可以吃的「邏輯門(mén)」:這些科學(xué)家把甜點(diǎn)做成了「迷你計(jì)算機(jī)」
在過(guò)去的十年間,我們見(jiàn)證了食品領(lǐng)域的很多創(chuàng)新,比如 3D 打印食物、可食傳感器、機(jī)器人料理、AR 用餐等,但迄今為止,這些創(chuàng)新都還是在現(xiàn)有食物的基礎(chǔ)上使用技術(shù)。
澳大利亞莫納什大學(xué)的一項(xiàng)創(chuàng)新打破了這一局面:他們創(chuàng)造了一種名為「Logic Bonbon(邏輯夾心糖)」的系統(tǒng),將「邏輯門(mén)」直接嵌入了糖果里。
Logic Bonbon 包括一個(gè)預(yù)制的空心糖果,以及三個(gè)不同的「邏輯門(mén)」選項(xiàng),允許調(diào)味液體流入糖果。
有了這些邏輯門(mén),你可以將不同的液體引入糖果的中空區(qū)域,從而形成不同的味道和顏色組合。此外。Logic Bonbon 還有一個(gè)透明的頂層,你可以透過(guò)這個(gè)頂層看到邏輯門(mén)「運(yùn)行」之后的最終結(jié)果。
在過(guò)去的三個(gè)月里,研究者邀請(qǐng)了 10 名參與者來(lái)測(cè)試該系統(tǒng),讓他們用不同的味道組合去填充自己的糖果。
「通過(guò)與 Logic Bonbon 的互動(dòng),參與者可以實(shí)際體驗(yàn)和學(xué)習(xí)邏輯運(yùn)算。它其實(shí)可以稱得上是一個(gè)微型可食用計(jì)算機(jī),它需要輸入、執(zhí)行計(jì)算并以不同的組合輸出結(jié)果,同時(shí)顯示不同的表情和味道,讓用戶體驗(yàn)計(jì)算的『味道』,」該研究的第一作者、 莫納什大學(xué) Exertion Games Lab 研究者 Jialin Deng 表示。
「這個(gè)項(xiàng)目表明,即使像食材、餐飯這樣簡(jiǎn)單的東西也可以被用作一種媒介,用來(lái)向人們介紹計(jì)算機(jī)的概念,」論文合著者、Exertion Games Lab 負(fù)責(zé)人 Florian ‘Floyd’ Mueller 表示。
該項(xiàng)目未來(lái)可能的研究方向包括開(kāi)發(fā)更復(fù)雜的食物計(jì)算系統(tǒng),進(jìn)一步探索如何支持餐廳為食客提供獨(dú)特的用餐體驗(yàn)。
論文鏈接:https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3491102.3501926
技術(shù)細(xì)節(jié)
將 Logic Bonbon 當(dāng)成一個(gè)計(jì)算機(jī)組件來(lái)設(shè)計(jì)
1、模塊化
Logic Bonbon 系統(tǒng)的模塊化是一種設(shè)計(jì)特征,它將系統(tǒng)細(xì)分為可以獨(dú)立創(chuàng)建的較小部分。它們也可以與不同系統(tǒng)的模塊互換。Logic Bonbon 系統(tǒng)的每個(gè)基本單元都由一組輸入模塊、一個(gè)邏輯門(mén)和一個(gè)輸出模塊組成,如圖 3 所示。
不可食用的輸入模塊由一個(gè) 3D 打印的底座(圖中的 mount,作為托住主體的底盤(pán),同時(shí)往上傳輸液體)、兩個(gè)流體容器(圖中的 fuid reservoir)和兩個(gè) L 形接頭組成。此外,兩個(gè)流體回收器(fuid recycler)與底座的另一側(cè)連接,以回收多余的流體。Logic Bonbon 系統(tǒng)的這些部分是不可食用的,可食用部分由多層結(jié)構(gòu)的邏輯門(mén)和輸出模塊組成。
2、Logic Bonbon 的多層結(jié)構(gòu)
受具有平面或夾層結(jié)構(gòu)的微流體芯片的啟發(fā),Logic Bonbon 被設(shè)計(jì)成多層結(jié)構(gòu),每層都有特定的流體裝置和邏輯功能。Logic Bonbon 可以執(zhí)行「與」、「或」、「異或」邏輯運(yùn)算。下圖 4 展示了可以執(zhí)行「與」門(mén)的 Logic Bonbon 結(jié)構(gòu)。
「底座連接器層(base connector layer」的底側(cè)連接到底座,頂側(cè)連接到「邏輯門(mén)層(logic gate layer)」。邏輯門(mén)層在實(shí)現(xiàn)計(jì)算方面起著關(guān)鍵作用。在這一層的頂部是另一個(gè)連接器層,它連接到兩個(gè)「室層(chamber layer)」,其中一個(gè)具有溢流口(overfow vent)。這兩個(gè)室層將填充流體,因此起到顯示器的作用,指示計(jì)算是否成功。如果兩個(gè)室層達(dá)到最大容量,多余的流體將通過(guò)溢流口排出。半透明的「窗口層」位于頂部,為用餐者提供了室層的視圖,以便他們可以看到計(jì)算是否成功,成功則表示糖果可以吃了。
與 Logic Bonbon 交互
用餐者與 Logic Bonbon 的交互始于他們對(duì)輸入模塊中的液體管施加壓力,液體管中裝著不同口味的調(diào)味汁。
圖 5 展示了一個(gè) Logic Bonbon 系統(tǒng)的例子,它帶有兩個(gè)偏好輸入「x」和「y」。
這種設(shè)計(jì)讓兩種液體(輸入)從移液管流出,通過(guò)底盤(pán)進(jìn)入 Logic Bonbon(圖 6)。
研究者演示了 Logic Bonbon 中的三個(gè)邏輯運(yùn)算及其可能的結(jié)果:AND、OR、XOR(如圖 7)。每個(gè) Logic Bonbon 都被分配到不同的圖標(biāo),用以區(qū)分三個(gè)邏輯門(mén)。AND 的門(mén)是心形,OR 的門(mén)是鴨子形狀,XOR 的門(mén)是字母 I 的形狀。
除了 Logic Bonbon 本身的偏好之外,它的邏輯功能在使用兩個(gè)「偏好輸入」時(shí)會(huì)生成四種可能的偏好輸出:無(wú)偏好、偏好 x、偏好 y、混合偏好。
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