शोधकर्ताओं ने अगली पीढ़ी के जीवन-प्रेरित सामग्रियों के लिए मार्ग प्रशस्त किया

जीवित प्रणालियों से प्रेरित एक नई सामग्री पिछले अनुभव के आधार पर अपने विद्युत व्यवहार को बदलती है। आल्टो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित, इसने प्रभावी ढंग से अनुकूली स्मृति का एक बुनियादी रूप हासिल कर लिया है। 

इस तरह की अनुकूली सामग्रियां अगली पीढ़ी के चिकित्सा और पर्यावरण सेंसर के साथ-साथ सॉफ्ट रोबोट और सक्रिय सतहों के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं।

जीवित प्रणालियों में उत्तरदायी सामग्री

प्रतिक्रियाशील सामग्री अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में पाई जा सकती है, जैसे कि चश्मा जो सूरज की रोशनी में काला हो जाता है। हालाँकि, मौजूदा सामग्रियाँ हमेशा एक ही तरह से प्रतिक्रिया करती हैं, और किसी परिवर्तन के प्रति उनकी प्रतिक्रिया उनके इतिहास से स्वतंत्र होती है। इसका मतलब यह है कि वे अपने पिछले अनुभवों के आधार पर अनुकूलन नहीं करते हैं। 

दूसरी ओर, जीवित प्रणालियाँ पिछली स्थितियों के आधार पर अपने व्यवहार को अनुकूलित करती हैं। 

बो पेंग आल्टो विश्वविद्यालय में अकादमी रिसर्च फेलो हैं और वरिष्ठ लेखकों में से एक हैं अनुसंधान. 

पेंग कहते हैं, "भौतिक विज्ञान में अगली बड़ी चुनौतियों में से एक जीवित जीवों से प्रेरित वास्तव में स्मार्ट सामग्री विकसित करना है।" "हम एक ऐसी सामग्री विकसित करना चाहते थे जो अपने इतिहास के आधार पर अपने व्यवहार को समायोजित करेगी।" 

सामग्रियों में अनुकूली स्मृति प्राप्त करना

टीम ने पहले माइक्रोमीटर आकार के चुंबकीय मोतियों को चुंबकीय क्षेत्र से उत्तेजित करने से पहले संश्लेषित किया। जब भी चुम्बक को चालू किया जाता था तो मोती एकत्रित होकर खम्भे बन जाते थे और चुम्बकीय क्षेत्र की ताकत खम्भों के आकार को प्रभावित करती थी। ये आकार प्रभावित करते हैं कि खंभे कितनी अच्छी तरह बिजली का संचालन करते हैं। 

'इस प्रणाली के साथ, हमने चुंबकीय क्षेत्र उत्तेजना और विद्युत प्रतिक्रिया को जोड़ा। दिलचस्प बात यह है कि हमने पाया कि विद्युत चालकता इस बात पर निर्भर करती है कि हम चुंबकीय क्षेत्र को तेजी से बदलते हैं या धीरे-धीरे,'' पेंग बताते हैं। “इसका मतलब है कि विद्युत प्रतिक्रिया चुंबकीय क्षेत्र के इतिहास पर निर्भर करती है। यदि चुंबकीय क्षेत्र बढ़ रहा था या घट रहा था तो विद्युत व्यवहार भी भिन्न था। प्रतिक्रिया में अस्थिरता दिखाई दी, जो स्मृति का एक प्रारंभिक रूप है। सामग्री ऐसे व्यवहार करती है मानो उसे चुंबकीय क्षेत्र की स्मृति हो।”

सिस्टम की मेमोरी इसे प्राथमिक शिक्षा के समान व्यवहार करने में सक्षम बनाती है। जीवित जीवों में सीखने की प्रक्रिया के दौरान, जानवरों में मूल तत्व न्यूरॉन्स के बीच कनेक्शन की प्रतिक्रिया में बदलाव है। इसे सिनेप्सेस के रूप में जाना जाता है, और यह इस बात पर निर्भर करता है कि उन्हें कितनी बार उत्तेजित किया जाता है, न्यूरॉन्स में सिनैप्स को सक्रिय करना या तो कठिन या आसान हो जाता है। परिवर्तन को अल्पकालिक सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी कहा जाता है, और यह उनके इतिहास के आधार पर न्यूरॉन्स की एक जोड़ी के बीच संबंध को मजबूत या कमजोर बनाता है। 

शोधकर्ताओं की टीम ने चुंबकीय मोतियों के साथ एक समान प्रणाली हासिल की, लेकिन तंत्र अलग है। जब मोतियों को तेजी से स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है, तो सामग्री बेहतर ढंग से बिजली का संचालन कर सकती है। लेकिन अगर वे धीमी गति से धड़कने के संपर्क में आते हैं, तो वे खराब आचरण करते हैं। 

ओली इक्कला आल्टो में एक प्रतिष्ठित प्रोफेसर हैं। 

इक्कला कहते हैं, "हमारी सामग्री एक सिनेप्स की तरह काम करती है।" "हमने जो प्रदर्शित किया है वह जीवन-प्रेरित सामग्रियों की अगली पीढ़ी के लिए मार्ग प्रशस्त करता है, जो अनुकूलन, स्मृति और सीखने की जैविक प्रक्रियाओं पर आधारित होगी।"

“भविष्य में, ऐसी और भी सामग्रियां हो सकती हैं जो एल्गोरिदमिक रूप से जीवन-सदृश गुणों से प्रेरित हों, हालांकि उनमें जैविक प्रणालियों की पूरी जटिलता शामिल नहीं होगी। ऐसी सामग्रियां अगली पीढ़ी के सॉफ्ट रोबोटों और चिकित्सा एवं पर्यावरण निगरानी के लिए केंद्रीय होंगी,'' इक्कला ने निष्कर्ष निकाला।