进展 | 具有可重编程逻辑功能的力学超构材料
来源：两江科技评论（ID：imeta-center），作者：九乡河。
虽然电子晶体管和磁存储器在计算速度和存储密度方面具有优势，但机械逻辑的鲁棒性有利于极端条件下的应用，如高温和辐射，同时还能保持设计的逻辑功能。近些年，机械计算在构建智能机械系统方面的潜在应用重新燃起了人们对机械计算的兴趣，包括软体机器人、微机电系统和机器人材料在内的机械系统。超构材料的最新进展促进了机械逻辑门的设计，力学超构材料因具有可编程变形模式和新颖的力学性能，是设计逻辑功能的良好平台。具有两种不同几何形状的力学超构材料可用于表示二进制状态0和1。通过精心设计单元之间的相互作用，可以实现不同的逻辑门和信号传输。
值得注意的是，力学超构材料的逻辑功能通常由其布局决定，一旦设计完成，在使用过程中很难改变，这限制了其在多工作场景中的应用。此外，当计算完成时，整个力学超构材料系统通常会切换到另一个稳态，失去原有的逻辑功能。因此，需要一个初始化策略来重复利用力学超构材料系统，这一点尚未得到充分的探索。此外，现有的力学超构材料逻辑系统大多功能不全或不能实现时序逻辑。因此，它们不具备较强的机械计算能力。
近日，清华大学陈常青教授团队提出了一种可重编程的力学超构材料 (ReMM)，包括基本逻辑的周期阵列和功能完整的机械逻辑门。在一系列电磁的连续激励下，ReMM可以实现重新编程。由双稳态曲梁阵列的开关状态分布确定的加载位置来执行不同的逻辑功能。演示了ReMM在通用组合逻辑和时序逻辑（信息存储）方面的应用。
此外，该系统的信息存储能力被证明有利于机械逻辑电路的紧凑设计。开发的ReMM有望为构建具有强大计算能力和相对较小空间尺度的多功能和可重复使用的超构材料提供场所，从而有利于具有嵌入式智能的机械系统的发展。相关研究发表在《Nature Communications》上。(徐锐)
文章链接：
T. Mei, Z. Meng, K. Zhao, et al. A mechanical metamaterial with reprogrammable logical functions[J]. Nature Communications, 2021, 12(1).
