一种新型的空气动力计算机利用空气压力检测医疗设备的故障，取代了电子传感器，成为一种更安全、更便宜的替代方案。未来的计划包括将其应用于危险环境。

研究人员开发了一种空气驱动的计算机，当某些医疗设备出现故障时，它可以检测并发出警报。该设备通过消除对电子传感器的需求，简化了监测过程，提供了一种经济有效且可靠的方法来帮助预防血栓和中风。

发表在《设备》杂志的一篇论文中描述了这台计算机，它不仅可以在空气中运行，还可以使用空气发出警告。当它检测到其设计用于监测的救生压缩机出现问题时，它会立即发出警报。

利用气动技术提高医疗器械的安全性

间歇性气动压缩或IPC设备是一种腿套，定期填充空气，并挤压人的腿以增加血液流动。这可以防止血栓导致血管堵塞、中风或死亡。通常，这些机器由电子设备供电和监控。

“IPC设备可以拯救生命，但其中所有的电子元件使它们变得昂贵。因此，我们想开发一种气动装置，摆脱一些电子设备，使这些设备更便宜，更安全，”加州大学河滨分校生物工程副教授，通讯论文作者威廉·格罗弗说。

技术见解：空气动力计算机的工作原理

气动装置可以将压缩空气从一个地方移动到另一个地方。货运列车上的紧急制动器是这样工作的，自行车泵、胎压计、呼吸器和IPC设备也是如此。格罗弗和他的同事们认为，使用一个气动逻辑装置来控制另一个装置，并使其更安全是有意义的。

这种类型的设备的工作方式与电子电路类似，通过进行奇偶校验位计算。格罗弗说：“假设我想用1和0来发送一条信息，比如1-0-1，三个比特。几十年前，人们意识到他们可以将这三个比特与一条额外的信息一起发送，以确保收件人收到正确的信息。”

这条额外的信息称为奇偶校验位。该位是一个数字 —— 如果消息包含奇数个1，则为1；如果消息包含偶数个1，那么为0。如果数字1出现在偶数位的消息的末尾，那么很明显该消息是有缺陷的。许多电子计算机用这种方式发送信息。

实际应用与未来展望

一台空气驱动的计算机利用流经21个小阀门的气压差来计算1和0的数量。如果计数没有出现错误，那么哨声就不会响起。

如果它真的响起来了，那就是机器需要修理的信号。在一段演示气动计算机的视频中，格罗弗和他的学生用刀破坏了一台IPC设备，使其无法使用。几秒钟后，哨声响起。

“这个装置大约有一盒火柴那么大。它取代了一些传感器和计算机，”格罗弗说。“因此，我们可以在检测设备问题的同时降低成本。它还可以用于高湿度或高温环境，这些环境对电子产品来说并不理想。”

IPC设备监控只是空气计算的一个应用。对于他的下一个项目，格罗弗想要设计一种设备，可以消除每年都要人命的工作 —— 在高高的筒仓顶部搬运谷物。

装满玉米或小麦的高楼、粮仓是美国中西部常见的景象。通常，一个人必须用铲子进入里面，把里面的谷物摊匀，甚至把里面的成堆的谷物都铲平。

“由于谷物流动和人员被困，死亡风险惊人。机器人可以代替人来完成这项工作。而且，这些筒仓具有爆炸性，一个电火花就可以将筒仓炸开，因此电子机器人可能不是最好的选择，”格罗弗说。“我想制造一个空气动力机器人，它可以在这种爆炸性环境中工作，不产生任何火花，并使人类远离危险。”

空气动力计算是一个已经存在了至少一个世纪的想法。人们曾经制造过可以在打孔的纸卷上演奏音乐的空气动力钢琴。现代计算机兴起后，工程师们对气动电路失去了兴趣。

格罗弗说：“一旦一项新技术占据主导地位，我们就会失去对问题其他解决方案的认识。我喜欢这项研究的一点是，它可以向世界展示，在今天的情况下，100多年前的想法仍然有用。”

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