نهایت علم elmend

نورون مصنوعی قابل چاپ برای اولین بار ابداع شد

نورون مصنوعی قابل چاپ برای اولین بار ابداع شد

نهایت علم: پژوهشگران سوئدی موفق شده اند برای اولین بار، نورون های مصنوعی ابداع کنند که قابل چاپ هستند.


به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از نانوورک، پژوهشگران برای اولین بار، یک نورون آلی مصنوعی را ابداع نموده اند که می تواند با یک گیاه زنده و یک سیناپس آلی مصنوعی ادغام شود. نورون و سیناپس مصنوعی، هر دو از ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی چاپ شده تولید شده اند.
پالس های الکتریکی سلول عصبی مصنوعی هنگام اتصال به تله گیاه موسوم به "ونوس مگس خوار"(Venus flytrap) می تواند به بسته شدن برگ های گیاه منجر شود؛ بااینکه هیچ مگسی وارد تله نشده است. نیمه رساناهای آلی می توانند هم الکترون ها و هم یون ها را هدایت کنند؛ بدین ترتیب، به تقلید مکانیسم مبتنی بر یون در گیاهان کمک می کنند. در این حالت، پالس الکتریکی کمتر از ۰/۶ ولت می تواند قابلیتی را به گیاه القا کند که به بسته شدن برگ ها می انجامد.
"سیمون فابیانو"(Simone Fabiano)، دانشیار حوزه نانوالکترونیک در "دانشگاه لینشوپینگ"(Linköping University) سوئد و پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار داشت: ما ونوس مگس خوار را انتخاب کردیم تا بتوانیم به وضوح نشان دهیم که چگونه می توانیم سیستم بیولوژیکی را با سیستم آلی مصنوعی هدایت و آنها را به برقراری ارتباط تشویق نماییم.
گروه پژوهشی دانشگاه لینشوپینگ در سال ۲۰۱۸، اولین گروهی بود که مدارهای الکتروشیمیایی آلی مکمل و قابل چاپ را توسعه داد. این گروه پژوهشی، از پلیمرهای نوع n و نوع p بهره برد که بارهای منفی و مثبت را هدایت می کنند. این کار، امکان ساخت ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی مکمل و قابل چاپ را فراهم نمود.
این گروه پژوهشی، ترانزیستورهای آلی را بهینه سازی کرده اند تا بتوان آنها را در دستگاه های چاپ قرار داد و روی فویل پلاستیکی نازک تولید کرد. با این روش، هزاران ترانزیستور را می توان روی یک بستر پلاستیکی چاپ کرد. این گروه پژوهشی به همراه پژوهشگران اهل لوند و گوتنبرگ، از ترانزیستورهای چاپی برای شبیه سازی نورون ها و سیناپس های سیستم بیولوژیکی بهره برده اند.
ما برای اولین بار، از توانایی ترانزیستور برای تغییر بر طبق غلظت یون برای تعدیل "فرکانس اسپایک"(spiking frequency) استفاده می نماییم. فرکانس اسپایک، سیگنالی را ارسال می کند که به واکنش سیستم بیولوژیکی منجر می شود.
"سیمونه فابیانو"(Simone Fabiano)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ما همین طور نشان داده ایم که ارتباط میان نورون و سیناپس، یک رفتار یادگیری دارد که "یادگیری هب"(Hebbian learning) نامیده می شود. اطلاعات در سیناپس ذخیره می شوند که تاثیر سیگنال دهی را بیشتر می کند.
پژوهشگران امیدوارند که بتوان از سلول های عصبی مصنوعی برای پروتزهای حساس انسان، سیستم های قابل کاشت برای تسکین بیماریهای عصبی و رباتیک نرم هوشمند بهره برد.
"چی یوان یانگ"(Chi-Yuan Yang)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ما نورون هایی مبتنی بر یون، مشابه نورون های خودمان ابداع کرده ایم که می توانند به سیستم های بیولوژیکی متصل شوند. نیمه رساناهای آلی، مزایای بی شماری دارند. آنها زیست سازگار، زیست تخریب پذیر، نرم و شکل پذیر هستند. آنها فقط به ولتاژ پایین نیاز دارند تا کار کنند. ولتاژ پایین هم برای گیاهان و هم برای مهره داران، کاملا بی ضرر است.
این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.




منبع:

1400/12/06
13:04:10
5.0 از 5
327
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۲ بعلاوه ۱
نهایت علم