受元胞自动机启发的多稳态折纸超材料用于机械学习

多稳态超材料的最新进展揭示了结构构型转变与布尔逻辑之间的联系,预示着新一代具有计算能力的智能材料的出现。为实现更高层次的计算,现有计算框架需要集成大规模网络化逻辑门,这对材料对应物的制备和信号传播提出了苛刻要求。受元胞自动机启发,我们提出一种基于多稳态折纸超材料、结合储备池计算的新计算框架,其可在无需构建逻辑门网络的情况下完成高层次计算任务。因此,该方法消除了传统机械逻辑在构建大规模网络进行高层次计算时对材料制备和信号传播的苛刻要求。以多稳态堆叠 Miura 折纸超材料为验证平台,通过单一驱动器在实验中成功实现了数字识别。此外,手写体识别和 5 位存储等复杂任务也证明在该新计算框架下可行。我们的研究代表了在开发具有先进计算能力的新一代智能材料方面的重大进展。随着持续的研究与开发,这些材料可能对从计算科学到材料机械智能技术等诸多领域产生变革性影响。