پژوهشگران سال ها در حال ساخت نانوروبات هائی بودند تا روزی برای اهداف مختلفی به کار برده شوند. ولی تاکنون نانوروبات ها نتوانسته اند با یکدیگر کار کنند.

به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز)، اخیراً دو دانشمند به نام های آنیربان بندیوپادیای و سوموبراتا آچاریا از مؤسسه ی ملی علوم مواد تسوکوبای ژاپن، اولین "مغزهای نانوروبات ها" را ساخته اند که بسیار ریز و قدرتمند هستندد. مغزهای نانوروبات ها که ابعادشان تنها دو نانو متر می باشد، مانند ترانزیستور های ریز کامپیوتر عمل می کنند. ترانزیستور های ریز جدید که مانند مغز می باشند، همزمان می توانند 16 کار مختلف در هر لحظه انجام دهند و این در حالی است که ترانزیستورهای معمولی در یک لحظه ی معین تنها می توانند یک کار انجام دهند. به عبارتی دیگر این ترانزیستورهای جدید مانند مغز انسان از پردازش موازی استفاده می کنند، بر خلاف یک کامپیوتر معمولی که از پردازش سری استفاده می کند. پژوهشگران این قابلیت ترانزیستورهای جدید را ارتباط "یکی به چندین" می نامند.

ترانزیستور های ریز از هفده مولکول "دوروکوئینون(duroquinone)" تشکیل شده است که مانند گیت های منطقی عمل می کنند. پژوهشگران شانزده تا از این مولکول ها را به شکل یک چرخ خودرو چیدند و یکی را در مرکز این چرخ قرار دادند که مانند یک مرکز کنترل عملیات کار می کند. کل این آرایش چرخ مانند روی یک پایه ی طلائی ساخته شد.

هر کدام از این مولکول های دورو کینون یک زنجیره ی چهار طرفه هستند. با چرخش مولکول، چهار حالت منطقی مجزا حاصل می شود. در حالی که ترانزیستورهای معمولی فقط دو حالت منطقی دارند: روشن و خاموش.

پژوهشگران برای به کار انداختن دستگاه، با استفاده از نوک میکروسکوپ STM(Scanning Tunneling Microscope)، پالس های الکتریکی به مولکول وسطی اعمال کردند. مولکول وسطی به وسیله ی پیوندهای هیدروژنی ضعیف به شانزده مولکول دور تا دورش پیوند خورده است و لذا با اعمال پالس به مولکول وسطی، دستورها همزمان به تک تک مولکول های دیگر انتقال می یابد.

از آنجا که هر مولکول یک زنجیره چهار طرفه می باشد، لذا با ارسال فقط یک پالس به مولکول وسطی 16^4 حالات مختلف ایجاد خواهد شد. در حالی که در یک ترانزیستور معمولی تنها دو حالت مختلف وجود دارد. اگرچه، برخی از دستوراتی که از مولکول مرکزی ارسال می شود، مولکول های خاصی آنها را دریافت می کنند و لذا برای نگه داشتن حالت تعادل در سیستم، تعداد حالات منطقی معینی وجود خواهند داشت. ولی به طور کلی، سیستم 16^4(4.3 میلیارد) حالت ممکن دارد.

بندیوپادیای و آچاریا فقط به آرایش دو بعدی و چرخ مانند مولکول ها بسنده نکردند. بلکه آنها در نظر دارند که یک آرایش سه بعدی کروی ترتیب دهند. این آرایش از 1024 مولکول تشکیل می شود و در هر لحظه 1024 دستور در آن اجرا می شود و این یعنی 1024^4 حالت مختلف. مولکول مرکزی با گیره هائی که از هسته ی کره بیرون زده است، کنترل می شود.

پژوهشگران همچنین ضمن مطالعات خود، دستگاه اول (نانومغز دو بعدی) را آزمایش کردند. آنها این دستگاه را به هشت نانوروبات (بعضی مواقع به نانوروبات، دستگاه مولکولی می گویند) وصل کردند و نشان دادند که همه ی نانوروبات ها می توانند همزمان به یک دستور واکنش نشان دهند و در واقع این نانوروبات ها توانستند همانند قسمتی از یک کارخانه ی بسیار کوچک با یکدیگر کار کنند.

دانشمندان همچنین کوچک ترین آسانسور جهان را ساختند. این آسانسور، دستگاهی است با دو نانومتر ارتفاع که به اندازه ی یک نانومتر بالا و پایین می رود. دانشمندان در نظر دارند که مغز را به دستگاه هائی در ابعاد نانو مانند موتور ها، کلید ها، سنسورها و وسایل چرخان مانند روتورها، برای کاربردهای مختلف، وصل کنند.

پژوهشگران امیدوارند که در آینده بتوانند برای کنترل مولکول مرکزی، به جای استفاده از نوک میکروسکوپ STM، از پروتئین ها و یا مولکول های دیگر استفاده کنند. این مزیت می تواند مغزها را قادر کند تا برای کامپیوترهای قدرتمند آینده، همانند ترانزیستورهای ریزی که روی یک ریزتراشه قرار داده می شوند، انجام وظیفه کند.

با نگاهی آینده بینانه تر، مغزها می توانند نانوروبات ها را در مأموریت های پزشکی مانند جراحی های بدون خونریزی همراهی کنند. به گفته ی دانشمندان، نانوروبات های متخصص می توانند طبق دستوراتی که مغزها به آنها می دهند، برای انجام جراحی روی تومور یا بافت آسیب دیده ی بدن، درون سیاهرگ ها حرکت کنند.

برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید به مقاله ی "پردازش موازی 16 بیتی در ساختار مولکولی"، آنیربان بندیوپادیای و سوموبراتا آچاریا، آکادمی ملی علوم، 11 مارس 2008، جلد 105، شماره ی10، صفحات 3668 تا 3672.

لینک دائمی | نسخه مناسب چاپ | ارسال لينك اين صفحه به دوستان |