Een stukje geribbeld rubber functioneert als een eenvoudige computer, met geheugen en het vermogen om tot twee te tellen. Leidse natuurkundige onderzoekers publiceren erover in het tijdschrift PNAS. ‘Simpele materialen kunnen informatie verwerken, en wij zijn bezig de principes daarvan te achterhalen.'
Waar andere natuurkundigen werken met telescopen, microscopen of deeltjesversnellers voor hun onderzoek, gebruiken Martin van Hecke en Hadrien Bense alleen stukjes rubber, die ze vouwen en filmen. Zo hebben ze bewezen dat zelfs een heel simpel stukje materiaal informatie kan verwerken.
Ploppunten
Een video van de onderzoekers (beiden verbonden aan de Universiteit Leiden en het onderzoeksinstituut AMOLF in Amsterdam) laat een stukje geribbeld rubber zien, dat van bovenaf ingedrukt wordt met een pers. Eerst buigen de ribbels rustig mee, maar op een zeker moment ploppen ze, wat inhoudt dat ze ineens een andere vorm aannemen. Bense en Van Hecke besloten de plop-punten te beschouwen als ‘bits' die van 0 naar 1 omschakelen als ze ploppen (en terug naar 0 als ze terugploppen).
Met camera's en veel geduld (van Bense) brachten ze alle mogelijke toestanden van het stuk rubber in kaart. De zaken worden snel ingewikkeld: een stukje rubber met drie ‘bits' kan theoretisch gezien acht verschillende toestanden aannemen. Iedere omploppende bit is een overgang naar een andere toestand.
Zaken worden interessanter
Het onderzoeksveld waarin de onderzoeksgroep voorop loopt heet ‘mechanische metamaterialen'. Dat zijn materialen waarvan de eigenschappen afhankelijk zijn van de mechanische structuur in plaats van alleen de materiaaleigenschappen zelf. Bijvoorbeeld de structuur van ploppende rubberribbels.
Aanvankelijk doorliep het ribbelrubber vier verschillende toestanden. Vanaf de toestand waarin alle bits ‘0' zijn (000) naar een toestand waarin ze alledrie ‘1' zijn (111), en dan, als de druk weer afneemt, weer terug. Maar de zaken werden interessanter toen Bense de basis waarop het rubber stond een beetje kantelde. Door die kleine hoek treden er in het rubber vervormingen op, waardoor de bits elkaar beïnvloeden.
Het schema van verschillende toestanden wordt nu veel ingewikkelder: nu kunnen tot zeven verschillende toestanden bereikt worden. Opvallend genoeg leidt het verhogen en daarna verlagen van de druk soms tot een toestand die daarvóór nog niet gezien was. ‘Dat is een soort van geheugen', zegt Bense, ‘omdat de toestand van het systeem niet alleen afhankelijk is van de druk, maar ook van het verleden.'
Een ander stuk rubber kan zelfs tellen. Eén toestand wordt pas bereikt na één keer indrukken en loslaten, en een volgende toestand als je nog eens indrukt en loslaat. ‘Dat betekent eigenlijk dat hij het aantal malen indrukken telt', zegt Bense. ‘Dat is een vorm van informatieverwerking', zegt Van Hecke, ‘natuurlijk wel een heel simpele vorm.'
In hun artikel beschrijven de onderzoekers experimenten en berekeningen, en stellen ze theorieën op over de onderlinge beïnvloeding van bits, om de volgordes van de omploppende bits beter te begrijpen.
‘Er zijn vast toepassingen', zegt Van Hecke. ‘Maar ik weet nog niet welke'. Eerder onderzoek naar mechanische metamaterialen heeft geleid tot schok-absorberende sneakers en verbeteringen in ‘zachte' robots. ‘Toepassingen zijn er altijd, op den duur', zegt Van Hecke, ‘maar eerst proberen we uit te zoeken wat de principes achter deze metamaterialen zijn.'
De publicatie in het tijdschrift PNAS
The Rubber Computer:
Ook de lader vraagt om een voeding
Veiligheid en beschikbaarheid 24/7
Het Evoluon, een dag lang het centrum
Advanced Engineering 11 & 12 mei 2022
Pas onderstations aan.
VanLien/ABB Noodverlichting wijst de weg
Test je kennis & win een slipcursus!
Het doel van noodverlichting is eenvoudig: zorgen voor een veilige uitweg. Hoe regel je dat? Wat weet jij over noodverlichting? Test je kennis in de WegWijsQuiz van VanLien/ABB Noodverlichting. Je maakt dan kans op een slipcursus op Circuit Zandvoort. Naar de Quiz! >>
Nauwkeurige en ergonomische schroevendraaiers van WERA
Service- en onderhoudsbenodigdheden van de serie Kraftform Micro. Lees meer >>
Sinds 1999 waarborgt ICAPE Group de toelevering van printen en op maat gemaakte technische onderdelen voor grote spelers in de globale elektronica-industrie. Met bijna 3000 actieve klanten ontwikkelt het Franse bedrijf zich tot een van de gevestigde wereldleiders in zijn sector.
Lees verder
ASML - Veldhoven
Management Assistant
Does assisting top managers in a dynamic, high demanding, international environment energize you? Then ASML is what you are looking for! Every day you use technology that contains microchips. From smartphones and laptops, to washing machines, credit cards and cars. ASML is the world leader of advanced technology systems for the semiconductor industry. Due to our growth we are continuously searching for new talent. We like to welcome pro-active team players and strong communicators who can deliver high quality services to our Management Support Organization (MSO). You will be part of a creative, dynamic work environment with encouraging management assistants. We have multiple opportunities for junior, mid-level and senior candidates.
Read more >>
Application form >>
Hertek B.V. - Weert
Teamleider Service (50% Weert - 50% landelijk)
Ben jij op zoek naar een zeer afwisselende en interessante teamleiders functie?
Wil je naast het aansturen van je service en planning medewerkers vanuit kantoor, ook een aantal dagen per week op pad naar je medewerkers in de buitendienst? Kwaliteit, veiligheid en welzijn voor onze medewerkers staat hoog in het vaandel. Wil je graag werken bij een bedrijf dat verbetervoorstellen en initiatieven van hun medewerkers waardeert?
Dan is deze baan bij de Hertek Groep wellicht iets voor jou. Lees meer >>
AE Sensors - Dordrecht
Sales engineer
AE Sensors BV is een groothandel die ook totaaloplossingen levert en ontwikkelt. Wij zoeken een techneut die met passie voor elektronica en sensoren graag problemen oplost en uitdagingen zoekt. Daarnaast is flexibiliteit een absolute pré. Het kan zijn dat je op het ene moment op een offshore platform, een zeegaand schip of een kraan in de Rotterdamse haven staat, maar een paar uur later in de clean room van een chip machine fabrikant.
Lees meer >>
Vandentempel Service - Hattem
Kalibratietechnicus
Binnen een team van technisch specialisten ga je diverse test- en meetapparatuur kalibreren. Je maakt hierbij gebruik van moderne hoogwaardige Fluke kalibratoren in combinatie met MET/CAL kalibratie management software. Of het nu gaat om eenvoudige laagspanningstesters of complexe meetapparatuur voor midden- of hoogspanningstoepassingen; bij Vandentempel kun je jouw technische hart ophalen en jezelf blijven ontwikkelen. Lees meer >>
Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.
Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .
ICAPE Group ; Expert services supplier of customized PCBs and technical parts.
Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?
RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.
Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!
RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop
Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?
Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen
Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?
Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten
RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen
Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht
Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.