ドミノコンピュータ

ドミノコンピュータは、ドミノ^[1]を使用してデジタル信号の機械的な増幅または論理ゲーティング を表現する機械式コンピュータです。^[2]

一連のドミノ倒しを並べると、増幅やデジタル信号などのデジタル概念を表現できます。デジタル情報は一連のドミノ倒しによって伝達されるため、この効果は次の現象とは異なります。

• エネルギーは増幅されることなく伝導され、消散する。
• 非デジタル信号に増幅が適用され、ノイズ効果が発生する可能性があります。

Domino Dayイベントでは、主に娯楽目的で、多くの構成物が展示されています。一部の構成物はデジタル回路を連想させ、電信のようなツールだけでなく、単純な情報処理モジュールも展示できることを示唆しています。

この現象を利用して、従来とは異なるコンピューティングツールを構築することができます。^{[1] [2] [3]}この目的を達成するには基本現象で十分ですが、^[2]電気シナプスや化学シナプスの類推として、「機械的シナプス」も使用できます（オンライン^[4]を参照） 。

論理OR ゲートはドミノで簡単に作成でき、Y 字型の 2 つのドミノ パスで構成され、Y の幹が出力になります。複雑なのは、どのゲートを OR に追加して機能的に完全なセットを取得し、すべての論理ゲートを表現できるようにするかです。

ドミノゲートは、すべての入力が 0 のときに出力 1 を生成することはできないため、外部の「電源」シーケンス (何があろうと倒れるドミノの列) を含めない限り、 NOT ゲートを作成することはできません。その場合、入力からの信号を使用して、「電源」シーケンスのドミノを間違った方向に叩くことができ、そうしないとドミノが継続するのを止めることができます。ただし、1 つの「電源」から適切なタイミングで多数のゲートにシーケンスを導くことは困難です。^[5] OR ゲートと NOT ゲートを組み合わせると機能的に完全であり、このパラダイムの下では任意のドミノ コンピューターを理論的に構築できます。^[6]

すべての入力が 1 で出力 0 を生成するには、入力信号Pから出力信号Qへのパスを中断するフィードバックが必要であり、論理ゲートは Q AND (NOT P) と同等になります。同様に、XOR ゲートは両方の入力からのフィードバックを使用して実現でき、両方の入力が 1 の場合に 2 つの入力が互いに中断します。ただし、このようなゲートは、1 つの入力が反対の入力のフィードバック ループを破壊するのを防ぐために、入力の同時性に大きく依存します。

現在最大のドミノ コンピューターの記録は 6 ビット加算器です。

2012年のマンチェスターサイエンスフェスティバルで、数学者のマット・パーカーとボランティアのチームが協力して、2つの3ビット入力を加算して3ビット出力を生成するドミノバイナリ加算器を構築し、正常に動作しました。翌日、彼らは4ビット加算器の構築を試み、完成しましたが、最終的なテスト実行ではいくつかのエラーが発生しました（1つはドミノのチェーン間の信号の漏れによるもので、もう1つはタイミングの問題です）。^[7]

2018年、オマーンのバンク・マスカット本部で、サートヴィク・スリヤジット・コリセパティ率いるアメリカ・ブリティッシュ・アカデミー（ABA）12年生のチームが、アレックス・フレイヤー、ゾルタン・ソジトリー、その他のコンピューター科の学生の協力を得て、15,000個のドミノを使って、合計63までの任意の数字を加算できる5ビット加算器を構築した。^[8]

2024年1月、フィンランドの高校生チームが1万個以上のドミノを使って6ビット加算器を構築することに成功した。^[9]

• ドミノロジック
• この概念は、ダグラス・ホフスタッターの著書『I Am a Strange Loop』で言及されています。

• Kybernetikos、(kyb) (2007 年 2 月 28 日)。「ドミノ計算」。