공기 구동 컴퓨터, 혈전과 뇌졸중 예방에 효과적이다.

저널 Device에 실린 논문에 따르면, 이 컴퓨터는 공기로 작동할 뿐만 아니라 공기를 사용하여 경고를 내린다. 이 컴퓨터는 모니터링하도록 설계된 생명을 구하는 압박 기계에 문제가 감지되면 즉시 호루라기를 울린다.

간헐적 공기 압박 또는 IPC 장치는 주기적으로 공기를 채우고 사람의 다리를 압박하여 혈류를 증가시키는 다리 슬리브이다. 이를 통해 혈관 막힘, 뇌졸중 또는 사망으로 이어지는 혈전을 예방할 수 있다. 일반적으로 이러한 기계는 전자 장치로 구동되고 모니터링된다.

"IPC 장치는 생명을 구할 수 있지만, 그 안에 있는 모든 전자 장치 때문에 비싸다. 그래서 우리는 이러한 장치를 더 저렴하고 안전하게 만들기 위해 일부 전자 장치를 제거하는 공기 장치를 개발하고자 했다."라고 캘리포니아 대학교 리버사이드 캠퍼스의 생체공학과 조교수이자 해당 논문의 저자인 윌리엄 그로버가 말했다.

공기압은 압축 공기를 한곳에서 다른 곳으로 옮긴다. 화물 열차의 비상 브레이크는 이런 방식으로 작동하며, 자전거 펌프, 타이어 공기압 게이지, 호흡기, IPC 장치도 마찬가지이다. 그로버와 그의 동료들은 하나의 공압 논리 장치를 사용하여 다른 장치를 제어하고 더 안전하게 만드는 것이 합리적이라고 생각했다.

이러한 유형의 장치는 패리티 비트 계산을 수행하여 전자 회로와 비슷한 방식으로 작동한다.

그로버는 "1-0-1과 같이 1과 0으로 메시지를 보내고 싶다고 가정해 보겠다. 3비트이다."라고 말한다. "수십 년 전에 사람들은 수신자가 올바른 메시지를 받았는지 확인하기 위해 이 3비트에 추가 정보를 하나 더 보낼 수 있다는 것을 깨달았다."

이 추가 정보를 패리티 비트라고 한다. 비트는 숫자이다. 메시지에 1이 홀수 개 포함되어 있으면 1이고, 메시지에 1이 짝수 개 포함되어 있으면 0이다. 짝수 개의 비트가 있는 메시지 끝에 숫자 1이 나타나면 메시지에 결함이 있다는 것이 분명하다. 많은 전자 컴퓨터가 이런 방식으로 메시지를 보낸다.

공기 구동 컴퓨터는 21개의 작은 밸브를 통과하는 공기압의 차이를 이용해 1과 0의 개수를 센다. 계산에 오류가 없다면 휘슬은 울리지 않는다.

휘슬이 울리면 기계를 수리해야 한다는 신호다. 그로버와 그의 학생들은 공기 컴퓨터를 보여주는 영상에서 칼로 IPC 장치를 손상시켜 사용할 수 없게 만드는 모습이 나온다. 몇 초 후 휘슬이 울린다.

그로버는 "이 장치는 성냥 한 상자 크기이다. 센서 몇 개와 컴퓨터를 대체한다."라고 말한다. "따라서 장치의 문제를 감지하는 동시에 비용을 절감할 수 있다. 또한 전자 제품에 적합하지 않은 습도가 높거나 고온 환경에서도 사용할 수 있다."

IPC 장치 모니터링은 공기 컴퓨팅의 한 가지 응용 분야일 뿐이다. 그로버는 다음 프로젝트에서 매년 사람을 죽이는 작업, 즉 높은 사일로 위에서 곡물을 옮기는 작업이 필요 없는 장치를 설계하고 싶어한다.

옥수수나 밀로 가득 찬 높은 빌딩, 곡물 저장고는 중서부에서 흔히 볼 수 있다. 종종 사람이 삽을 들고 안으로 들어가 곡물을 부수고 내부의 더미를 고르게 해야 한다.

"곡물이 움직이고 사람이 갇히면서 많은 사람이 사망한다. 로봇이 사람 대신 이 일을 할 수도 있다. 하지만 이런 저장고는 폭발성이 있고 전기 스파크 하나만 있어도 저장고가 날아갈 수 있으므로 전자 로봇은 최선의 선택이 아닐 수 있다."라고 그로버는 말한다.

"나는 이 폭발적인 환경에서 작동하고 스파크를 발생시키지 않으며 사람을 위험에서 구해줄 수 있는 공기 구동 로봇을 만들고 싶다."

공기 구동 컴퓨팅은 적어도 1세기 전부터 존재해 온 아이디어이다. 사람들은 펀칭된 종이 롤에서 음악을 연주할 수 있는 공기 구동 피아노를 만들었다. 현대 컴퓨팅이 등장한 후 엔지니어들은 공압 회로에 대한 관심을 잃었다.

"새로운 기술이 지배적이 되면 문제에 대한 다른 해결책에 대한 인식을 잃게 된다."라고 그로버는 말한다. "내가 이 연구에 대해 좋아하는 점 중 하나는 100년 이상 된 아이디어가 여전히 유용할 수 있는 상황이 오늘날에도 존재한다는 것을 세상에 보여줄 수 있다는 것이다."

출처: UC Riverside/ 이미지 설명:공압 로직 감지 장치의 클로즈업. (출처: William Grover/UC Riverside)