Matematycy marzyli o tym 100 lat temu, on skonstruował to z klocków Lego

Wyobraź sobie Maszynę Turinga w swoim domu, zbudowaną całkowicie z klocków LEGO! Grupa youtuberów, miłośników duńskich klocków, znów nas zaskakuje, konstruując z 2900 elementów w pełni funkcjonalną Maszynę Turinga. Co więcej, jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem jej twórcy, urządzenie to może trafić do oficjalnej sprzedaży jako regularny zestaw.

Maszyna Turinga jest teoretycznym modelem urządzenia obliczeniowego, zaproponowanym przez Alana Turinga w 1936 roku. Mimo że koncepcja ta powstała na długo przed erą komputerów i powszechną dostępnością telewizji, do dziś pozwala na realizację dowolnego algorytmu komputerowego.

Zasada działania maszyny jest stosunkowo prosta: posiada ona nieskończoną taśmę podzieloną na małe pola, z których każde może zawierać symbol, na przykład literę lub cyfrę. Po taśmie przemieszcza się specjalna “głowica”, która odczytuje i zapisuje symbole, jedno pole na raz. Ruch głowicy jest kierowany przez zestaw reguł — instrukcji dla maszyny w postaci symboli określających jej zachowanie. Co więcej, działanie maszyny zależy nie tylko od tych instrukcji, ale również od jej aktualnego stanu.

Maszyna Turinga zbudowana z klocków LEGO? Pewien youtuber udowadnia, że jedynym ograniczeniem jest nasza wyobraźnia

Chociaż w momencie powstania Maszyna Turinga była koncepcją dość złożoną, rozwój technologii spowodował, że przy pewnych zdolnościach matematycznych i konstruktorskich można ją zbudować samodzielnie. A jeśli ktoś pasjonuje się tworzeniem z LEGO, to również z tych klocków.

Dowiódł tego The Bananaman 2018, youtuber i entuzjasta LEGO, który na swoim kanale zamieścił film pokazujący model Maszyny Turinga zbudowany z 2900 klocków.

Model maszyny zbudowany z LEGO dokładnie odtwarza koncepcję Turinga, wykorzystując fizyczną taśmę i ruchomą “głowicę”, która odczytuje, zapisuje i przesuwa się w oparciu o instrukcje oraz aktualny stan maszyny. W urządzeniu stworzonym przez The Bananaman 2018 są cztery możliwe symbole i osiem stanów, co daje łącznie 32 możliwe kombinacje symbol-stan. Instrukcje dla każdej z tych kombinacji zostały skompresowane do 7 bitów, co łącznie daje 224 bity — lub inaczej mówiąc, 14 kilobajtów.

Co ciekawe, konstrukcja youtubera nie korzysta z żadnego elektrycznego zasilania — do jej działania potrzebna jest siła mięśni, czyli kręcenie korbką. Jest to możliwe dzięki skomplikowanemu układowi kół zębatych i ich wzajemnym połączeniom, które pozwalają głowicy na ruch, odczytywanie symboli oraz przełączanie się między stanami (“start”, “odczyt”, “zapis”, “koniec”) zgodnie z instrukcjami na taśmie.

Do budowy Maszyny Turinga grupa The Bananaman 2018 wykorzystała ponad 2900 elementów LEGO, z których większość przyczynia się do funkcjonalności lub strukturalnej integralności konstrukcji. Każdy element pełni istotną funkcję, niezależnie od tego, czy jest częścią mechanizmu działania, czy też zapewnia niezbędne wsparcie dla precyzyjnego funkcjonowania delikatnych mechanizmów.

Co więcej, Maszyna Turinga stworzona przez youtubera bierze udział w konkursie LEGO IDEAS, gdzie główną nagrodą jest wprowadzenie fanowskiej konstrukcji (w tym przypadku Maszyny Turinga) do regularnej, komercyjnej sprzedaży jako oficjalnego zestawu. Swoje wsparcie i komentarze do projektu można zostawić pod tym linkiem.