该设备可赋能智能机器人、可穿戴医疗贴片和生物相容性传感器。
在深海中，章鱼能瞬间伪装自己的皮肤，而无需把每一个微小决策都传回中央大脑。它的触手会在本地完成“思考”。如今，麻省理工学院的研究人员将这种柔软、去中心化的神奇机制转化为一项微观计算创新。
新设计的纳米级计算设备使用柔软、灵活的聚合物，在单个微观单元内处理信息。
有趣的是，该平台模仿了生物大脑利用物理运动进行计算的方式。它将复杂的电子系统缩小为一个超薄、节能的封装，有望推动智能机器人、可穿戴医疗贴片和生物相容性传感器的发展。
像章鱼一样记忆
受章鱼等生物分布式神经系统的启发，该技术使用在电压下压缩并回弹的软聚合物材料，来模仿大脑神经元存储和发放信息的方式。
将这些功能直接构建到材料中，减少了对笨重外部电路和沉重电源的需求。
然而，这并非易事。在早期尝试中，其他构建纳米级机械计算机的工程师遇到了一个物理障碍
当两个金属表面靠得太近时，强烈的分子间黏附力会将它们永久吸附在一起。组件粘住，设备就会损坏。
为解决这个问题，MIT团队在两层金属电极之间插入了一层极薄的聚二甲基硅氧烷（PDMS）。PDMS是一种柔软、黏弹性的聚合物。
这种纳米级设备使用三个核心组件协同工作，以模仿生物计算。金属电极接收输入的电信号，并在施加电压时压缩。夹在它们之间的柔软PDMS层充当黏弹性纳米弹簧，平衡黏附力，使电极能够可逆地移动而不会永久粘住。
聚合物的逐渐回弹产生了一种机械记忆，可随时间保留过去施加力的历史。
“PDMS是黏弹性的，这意味着它在被压缩后需要时间才能恢复到原始状态。这使设备能够动态记住施加于其上的力和电压的历史，并将该历史转换为电响应，”共同第一作者彼得·萨特思韦特（Peter Satterthwaite）说。
电荷随时间累积。一旦达到特定阈值，设备就会像生物神经元一样发放信号，然后松弛以重置。
未来在医疗设备中的应用
生物神经元会累积电信号，直到达到阈值，此时它们会发放并传递信息。MIT团队的设备复制了这一机制：施加的电压缓慢压缩聚合物层，直到超过阈值，触发一次生物式发放，然后松弛以重置。
现代人工智能消耗大量电力，因为硬件不断在独立的存储库和处理单元之间来回搬运数据。MIT平台完全消除了这一管道。记忆、传感和逻辑都在同一处发生。
将记忆和计算直接集成到单个纳米级组件中，减少了对额外电路或电容器的需求。
这种柔软、受大脑启发的硬件为自适应下一代电子产品打开了大门，包括低功耗边缘计算、智能假肢、可穿戴健康监测器和自主环境传感器。
接下来，研究人员计划将传感直接与记忆和计算集成，以创建完全自适应的纳米机械计算系统。
该研究发表在《科学进展》杂志上。
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