近日，汕头大学教育部智能制造重点实验室杨楠教授团队与广东以色列理工学院Damiano Padovani副教授团队联合在《Advanced Science》上发表研究文章“Bistable soft shells for programmable mechanical logic”，探索采用柔性双稳态材料的力学变形机理以及逻辑运算机理。

材料或结构的双稳态特性是指该结构可以停留在两个有明显差异的稳定状态下，因此在能量相图上具有两个局部最小值点。并且，两个状态之间可以自由切换，这就给逻辑运算提供了便利：一方面，两个稳态可以代表逻辑值“0和1”；另一方面，稳定状态还能确保该逻辑值的自保持。本文还提出一个一般性框架，用以组织不同的双稳态单元成为一个计算系统，进行复杂的二进制运算。更为有趣的是，研究团队还提出一种“变规则”系统的生成方法，即在一个系统上可以随意改变运算法则。

实验表明，一般的电子计算设备在强电磁辐射干扰下不能正常工作，而柔性双稳态计算系统的计算本质是机械的，不受电磁辐射的影响。这为在极端环境下保证计算机、控制设备、机器人系统的正常运行提供可行方案，以保证人类在宇宙空间进行探索和执行任务。

该研究由杨楠和Damiano Padovani共同指导，毛忠发老师协助测试实验，硕士生蓝宇明、史晓飞、黄昆鹏等同学共同参与完成。

此研究受到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、汕头大学科研启动基金、广东省高校重点专项基金的资助。同时，得到教育部智能制造重点实验室和系主任王奉涛教授的大力支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202412372

图文：工学院