از داروهای ضد پیری تا اتصال مغز 3 انسان به یکدیگر - وبلاگ افرا

به گزارش وبلاگ افرا، در سال 2018 پژوهشگران در زمینه های گوناگون، فناوری های مختلفی را توسعه دادند.

به گزارش وبلاگ افرا، پژوهشگران سراسر دنیا با فناوری های خود سبب تسهیل زندگی بسیاری از افراد شده اند در این خبر قصد داریم 4 اختراع پیچیده و در عین حال جالب سال 2018 را معرفی کنیم.

سیناپس مصنوعی

پژوهشگران مؤسسه ملی فناوری و استاندارد ایالات متحده آمریکا در سال 2018 پیروز به توسعه سیناپس های مصنوعی شدند. محققان یک سیناپس جدید ساختند که می تواند شکاف موجود در محاسبات نورومورفیک را پر کند و راه تکامل مغز مصنوعی را هموار سازد. تیم تحقیقاتی مؤسسه ملی استانداردها و تکنولوژی یک سیناپس (سوئیچ ابررسانا) را که مانند همتای بیولوژیکی خود یاد می گیرد، ساختند. این سوئیچ می تواند پردازنده ها را به هم متصل نموده و دقیقاً همانطور که مغز انسان اطلاعات را ذخیره می نماید، اطلاعات را در سیستم های کامپیوتری ذخیره کند.

سیناپس ابداع شده توسط محققان مؤسسه ملی استانداردها و تکنولوژی(NIST) یک سوئیچ اتصال بین سیگنال های الکتریکی ورودی و سیگنال های خروجی است.

این سیناپس ها به همان شیوه که سیناپس انسان به سرعت بین دو سلول مغز سوئیچ می نماید، عمل می نمایند. ابداع محققان دارای یک طراحی داخلی قابل انعطاف است که می تواند براساس تجربه یا محیط تغییر کند.

محققان شرح دادند که هرچه سیگنال های الکتریکی که بین پردازنده ها شلیک می شوند، بیشتر باشد، اتصال های ساخته شده توسط سیناپس قوی تر خواهد بود و درست مانند همتایان واقعی خود، سیناپس های مصنوعی نیز مدارهای قدیمی را همراه با ایجاد موارد جدید حفظ می نمایند.

با این حال، برخلاف سیناپس انسان، این سیناپس مصنوعی به طور قابل توجهی سریع تر از مغز انسان حرکت می نماید. یک سلول مغزی 50 بار در ثانیه سیگنال الکتریکی شلیک می نماید، در حالی که سیناپس NIST یک میلیارد سیگنال در هر ثانیه با یک دهم انرژی مورد احتیاج مغز انسان شلیک می نماید.

محققان اندازه گیری کردند و دریافتند انرژی مورد احتیاج این سیناپس مصنوعی کمتر از 1 اتوژول (attojoule) یعنی 10 به توان منفی 18 ژول است. این میزان انرژی کمتر از میزانی است که به طور طبیعی در دمای اتاق به عنوان انرژی پس زمینه یافت می گردد.

داروهای ضد پیری

سالانه داروهای زیادی تحت عنوان داروی جوانسازی و یا داروهای ضد پیری روانه بازار می شوند که بعضی از آنها نه تنها در جوانسازی بافت های بدن نقشی ایفا نمی نمایند بلکه بعضی از آنها عوارض جبران ناپذیری نیز دارند اما پژوهشگران در سال گذشته میلادی پیروز به توسعه داروهایی شدند که می تواند سبب امیدواری افراد گردد. پژوهشگران طی آزمایشات خود در سال 2018 دریافتند داروهایی که مهار نماینده های mTOR نامیده می شوند، می توانند سیستم ایمنی سالمندان را تقویت نمایند و طول عمر را نیز افزایش دهند. آزمایش دیگری که پژوهشگران اکنون در حال اجرا آن هستند، آزمایش بر روی داروهای سنولیتیک یا داروهای ضد پیری(senolytic drugs) است.

نخستین هواپیمای بدون سیستم پیشرانه

پژوهشگران ام. آی. تی در سال 2018 پیروز به ساخت نخستین هواپیمای حالت جامد دنیا شدند. هواپیمای مذکور در پرواز آزمایشی توانست مسافت 60 متر را طی و ثابت کند که بدون نیروهای پیشران یا موتور جت نیز پرواز امکانپذیر است.

در الکترونیک، حالت جامد(solid state) به مدار یا وسیله ای گفته می گردد که کاملاً از اجزای جامد ساخته شده و حرکت الکترون ها یا دیگر حاملان بار در بستر مواد جامد انجام می گیرد. مواد بلورین، چندبلوری، اَریخت(solid amorphous) را می توان برای دستیابی به حالت جامد بکار برد، اما معمولاً از نیمه رسانای بلوری در این ساختارها استفاده می گردد.

این پرواز پیشرفتی در فناوری باد یونی(ionic wind) به شمار می آید زیرا در آن یک میدان الکتریکی قدرتمند برای فراوری یون های متشکل از نیتروژن استفاده می نمایند که این یون ها نیز پس از خروج از هواپیما، نیروی رانش ایجاد می نمایند.

رانش یا تراست(Thrust) نیرویی واکنشی است که جسم را در جهت مخالف به حرکت در می آورد، هنگامی که یک سامانه جرمی از یک سو رها می گردد یا به بیرون فشرده می گردد. گاه برای این مفهوم واژه پیشرانش هم بکار می رود. پیشرانش، رانش رو به جلو و پس رانش، رانش رو به عقب است. رانش هواپیما را در هوا به جلو می برد. رانش برای مقابله با نیروی اصطکاک در هواپیما یا نیروی وزن در راکت استفاده می گردد. این نیرو در هواپیما توسط موتور هواپیما و در راکت توسط سیستم های سوختی ایجاد می گردد.

سیم های قسمت بالایی بال این هواپیما، نیروی الکتریکی بالغ بر 600 وات برق دارند که 40 هزار ولت انرژی به وسیله آنها عبور می نمایند و این یک نیروی مناسب و کافی برای ایجاد آبشارهای الکترونی(electron cascades) است که در نهایت می تواند مولکول های هوا را در نزدیکی سیم شارژ کند، سپس این مولکول های شارژ شده در امتداد میدان الکتریکی به سمت یک سیم دوم در عقب بال حرکت می نمایند و در جهت حرکت به مولکول های خنثی هوا برخورد می نمایند و انرژی را به آنها انتقال می دهند. مولکول های خنثی هوا نیز از عقب هواپیما خارج شده و نیروی محرک را فراهم می نمایند.

نتیجه این عملیات یک سیستم پیش ران است که به طور کاملاً الکتریکی، با صدای بسیار کم و با قدرت بالا عمل می نماید.

پهنای بال هواپیمای مذکور 5 متر و وزن آن 2.45 کیلوگرم است. همچنین هواپیما مذکور مجهز به یک پکیج باتری و یک مبدل قدرت بالا است. پژوهشگران ام. آی. تی امیدوارند تا در آینده نزدیک، دامنه و سرعت هواپیما را افزایش دهند.

اتصال مغز سه انسان به یکدیگر

پژوهشگران حوزه اعصاب در سال 2018 توانستند با اتصال مغز سه انسان به یکدیگر آنان را قادر به اشتراک گذاشتن افکارشان نمایند.

پژوهشگران با استفاده از دو روش به نام الکتروانسفالوگرافی(EEGs) و تحریک مغناطیسی مغز(TMS) پیروز به انجام این کار شدند. آنان این شیوه نوین BrainNet نامیدند.

تحریک مغناطیسی مغز یا بطور دقیق تر تحریک مغناطیسی مغز از راه جمجمه(Transcranial magnetic stimulation) که به اختصار به آن TMS می گویند، به یک روش تحریک مغناطیسی عصبی گفته می گردد که بر روی نواحی کوچک و محدودی از مغز اعمال می گردد. در این روش، یک مولد میدان مغناطیسی یا سیم پیچ را در نزدیکی سر بیمار قرار می دهند. این سیم پیچ، به وسیله القای الکترومغناطیسی، یک جریان الکتریکی خفیف در ناحیهٔ زیرین خود در مغز ایجاد می نماید. سیم پیچ مذکور در عین حال به یک دستگاه ضربان ساز یا محرک متصل است که جریان برق را به آن راهنمایی می نماید.