发表于《自然通讯》的一项研究中，来自圣奥拉夫学院和雪城大学的研究人员展示了一台完全由机械部件构成的计算机系统，它在没有电力和电池的条件下，依然可以执行基础计算任务。

圣奥拉夫学院物理学副教授 Joey Paulsen 表示：“我们通常会把记忆与计算机硬盘或人脑联系在一起。但事实上，许多日常材料也会保留‘过去’的痕迹。比如橡胶会‘记住’它曾被压缩或拉伸到什么程度。我们想探究的是，能否利用这些日常材料，不仅记录运动历史，还能处理信息，也就是进行计算。”

在 Paulsen 的带领下，研究团队使用钢弹簧、钢条等常见材料，构建了三种机械计算机原型：

• 第一台装置可以记录被拉动的次数，实现简单计数功能。
• 第二台装置能够判断被推动的次数是奇数还是偶数，实现奇偶分类。
• 第三台装置可以区分并“记住”施加在其上的力是中等大小还是较大，从而实现对力大小的记忆。

Paulsen 指出：“我们现在已经掌握了一套可行的设计思路，能够在没有计算机芯片和外部电源的前提下，构建可以执行简单计算任务的机械机器。”

研究的主要结论包括：

• 这些机械计算机可以在完全不依赖电子芯片和电力的情况下完成基础计算。
• 机械系统直接从施加在其上的物理力中获取能量，而不是依赖电能供给。
• 该设计表明，在极端温度、腐蚀性化学环境等不利条件下，当只需要执行简单计算时，机械计算机有望成为传统电子计算机的替代方案。

Paulsen 认为，这项工作是迈向“会感知、会决策、会响应”的材料的重要一步。他说：“这类材料通常被称为智能材料。我们的研究有望推动更灵敏的假肢设备或具备触觉反馈的房间等应用，进而改善人们的生活质量。”

展望未来，Paulsen 建议，机械计算机的后续研究应重点关注其性能极限以及可扩展性。目前，在他的指导下，圣奥拉夫学院的学生正在研究一个转子的状态如何影响它与第二个、甚至第三个转子的相互作用。这项工作将在接下来的数月中持续推进，学生们可通过学院的本科生协作研究与探究（CURI）项目参与其中。