Ta działająca Maszyna Turinga z klocków LEGO przetwarza algorytmy!

Zbudowana z ponad 2900 klocków LEGO Maszyna Turinga wykonuje obliczenia i nie potrzebuje do tego elektryczności.

Rok 1936. Alianci stanęli w obliczu pewnej porażki z rąk znacznie potężniejszych i bardziej sprawnych Niemiec, które opracowały maszynę Enigma do wysyłania zaszyfrowanych wiadomości podczas II wojny światowej. Alan Turing, angielski matematyk, otrzymał zadanie złamania kodu Enigmy, aby pomóc Brytyjczykom rozszyfrować niemieckie wiadomości.

Jeśli widziałeś thriller z 2014 roku Gra tajemnic, wiesz, jak Alan Turing zbudował w zasadzie pierwszy na świecie komputer (jeśli nie widziałeś filmu, gorąco polecam). Maszyna Turinga była teoretycznym poprzednikiem tego komputera (zwanego Bombe), który pomógł Aliantom wygrać II wojnę światową.

Maszyny Turinga teoretycznie opisują każdą maszynę zdolną do przetwarzania algorytmów, i chociaż można by się spodziewać, że te maszyny będą dość zaawansowane, geniusz LEGO zdołał zbudować pierwszą działającą Maszynę Turinga całkowicie przy użyciu klocków LEGO. Nie, nie… to nie jest makieta ani dekoracyjny model Maszyny Turinga, to rzeczywiste urządzenie zdolne do „obliczania” algorytmów – i tu jest haczyk – robi to bez elektryczności!

➔ PRZECZYTAJ TAKŻE: Tetris Solid z klocków LEGO pozwala na prawdziwą grę całymi godzinami

Koncepcja Maszyny Turinga może wydawać się wyciągnięta prosto z podręcznika kryptografa, ale ten model sprawia, że ​​jest ona uderzająco namacalna. Pomysł jest prosty, ale głęboki: maszyna, która może obliczyć dowolny algorytm, o ile otrzyma odpowiednie instrukcje. Oryginalna koncepcja Turinga opierała się na taśmie, teoretycznie nieskończenie długiej, z zapisanymi na niej symbolami. Wersja LEGO naśladuje tę konfigurację za pomocą fizycznej taśmy i ruchomej „głowicy”, która odczytuje, zapisuje i przesuwa się po taśmie w zależności od bieżącego stanu maszyny. Istnieją cztery możliwe symbole i osiem możliwych stanów, co daje nam 32 potencjalne kombinacje symboli i stanów. Instrukcje dla każdej kombinacji są spakowane w 7 bitów, zajmując łącznie 224 bity. Dla kontekstu, to 14 bajtów — uderzająco mały ślad pamięci w świecie nowoczesnych komputerów, a mimo to zdolny do uruchamiania niemal nieograniczonej liczby programów.

To, co jest tutaj naprawdę fascynujące, to to, jak model działa całkowicie bez prądu. Jest to konstrukcja czysto mechaniczna, zasilana najprostszym z ludzkich wejść: kręceniem korbą. Skomplikowany system kół zębatych i połączeń napędza działanie maszyny, umożliwiając głowicy poruszanie się, odczytywanie symboli i przełączanie stanów zgodnie z instrukcjami. Ponad 2900 elementów LEGO łączy się, aby to umożliwić, z których większość przyczynia się do funkcjonalności lub integralności strukturalnej konstrukcji. Każdy element odgrywa rolę, czy to jest częścią systemu roboczego, czy też zapewnia kluczowe wsparcie, aby delikatne mechanizmy pozostały precyzyjne.

Working Turing Machine od The Bananaman na LEGO Ideas to intrygujące połączenie zabawy i edukacji. Z jednej strony jest to angażująca mechaniczna łamigłówka, ale z drugiej strony jest to potężne narzędzie do nauki. Symulując model Turinga, użytkownicy mogą eksperymentować z podstawowymi programami obliczeniowymi i zobaczyć w praktyce, jak maszyna przetwarza informacje. Łączy ona lukę między abstrakcyjną teorią obliczeniową a interakcją w świecie rzeczywistym, oferując praktyczne podejście do zrozumienia początków współczesnej informatyki. To wyczyn inżynierii projektowej, który pozostaje wierny wizji Turinga, a jednocześnie jest dostępny dla współczesnej publiczności, wykorzystując powszechnie lubiane medium LEGO.

Maszyna Turinga w ramach projektów LEGO Ideas, składająca się z prawie 3000 elementów przesuwa granice tego, co jest możliwe w formacie LEGO Ideas, ale pozostaje całkowicie celowa. Sama złożoność konstrukcji jest niezaprzeczalna, ale taka jest również jej elegancja. Mechaniczna konstrukcja modelu wymaga zarówno precyzji, jak i trwałości, co oznacza, że ​​wiele elementów jest poświęconych wspieraniu delikatnej równowagi między funkcją a formą. To model, który wydaje się osiągnięciem zarówno pod względem tego, co robi, jak i sposobu, w jaki to robi, a jednocześnie zachowuje wizualnie przekonujący i strukturalnie solidny projekt.

Dla projektantów i entuzjastów technologii Maszyna Turinga LEGO Ideas oferuje rzadką okazję do zanurzenia się w fizycznej reprezentacji jednego z najważniejszych osiągnięć w historii obliczeń. Obecnie jest to fanowska konstrukcja na stronie LEGO Ideas – forum internetowym, na którym entuzjaści mogą dzielić się swoimi dziełami, a cała społeczność głosuje na swoje ulubione. Z ponad 3600 głosami, ten konkretny MOC (My Own Creation) jest na dobrej drodze do osiągnięcia 10.000 głosów, po czym zgłoszenie zostanie sprawdzone przez wewnętrzny zespół LEGO i mamy nadzieję, że zostanie przekształcone w zestaw pudełkowy, który ludzie będą mogli kupić i zbudować. Byłby to fenomenalny gadżet STEM, prawda?! Możesz głosować na maszynę Turinga LEGO Ideas na stronie LEGO Ideas.

źródło: LEGO Ideas | Yanko Design