K’NEX，這款色彩繽紛的塑膠積木玩具，以其過山車和塔樓聞名，現在已經轉變為一台完全運作的 8 位元機械電腦。這台電腦由一位名為 Shadowman39 的 YouTuber 發明，並非普通模型，它不僅外觀引人注目，還能進行數學運算。
這個創作的核心是算術邏輯單元（ALU）。在計算機中，ALU 是處理器中執行基本操作（如加法）的部分。
Shadowman39 的版本完全由 K’NEX 杆、連接器和齒輪製成，能夠處理 0 到 255 的數字，或在帶符號二進制模式下處理 -128 到 127 的數字。它使用機械寄存器來存儲值。每個寄存器由一排槓桿組成，槓桿的位置代表二進制的 1 或 0。
使用這台機器時，需要手動設置槓桿以表示兩個輸入數字。然後，齒條與小齒輪驅動系統啟動計算。機器慢慢地逐步進行數學運算，最終揭示結果。每一次部件的點擊聲和咔嗒聲都反映了運算過程中的一步。與電子設備不同，這台機器的每個過程都在眼前展現。
用塑膠杆工程邏輯
用塑膠製造這種機器是一項嚴峻的挑戰。K’NEX 本來並不適合高精度工程。部件可能會彎曲，接頭隨著時間的推移可能會鬆動。這也是為什麼很少有人嘗試這樣的複雜建造。不過，Shadowman39 找到了使其運作的方法。
這個機械 ALU 模擬了早期計算機如何使用邏輯閘。每個計算位元由一個精心設計的槓桿和齒輪網絡處理，以重現二進制加法。通常使玩具車移動的齒條與小齒輪系統，在這裡用於驅動操作序列。每個數字都被正確處理和加總。
這個結果既懷舊又出色。它結合了童年遊戲的樂趣和真實計算的複雜性。這個設計與 19 世紀的機械計算器有很多相似之處，後者同樣使用齒輪和運動部件來解決數學問題。但這台機器是用塑膠製成，而非黃銅和鋼鐵。
這並不是 Shadowman39 第一次在 K’NEX 上超越自我。他早期的一個項目是一台按比例製作的可運作 Skeeball 機器，包含接受硬幣的插槽和電動計分板，整個項目耗時超過一年，使用了超過 10,000 件部件，長度超過 85 英寸。
這種對細節的關注在這台機械電腦中同樣體現出來。由於有如此多的運動部件，對齊至關重要。如果哪怕一個槓桿出錯，機器就無法給出正確的結果。Shadowman39 必須不斷改進設計，直到它穩定運作。
這個項目的特別之處不在於速度。與現代電子設備相比，這台 K’NEX 電腦極其緩慢。但每一步都清晰可見。無需想像處理器內部發生了什麼，所有過程都可以直觀地觀察到。這使其成為一個很好的學習工具，並讓人反思計算的本質。
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