В финском университете Аалто разработан концепт водяной вычислительной машины. Капельки воды катятся по желобкам с гидрофобной поверхностью, подвергаются упругим столкновениям и отскакивают друг от друга в строго определённом направлении. Благодаря этим эффектам реализуются элементарные операции Булевой логики и механизмы триггерной памяти. Безошибочность системы была продемонстрирована в раннем прототипе – смотрите видео.
Более сложный вариант основан на принципе коалесценции – слиянии, укрупнении капель. Меняя состав, углы столкновения, а также управляя скоростью и/или массой капель, можно инициировать протекание различных химических реакций в объединённых каплях и усложнять логические схемы.
Это видео демонстрирует варианты поведения двух капель при столкновении в различных условиях. Ускоряемая капля содержит цистеин, а покоящаяся флуоресцентная – нанокластеры серебра. В первом эксперименте параметры столкновения подобраны так, чтобы капли отскочили друг от друга. Во втором случае капли смешиваются и происходит химическая реакция.
Подробности экспериментов с построением логических элементов водяных вычислительных машин опубликованы в журнале Advanced Materials. Один из авторов шутит, что впервые начинал изучать поведение капель воды на гидрофобных поверхностях ещё в детстве, когда поливал деревья в мамином саду.