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Erschienen in: Natural Computing 4/2020

03.09.2019

Universal logic elements constructed on the Turing Tumble

verfasst von: Takahiro Tomita, Jia Lee, Teijiro Isokawa, Ferdinand Peper, Takayuki Yumoto, Naotake Kamiura

Erschienen in: Natural Computing | Ausgabe 4/2020

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Abstract

This paper presents a mathematical model for a mechanical computer called the Turing Tumble. We show that our model called Turing Tumble Model (TTM) is computationally universal under the assumptions that a configuration of TTM is sufficiently large and that local interactions between elements can be transferred without limitations. The Turing Tumble has a strict constraint, based on gravity, since signals can only move from top to bottom. We introduce a uniform scheme that takes into account this restriction in directionality to construct universal machines in the TTM based on directed acyclic graphs. This model may be useful for implementing computers that exploit mechanical interactions in nature, especially those on micrometer-scales.

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Literatur
Zurück zum Zitat Hagiya M, Wang S, Kawamata I, Murata S, Isokawa T, Peper F, Imai K (2014) On DNA-based gellular automata. In: Proceedings of the 13th international conference on unconventional computation and natural computation, pp 177–189 Hagiya M, Wang S, Kawamata I, Murata S, Isokawa T, Peper F, Imai K (2014) On DNA-based gellular automata. In: Proceedings of the 13th international conference on unconventional computation and natural computation, pp 177–189
Zurück zum Zitat Rondelez Y (2012) Competition for catalytic resources alters biological network dynamics. Phys Rev Lett 108(1):018102CrossRef Rondelez Y (2012) Competition for catalytic resources alters biological network dynamics. Phys Rev Lett 108(1):018102CrossRef
Zurück zum Zitat Tomita T, Lee J, Isokawa T, Peper F, Yumoto T, Kamiura N (2018) Constructing reversible logic elements on Turing Tumble model. In: Proceedings of 24th IFIP WG 1.5 international workshop on cellular automata and discrete complex systems (AUTOMATA2018), pp 33–40 Tomita T, Lee J, Isokawa T, Peper F, Yumoto T, Kamiura N (2018) Constructing reversible logic elements on Turing Tumble model. In: Proceedings of 24th IFIP WG 1.5 international workshop on cellular automata and discrete complex systems (AUTOMATA2018), pp 33–40
Metadaten
Titel
Universal logic elements constructed on the Turing Tumble
verfasst von
Takahiro Tomita
Jia Lee
Teijiro Isokawa
Ferdinand Peper
Takayuki Yumoto
Naotake Kamiura
Publikationsdatum
03.09.2019
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Natural Computing / Ausgabe 4/2020
Print ISSN: 1567-7818
Elektronische ISSN: 1572-9796
DOI
https://doi.org/10.1007/s11047-019-09760-8

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