shattuck, Mark;Kramer-Bottiglio, Rebecca;Bongard, Josh
颗粒超材料是实现机械计算设备的一种有前途的选择。作为这一点的初步证据，我们在这里演示了如何通过进化特定颗粒放置在材料中的位置来将布尔逻辑门(AND和XOR)嵌入颗粒超材料中。我们的结果证实了在进化搜索可能的材料空间中存在递增的“与”和“异或”的梯度。我们通过探测材料如何将编码为零或非零振幅的振动的比特转换来衡量材料的计算功能。我们比较了由质量对比粒子构建的材料和由刚度对比粒子构建的材料的进化，发现后者更容易进化。我们相信，这项工作可能会为进化设计日益复杂、可编程和计算密度越来越高的超材料铺平道路，与更传统的计算基质相比具有一定的优势。
Granular metamaterials are a promising choice for the realization of mechanical computing devices. As preliminary evidence of this, we demonstrate here how to embed Boolean logic gates (AND and XOR) into a granular metamaterial by evolving where particular grains are placed in the material. Our results confirm the existence of gradients of increasing “AND-ness” and “XOR-ness” within the space of possible materials that can be followed by evolutionary search. We measure the computational functionality of a material by probing how it transforms bits encoded as vibrations with zero or non-zero amplitude. We compared the evolution of materials built from mass-contrasting particles and materials built from stiffness-contrasting particles, and found that the latter were more evolvable. We believe this work may pave the way toward evolutionary design of increasingly sophisticated, programmable, and computationally dense metamaterials with certain advantages over more traditional computational substrates.
登录
查看更多内容
影响因子：
64.8
作者：
Yasuda, Hiromi;Buskohl, Philip R.;Raney, Jordan R.
通讯作者：
Raney, Jordan R.
DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
History of Computing
影响因子：
--
作者：
A. Tympas
通讯作者：
A. Tympas
DOI：
10.1145/1830483.1830584
发表时间：
2010-07
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Michael D. Schmidt;Hod Lipson
通讯作者：
Michael D. Schmidt;Hod Lipson
DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Tympas
通讯作者：
A. Tympas
定制二元胶体混合物中的声子能带结构。
DOI：
--
发表时间：
2010
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
Julia Fornleitner;G. Kahl;C. N. Likos
通讯作者：
C. N. Likos