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ntext="Article" data-image-id="2376656" data-caption="A computer chip made of glass and silicone, with channels that hold liquids" data-credit="Hui Lab at UC Irvine" />

由玻璃和硅膠制成的氣動計算機使用壓力代替電力來編碼數據。它可以使芯片大小的設備能夠執行通常由實驗室中技術人員完成的程序。

數十年來，已將實驗室設備進行了數十年的使用，以使用笨拙的玻璃器皿手動進行常規生物化學的較小，更便宜且可移植的替代方案。盡管一些生化實驗已經被微型化，包括生長的細胞培養和微小的器官，但這些設備中的大多數所需的設備比僅僅是芯片所需的設備要多得多。

“您可以將芯片握在手中，并且一切都會發生在該芯片上，但是如果您放大了，您會看到一個控制它的冰箱大小的盒子。這并不是真正的芯片實驗室，”加利福尼亞大學歐文分校的Elliot Hui說。他和他的同事們著手用一臺不需要電的微型計算機代替那個巨大的盒子，并且在每個芯片上都適合。

他們夾在兩個薄玻璃窗格之間，將一片硅膠厚度為0.25毫米。他們將微小的通道蝕刻到玻璃中，以使化學反應所需的液體可以流過它們，然后將小孔打入硅樹脂層以連接兩個窗簾之間的通道。

壓力推動液體通過通道的差異，這些通道模仿了電壓變化的方式使電流通過電子計算機芯片中的電線流動。他們將低真空壓力指定為“ 1”，而大氣壓力為“ 0”，并添加了可以交換兩個值的微小閥。這將芯片變成了氣動計算機。

對于編碼程序，他們使用不同的硅膠表作為“打孔卡”，并輸入數據，他們找到了一種更改壓力的方法 - 他們將手指放在指定點上。

該團隊制作的最復雜的芯片持有四個信息，并執行了一種稱為串行稀釋的程序，該程序確定了溶解在液體中的化學物質的濃度。通常，研究人員會反復將液體從一個玻璃缸到另一個玻璃缸，但是芯片是按照預編程的步驟自主和微型進行的。Hui說，添加氣動計算機芯片，我們已經使用的所謂的微流體設備，例如在家Covid-19測試，不僅可以確定是否存在病毒，還可以確定濃度。

加利福尼亞大學河濱分校的威廉·格羅弗（William Grover）說，沒有任何芯片電子產品的自動化芯片非常有用。他說：“這種方法可以消除某些微流體儀器的99％的成本，并使它們更小，更容易構建。”

西雅圖華盛頓大學的阿爾伯特·福爾奇（Albert Folch）說，如果計算足夠進步，這項技術可以用作生物醫學的現成產品，用于進行許多投入的實驗，例如在芯片上種植組織，諸如生長組織。他說，氣動計算機中的閥門還不能做晶體管在電子芯片中所做的所有操作，但是氣動計算機的計算能力在將來可能會增加。

加利福尼亞州立大學的長灘（Long Beach）的Siavash Ahrar說，氣動計算機可以控制微型生化實驗室，但它們也可能成為軟機器人的“大腦”。他說，空氣和壓力已經被用來使某些機器人移動，現在它們也可以用來幫助機器人通過簡單的計算做出決策。