حسین کعبی: وقتی فیگو را در جام جهانی زدم....
ماشینهای زیستی به پرواز درمیآیند
مایکل ماهاربیز محقق مبتکری است که به دنبال ایجاد تعاملی جالب توجه میان ماشینها و ارگانیسمهای زنده است. او معتقد است این تلفیق علمی میتواند به خلق نسل بعدی سایبرگها منتهی شود. نوعی سوسک موسوم به سوسک گل را در نظر بگیرید که براحتی پرواز میکند، به چپ و راست میرود و بر هر سطحی مینشیند و بلند میشود اما این حشره را نباید یک آفت مخرب برشمرد.
در حقیقت محققی همچون ماهاربیتز برای این که بتواند آن را به صورت بیسیم کنترل کند، دریافتکننده، میکروکنترلکننده، میکروباتری و 6 الکترود را با نهایت دقت در این حشره جاسازی کرده است تا اعمال کنترل خارقالعادهای بر آن داشته باشد. کل این جاسازیها پهنایی کمتر از یک سکه بسیار کوچک و وزنی کمتر از یک تکه آدامس دارد. تمام این مجموعه دست به دست هم دادهاند تا وی بتواند حشره را تحت کنترل خود داشته باشد. در این فرآیند محقق تلاش کرده است تا با انتقال از راه دور تکانههای الکتریکی به مغز حشره و ماهیچه بالهای آن، سوسک مهندسی شده را وادار به پرواز، فرود، گردش به چپ و راست و حتی پرواز در نیمهشب آن هم بر اساس میل و نظر خود کند.
ماهاربیتز و محققان همچون وی امیدوارند در آیندهای نهچندان دور اینگونه حشرات بتوانند با حمل حسگرها یا سایر ریزتجهیزات دیگر بتوانند در نفوذ به نقاط صعبالعبور برای جستجوگران انسانی به کار گرفته شوند. همچنین این امیدواری نیز وجود دارد که بتوان از آنها در کنار رباتهای جستجوگر در انجام ماموریتهای امداد و نجات استفاده کرد. البته محرکهای زیادی برای توسعه این فناوری وجود دارد. به گفته دانشمندان دستگاههایی که با استفاده از این فناوری ارائه میشوند ارزانقیمت خواهند بود. در برآورد سادهای که در این خصوص صورت گرفته است هزینه کلی برای تهیه این مواد در حدود 5 دلار عنوان شده است. از آن گذشته الکترودهایی که در این فرآیند به آنها نیاز است نیز براحتی تهیه میشوند. ماهاربیتز که هماکنون در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی به عنوان استادیار مشغول به فعالیت است، میگوید: این سوسکها میتوانند به درون ریزشکافها نفوذ کنند و حتی این قابلیت را دارند تا به حسگرهای حرارتی مجهز شوند که با استفاده از آنها پیداکردن نشانی از نجاتیافتگان مجروح از حوادثی نظیر زمینلرزهها براحتی امکانپذیر خواهد بود و این در حالی است که هنوز امکان انجام چنین کاری با بهرهگیری از سیستمهای ترکیبی فعلی وجود ندارد.
در گوشه و کنار دنیا تلاشهای مشابهی برای تحقق این فناوری ترکیب آغاز شده است، اما آنچه به عنوان نقطه تمایز کارهای ماهاربیتز با دیگر محققان به چشم میآید، نوع ایجاد تعامل میان ماشینها و ارگانیسمهای زنده است. او تلاش کرده است تا از تکسلولها گرفته تا کل یک ارگانیسم تلفیق منحصربهفردی خلق کند. هدف وی خلق ماشینهای بیولوژیکی منحصربهفردی است که بتوانند از مزایا و قابلیتهای سلولهای زنده استفاده کنند. ازجمله این قابلیتها میتوان به استفاده از حداقل انرژی برای حرکت در نقاط حساس و بسیار صعبالعبور و برقراری ارتباط و حتی انجام محاسبات لازم اشاره کرد. این محقق دستگاهی را متصور شده است که به جمعآوری، دستکاری و ذخیرهسازی اطلاعاتی میپردازد که از محیط اطراف دریافت میکند. یکی از جالبتوجهترین کاربردهای این فناوری نوین تولید بافتهایی هوشمند برای جایگزینسازی اندامهای آسیبدیده بدن است. حتی با استفاده از آن میتوان میزهایی ساخت که بتوانند در قبال تغییرات محیطی به صورت خودکار خود را تعمیر کرده و در صورت آسیبدیدگی، بخشهای مورد نیاز را احیا کنند.
هدف از تولید سوسکهای کنترل از راه دور، خلق ماشینهای زیستی است که بتوانند از مزایاو قابلیتهای سلولهای زنده استفاده کنند
به عقیده این محقق، میتوان متصور شد که در یکصد سال آینده استفاده از این نوع ماشینها در تمام عرصههای زندگی و اجتماعی همهگیر شود، ماشینهایی که از سلولهای زنده گرفته شده با این حال کاملا مهندسی شدهاند.
ارائه این سوسک کنترل از راه دور را میتوان موفقیتی اولیه، اما تاریخی عنوان کرد. در ارائه این فناوری از تلفیق اطلاعات شیمیایی، مکانیکی و بصری استفاده میشود تا بتوان اعمال کنترل بهتری بر پرواز حشره داشت. نکته جالب توجه در این میان این است که تمام این فرآیندها با صرف انرژی بسیار اندکی صورت میگیرند که تقریبا باید آن را نادیده گرفت.
تیم تحقیقاتی ماهاربیتز برای استفاده از این سوسک مهندسی شده به عنوان ابزار پیچیده، اما سودمند همچون رباتهای امداد و نجات چارهای جز طراحی و خلق مکانیسمهای ورودی و خروجی نداشتهاند تا با استفاده از آنها برقراری ارتباط موثر میان سیستم عصبی حشره و سیستمهای ماشینی که روی آن نصب میشود تحقق یابد. در حال حاضر برقراری چنین تعاملی به لطف پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه ریزسازهها امکانپذیر شده است. در کنار این تکنیک، امکان استفاده از منابع انرژی بسیار کوچکتر و سیستمهای میکروالکترومکانیکی پیچیدهتر کار را برای محققان این تیم سادهتر کرده است. هماکنون دانشمندان ایده منحصربهفردی را جامهعمل میپوشانند که طی آن ریزسازههای مکانیکی بتوانند با مونتاژ شدن خودکار، سیستمهای مختلفی نظیر ریزکنترلکنندهها و سامانههای رادیویی را ارائه کنند.
در تیم تحقیقاتی ماهاربیتز دست به کارهای جالب توجهی زده میشود. آنها با استفاده از فرستندهای که به رایانه متصل است و همچنین بهرهگیری از قابلیتهای نوعی نرمافزار رایانهای، پیامهایی را به ریزدریافتکننده نصب شده در سر سوسک ارسال میکنند و در کمال هیجان به تغییر مسیر پروازی حشره مینگرند. در حال حاضر و در گوشه و کنار مراکز تحقیقاتی دنیا، تحقیقات مختلفی از این دست صورت گرفته است، با این حال تفاوت عمدهای با فناوری نوین ماهاربیتز و تیم تحقیقاتیاش دارد. در پروژههای مشابه روی حیوانات بزرگ کار میشود، اما اینجا صحبت از حشراتی است که برای کار با آنها به ریزسامانهها نیاز است.
همین مساله برای دانشمندان به صورت یک چالش درآمده است، اما ماهاربیتز از معدود محققانی است که دانش قابل توجهی درخصوص زیستشناسی و مهندسی دارد و با تلفیق آنها میتواند با سیستم عصبی ارگانیسمهای زنده نظیر حشرات بازی کند. او امیدوار است در چند دهه آینده نتایج تحقیقات امروزش در بسیاری از عرصههای زندگی تاثیرگذار باشد.
بیشک در چند دهه آینده و با توجه به ابداعاتی که در زمینه ارائه ریزمنابع تولید انرژی صورت میگیرد تحقق رویای ماهاربیتز دور از دسترس نخواهد بود.
مهدی کیا
گفت و گو
