Машината на Тюринг оживя в света на Lego

Ентусиаст-конструктор, известен с прякора си The Bananaman 2018 представи работещ модел на машина на Тюринг, изработен от Lego в платформата Lego Ideas. Този уникален проект, състоящ се от приблизително 2900 елемента демонстрира невероятната изобретателност и технически умения на автора.

Машината на Тюринг, първоначално предложена от математика Алън Тюринг през 1936 гoдина е хипотетично устройство, способно да моделира всеки компютърен алгоритъм. Концепцията включва безкрайно дълга лента със символи, „глава“ за четене и записване на символите, краен набор от състояния и таблица с инструкции за определяне на следващото действие.

Създаването на физически въплъщения на модела е интересно предизвикателство както от инженерна, така и от изчислителна гледна точка. Въпреки, че подобни машини далеч отстъпват по производителност на съвременните компютри, те остават полезен инструмент за изучаване на основите на информатиката.

The Bananaman споделя, че за първи път се е сблъскал с концепцията за машина на Тюринг преди няколко години. Въпреки, че концепцията е абстрактна, той бил впечатлен и решил да я пресъздаде с помощта на части от Lego Technic. Първите опити били неуспешни: конструкцията се оказала обемиста и неефективна. Тогава мъжът разработил нов метод за извеждане на „таблицата на истинност“ и използвал система от регистри, което значително опростило целия механизъм.

Едно от основните предизвикателства пред проекта било ограничението на Lego Ideas за броя на частите – към момента на подаване на заявлението те били 3000. The Bananaman успял да се справи с ограничението, като използва около 2900 части. Интересно е, че впоследствие ограничението е увеличено на 5000 части. Някои елементи на конструкцията, по-специално една от големите зъбни колела са отпечатани на 3D принтер. Авторът се аргументира, че купуването на липсващи части онлайн обикновено отнема повече време и струва по-скъпо.

Преди да създаде цифровата версия, The Bananaman първо проектира и сглобява реален модел, за да се увери, че работи. След това той използва софтуера Stud.io за 3D визуализациите.

На въпроса за надеждността на механизма ентусиастът признава, че устройството изисква много прецизно калибриране. За да може всичко да работи по-стабилно, той използвал много дублиращи се връзки и се опитал да създаде солидна опора за всеки механизъм. Въпреки това някои части все още били уязвими, така че авторът планира да направи допълнителни подобрения.

Първоначално машината на Тюринг от Lego е оборудвана с електрически двигател, но по-късно The Bananaman го заменя с ръчно задвижване. Това решение прави конструкцията по-евтина и по-безопасна (в случай, че механизмът се заклещи).

Проектът вече е събрал почти 6000 гласа подкрепа в Lego Ideas. За да стигне до партньорската проверка на Lego са необходими 10 000 гласа. Ако проектът достигне тази граница, Lego ще обмисли пускането му в производство. Сега The Bananaman обмисля следващия си проект.