研究表明，材料可以以新的和意想不到的方式形成“記憶”

科學家們發(fā)現(xiàn)了一種新的方法，即材料可以形成關(guān)于過去發(fā)生在他們身上的事情的“記憶”，從而有可能為計算機和機械工程開辟新的、令人興奮的可能性。

材料中的記憶理念并不新鮮——例如，一張皺巴巴的紙顯示了它以前皺巴巴的狀態(tài)的記憶——但在這里，芝加哥大學和賓夕法尼亞州立大學的研究人員能夠建立在所謂的返回點記憶之上，它依賴于兩個方向的來回力。

返回點記憶有點像密碼鎖，先向一個方向旋轉(zhuǎn)，然后再向另一個方向旋轉(zhuǎn)，但研究人員發(fā)現(xiàn)，在特定情況下，一個方向的力仍然可用于存儲記憶。

“返回點記憶的數(shù)學定理說，如果我們只有一個方向的不對稱驅(qū)動，我們就無法存儲序列，”說來自賓夕法尼亞州立大學的物理學家 Nathan Keim。

“如果密碼鎖撥盤逆時針轉(zhuǎn)動時不能超過零，則它只在密碼中存儲一個數(shù)字。但我們發(fā)現(xiàn)了一個特殊情況，這種不對稱駕駛實際上可以編碼一個序列。

用計算機模型為了模擬不同的力方向和強度，研究人員想出了稱為 hysterons 的抽象元素。至關(guān)重要的是，這些歇斯底子可能會體驗到”受挫的互動“，這打破了返回點內(nèi)存的規(guī)則。

“Hysterons 是系統(tǒng)的元素，它可能不會立即對外部條件做出反應(yīng)，并且可以保持過去的狀態(tài)，”說來自賓夕法尼亞州立大學的物理學家 Travis Jalowiec。“就像密碼鎖的各個部分如何反映表盤的先前位置，而不是表盤現(xiàn)在的位置。”

拉動彎曲的吸管是一種描繪方式：當運動是在一個方向上時，吸管頸部的一個褶皺彈出，而不是其他褶皺，從而緩解了整個系統(tǒng)的緊張感。評估所有褶皺可以提供有關(guān)過去施加的力的線索。

這不是一個完美的類比，但它為您提供了一個大致的概念。研究人員發(fā)現(xiàn)，受挫的 hysterons 可以作為最近變形和迄今為止最大變形的記憶庫。

“如果你能制造一個存儲一系列記憶的系統(tǒng)，你可以像密碼鎖一樣使用它來驗證特定的歷史，或者你可以恢復有關(guān)過去的診斷或法醫(yī)信息?！?/span>“凱姆說.

研究人員表示，雖然受挫的 hysterons 在實際材料中可能很少見，但它們可以內(nèi)置到人造材料– 一種新型的材質(zhì)記憶。最終，我們可以擁有無需任何電力即可記住過去狀態(tài)的機械系統(tǒng)。

“我們認為這是一種設(shè)計具有這種特殊記憶的人工系統(tǒng)的方法，從最簡單的機械系統(tǒng)開始，比彎曲的吸管復雜多少，希望能發(fā)展到類似不對稱密碼鎖的東西。”說凱姆。

該研究已發(fā)表在科學進展.

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