ماده‌ای که فکر می‌کند!

در تحقیقی که اخیرا در نشریه معتبر علمی نیچر منتشرشده، دانشمندان سامانه‌ای هوشمند با کارکردی مشابه را طراحی کرده‌اند. این سامانه در اثر ورود ضربه یا نیروی خارجی؛ ابتدا به‌واسطه تغییر شکل در ماده، نیرو را حس‌می‌کند و سپس با فکر کردن، آن را به فرآیندی عملیاتی تبدیل می‌کند.

این تراشه مکانیکی از جنس لاستیک با رگه‌هایی از نقره ساخته‌شده که قادر به انجام محاسبات بسیار پیچیده است. این‌گونه اتصال بین یک ماده لاستیکی و عنصری مانند نقره، یک فراماده ایجاد می‌کند. این فراماده در برابر عاملی خارجی، عملکردی دقیقا مانند پوست بدن دارد. مسئول ارشد این تحقیق، دکتر رایان هارن استاد دانشگاه پنسیلوانیا ایالات متحده، در این رابطه می‌گوید: «برای اولین بار موفق به طراحی و تولید ماده‌ای شده‌ایم که می‌تواند در برابر محرکی خارجی، بدون‌نیاز به هیچ‌گونه فرآیند اضافی مثل دریافت یا ارسال پیام، به صورت همزمان حس‌کند، فکر کند و در نهایت عمل‌کند.»

دکتر هارن درخصوص نحوه عملکرد این ماده می‌گوید: «این ماده پلیمری دقیقا مانند مغز عمل می‌کند؛ فرآیند عملکرد آن نیز به این صورت است که ماده پیامی دیجیتال یا عصبی را دریافت و سپس پردازش می‌کند که نتیجه آن تولید دنباله‌ای از پیام‌های عصبی جدیدی است که واکنش متقابل را کنترل می‌کنند.»

در یکی از کاربرد‌های آزمایش‌شده، از این ماده برای عملیات جمع کردن دو عدد استفاده شده است. عدد‌ها با فشار دادن قطعه انتخاب می‌شوند و در ادامه این تراشه پلیمری عملیات جمع را انجام می‌دهد. در طی این فرآیند، داده‌ها و اطلاعات مکانیکی به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌شوند. کاربرد‌های این ماده را نمی‌توان صرفا منحصر به پاسخ دادن به محرک‌های مکانیکی دانست، بلکه به صورت بالقوه می‌تواند در زمینه‌های بسیار گوناگونی کاربرد داشته باشد. از جمله این کاربرد‌ها می‌توان به شناسایی و پاسخ‌دهی به امواج رادیویی اشاره‌کرد. این ماده همچنین می‌تواند با سیگنال‌های نوری به خصوصی نیز ارتباط برقرار کند. ماده‌ای که قابلیت حس کردن و فکر کردن دارد، می‌تواند به صورت گسترده در سیستم‌های خودگردان جست‌وجو و نجات و سیستم‌های کنترلی تعمیر و هشدار به‌کار برده شود.

از این ماده پلیمری می‌توان حتی در تولید مواد زیستی مرکب (بیوهیبرید) برای شناسایی و جداسازی عوامل بیماری‌زا استفاده کرد. دکتر رایان هارندر این رابطه می‌گوید: «ما در حال حاضر به دنبال ایجاد حس «بینایی» دستگاه به‌واسطه تقویب حس «لامسه» آن هستیم. هدف ما در نهایت طراحی ماده‌ای است که با دیدن عوامل خارجی مزاحم و ردگیری آن، به صورت مستقل و خودکار بتواند واکنش متقابل مناسبی را انجام‌دهد.» به‌واسطه این روش، دیگر نیازی به استفاده از مواد نیمه‌رسانای سیلیکونی در قطعات الکترونیکی برای انجام محاسبات نخواهد بود.

روزنامه جام جم