Mechanický počítač Turing Tumble

Mechanický počítač Turing Tumble – OBSAH

1. Mechanická hračka funguje stejně jako počítač
2. Systém kuliček, ramp a pák
3. Hra, nebo stavebnice?

Mechanická hračka funguje stejně jako počítač

Výuková hračka Turing Tumble je unikátní ve dvou směrech. Tak za prvé dokazuje, že je možné vytvořit mechanické počítače, které fungují zcela bez elektřiny, například právě na gravitačním principu. Za druhé je unikátní tím, že o neomezeně velké verzi Turing Tumble bylo dokázáno, že je turingovsky ekvivalentní. To znamená, že v něm lze vytvořit konfigurací dílků tak, že mohou vyřešit jakýkoliv problém, který vyřeší jiný turingovský počítač. To znamená, že je v něm teoreticky možné vytvořit plnohodnotně funkční PC, které dokáže provozovat jakýkoliv program, který zvládne PC samotné.

Nutno podotknout, že turingovská ekvivalence říká pouze to, že to udělat jde – neříká ani, jak by výsledné zařízení bylo veliké nebo jak by bylo pomalé. Počítač, který místo elektronů používá kuličky, by byl nepochybně velice pomalý, ale Turing Tumble používá tak málo funkčních prvků, že je zajímavý i pro výzkum nanomateriálů, protože ukazuje, že z velkého množství jednoduchých prvků je možné počítač doslova „uplést“.

Turing Tumble byl vytvořen profesorem Paulem Boswellem z University of Minnesota a jeho ženou Alyssou jako výukový prostředek pro základy výpočetní techniky. Je to názorná pomůcka, která vysvětluje jak funkci logických obvodů, tak i základy binární matematiky a dovoluje třídění, skládání vzorů, ale taky třeba počítání – z dílků je možné sestavit plnohodnotné binární registry, kde nastavíte výchozí čísla – a pak provedete třeba jejich násobení pomocí kuliček, které propadávají herním polem.

Systém kuliček, ramp a pák

Turing Tumble se skládá z herní plochy, která se opře o demontovatelný stojan. V horní části jsou rampy pro kuličky dvou barev, modré a červené, které jsou spojené táhlem s pákou detekující průchod kuličky průchodem nalevo (které aktivuje vpuštění modré kuličky), nebo průchodem vpravo, které vpustí kuličku červenou.

Do herního pole se umisťují překlopné rampy, které směřují padání kuliček, dílky, které dovolují křížení drah, překlopné prvky, které po každém průchodu změní stav a směřují následující kuličku na opačnou stranu – a nakonec překlopné prvky, které lze svázat převody, takže se překlopení jednoho z nich přenáší na všechny propojené prvky. Právě fakt, že je možné více prvků svázat a přenášet účinek padající kuličky do stran, ale také do úrovní výše, dává této hračce výpočetní sílu obecného Turingova stroje, a tedy turingovskou ekvivalenci.

Set obsahuje celkem šedesát úloh s rostoucí obtížností, od jednoduchých po úlohy, které vyžadují přemýšlení a imaginaci. Hračku je možné doplnit o Marble Reloader, což je plnítko, do kterého je možné nastrkat kuličky a jednoduše je hromadně vpustit do vstupního žlábku. Výrobce také nabízí náhradní díly a doplňkové díly v podobě Parts Mega Pack, takže je možné stavět ještě složitější zapojení.

Hra, nebo stavebnice?

Celý koncept Turing Tumble je unikátní tím, že na něj můžeme nahlížet jako na logickou hru s hádankami, tak také jako na stavebnici, která nabízí velkou míru volnosti ve stavění vlastních návrhů, což dovoluje experimentování a objevování. Celé zařízení je přitom postavené na gravitační potenciálové energii a je zcela mechanické, což je unikátní – většina hraček vysvětlující základy výpočetní techniky využívá nějakou formu elektrické energie, zatímco zde je vidět, že počítač sice potřebuje nějaký zdroj energie, ale rozhodně nemusí jít o elektřinu.

Výrobce nabízí i sety určené pro celé dětské kolektivy včetně pedagogických materiálů, které mohou pomoci učiteli připravit si vlastní úlohy a hádanky. Díky široké možnosti objednávek náhradních dílů je možnost hračku opravovat a udržovat v provozu po dlouhou dobu.

i

Program Alza pro školy

Ať už jste škola, nebo jiná veřejná instituce, v Alze uděláme vše pro to, abychom vám vyšli vstříc.

Náš program je tu pro všechny vzdělávací instituce. Se skvělými cenami a rychlou dopravou vaše škola udělá výrazný krok kupředu. Navíc nabízíme velké množství produktů pro snazší vzdělávání. Máte zájem o nacenění poptávky? Napište nám na [email protected].

Proč vsadit na Alza pro školy?

• Zapůjčíme vám 3D tiskárnu i jiné technologie.
• Dvouletá záruka.
• Máme skvělé edukativní produkty jako VR, projektory, robotické stavebnice, notebooky s licencí a další.
• Naceníme všechny vaše poptávky, stačí napsat na [email protected].
• Připravíme naučné a progresivní workshopy.
• Vybavíme vaši PC učebnu na míru.
• Opíráme se o silná partnerství s Microsoft, Meet and Code, Corinth a dalšími.

Turing Tumble představuje užitečný nástroj v oblasti výuky výpočetní techniky a logiky. Jeho unikátní kombinace mechanických principů a herního designu poskytuje uživatelům zábavný a interaktivní způsob, jak porozumět základům binární matematiky a logiky. Díky možnosti stavět vlastní konfigurace a řešit různorodé úlohy je Turing Tumble nejenom vzdělávacím nástrojem, ale i prostředkem k rozvoji kreativity, logického myšlení a problémového řešení.

Michal Rybka

Michal Rybka je publicista a nadšenec s 20 lety zkušeností v IT a gamingu. Je kurátorem AlzaMuzea a YouTube kanálu AlzaTech. Napsal několik fantasy a sci-fi povídek, které vyšly v knižní podobě, a pravidelně pokrývá páteční obsah na internetovém magazínu PCTuning.