一種新型氣動電腦利用氣壓偵測醫療設備的故障，省去了電子感測器，是一種更安全、更廉價的替代品。未來的計劃包括將其應用擴展到危險環境。

研究人員開發出了一種空氣供電的計算機，可以檢測某些醫療設備的故障並發出警報。這種設備無需使用電子感測器，從而簡化了監測過程，為幫助預防血栓和中風提供了一種經濟、可靠的方法。

《設備》雜誌上的一篇論文介紹了這台計算機，它不僅能利用空氣運行，還能利用空氣發出警告。當它偵測到用於監控的救生壓縮機器出現問題時，會立即吹響發出提示。

描述氣動邏輯用途的圖表。資料來源：William Grover/UCR

間歇性氣壓或IPC 設備是一種腿部套筒，可定期充氣並擠壓人的腿部以增加血流量。這樣可以防止血塊導致血管阻塞、中風或死亡。通常，這些機器由電子設備供電和監控。

“IPC設備可以挽救生命，但其中的所有電子元件使其價格昂貴。因此，我們想開發一種氣動裝置，去除一些電子元件，使這些裝置更便宜、更安全，”加州大學河濱分校生物工程副教授、論文通訊作者William Grover 說。

氣動裝置將壓縮空氣從一個地方輸送到另一個地方。貨運列車的緊急煞車裝置、自行車打氣筒、輪胎壓力表、呼吸器和IPC 設備都是這樣運作的。格羅佛和他的同事認為，使用一種氣動邏輯裝置來控制另一種氣動邏輯裝置並使其更加安全是很有意義的。

這種設備的工作方式與電子電路類似，都是進行奇偶校驗位計算。 “比方說，我想用1 和0 發送一條訊息，例如1-0-1，3個比特，”格羅弗說。 “幾十年前，人們就意識到，他們可以在發送這三個位元的同時附加一條訊息，以確保收件人收到正確的訊息”。

這個額外的資訊稱為奇偶校驗位。該位是一個數字–如果訊息包含奇數個1，則為1；如果訊息包含偶數個1，則為0。如果數字”1″出現在包含偶數位元的訊息末尾，那麼很明顯，這條訊息是有缺陷的。許多電子計算機都是這樣發送訊息的。

用於檢測壓縮設備性能誤差的氣動邏輯感測器演示。資料來源：William Grover/UCR實際應用與未來展望

氣動計算機利用流經21 個微小閥門的氣壓差來計算1 和0 的個數。如果計數沒有錯誤，警報就不會響起。

如果氣筒發生爆炸，則表示機器需要維修。在一段示範氣動電腦的影片中，格羅佛和他的學生用小刀損壞了一台IPC 設備，使其無法使用。幾秒鐘後，警報就響起了。

“這個設備只有一盒火柴大小。它可以取代一些感測器和一台計算機，」格羅弗說。 “因此，我們可以降低成本，同時還能檢測設備中的問題。而且，它還可以在高濕度或高溫環境中使用，這些環境對電子產品來說並不理想。”

IPC 設備監控只是空中運算的一個應用。在下一個專案中，格羅佛希望設計一種設備，使人們不再需要從事每年都會造成人員傷亡的工作–在高高的筒倉頂部搬運穀物。

糧倉是中西部地區常見的高建築，裡面裝滿了玉米或小麥。通常情況下，人必須拿著鏟子進去把穀物打碎，使裡面的穀物堆疊均勻。

“由於穀物移動，人被困住而死亡的人數非常多。機器人可以代替人完成這項工作。但是，這些筒倉具有爆炸性，一個電火花就能把筒倉炸得四分五裂，所以電子機器人可能不是最佳選擇，”格羅弗說。 “我想製造一種空氣動力機器人，它可以在這種爆炸性環境中工作，不會產生任何火花，還能帶人類脫離危險。”

氣動計算機的概念至少已經存在了一個世紀。人們曾經製造過氣動鋼琴，可以用打孔紙捲來演奏音樂。現代計算興起後，工程師們對氣動電路失去了興趣。

“一旦一項新技術成為主流，我們就會失去對其他問題解決方案的認識，」格羅弗說。 “我喜歡這項研究的一點是，它可以向世界展示，在今天的某些情況下，100 多年前的想法仍然有用。”

編譯自/ ScitechDaily