Шинэ хэрэгсэл ДНХ-ийн нийлмэл роботууд болон нано төхөөрөмжүүдийг зохион бүтээжээ

Роботехникийн салбарын хамгийн ирээдүйтэй салбаруудын нэг нь ДНХ-д суурилсан бяцхан роботууд болон нано төхөөрөмжүүдийг хамардаг бөгөөд эдгээр нь эцэстээ хүний ​​биед зорилтот эмийг хүргэх чадвартай болно гэж эрдэмтэд үзэж байна. Эдгээрийг мөн эмгэг төрүүлэгчдийг илрүүлэхэд ашиглаж, жижиг электроникийн хөгжилд хүргэж болно.

Охайо мужийн их сургуулийн судлаачид урьд өмнө боломжтой байснаас хамаагүй илүү нарийн төвөгтэй ДНХ робот болон нано төхөөрөмжүүдийг зохион бүтээх шинэ хэрэгсэл зохион бүтээснээр энэ салбарт сүүлийн үеийн дэвшил гарчээ. Үүний зэрэгцээ эдгээр илүү төвөгтэй системийг хэдхэн цагийн дотор боловсруулж болно. 

Судалгааг өнгөрсөн сард сэтгүүлд нийтлэв Байгалийн материал, түүнийг инженерийн докторын оюутан асан Чао-Мин Хуан удирдаж байсан. 

MagicDNA нэртэй шинэ программ хангамж нь судлаачдад ДНХ-ийн өчүүхэн хэлхээг нэгтгэн ротор, нугас зэрэг хэсгүүдтэй нарийн төвөгтэй бүтцийг бий болгох арга замыг зохион бүтээхэд тусалдаг. Эдгээр хэсгүүд нь эм хүргэх гэх мэт янз бүрийн ажлыг хөдөлгөж, гүйцэтгэж чаддаг. 

Судалгааны хамтран зохиогч, тус их сургуулийн механик болон сансрын инженерийн дэд профессор Карлос Кастрогийн хэлснээр судлаачид эдгээр үйл явцыг удаашруулах арга хэрэгсэл, гарын авлагын алхмуудыг ашигладаг уламжлалтай.

"Гэхдээ өмнө нь загвар зохион бүтээхэд хэдэн өдөр зарцуулдаг байсан нано төхөөрөмжүүд одоо хэдхэн минут л зарцуулдаг" гэж Кастро хэлэв.

Эдгээр шинэ загварууд нь хамаагүй илүү төвөгтэй бөгөөд үр ашигтай нано төхөөрөмжүүдийг бий болгодог.

Хай-Жун Су бол тус их сургуулийн механик болон сансрын инженерийн тэнхимийн өөр нэг хамтран зохиогч, профессор юм. 

"Өмнө нь бид XNUMX хүртэлх бие даасан бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий төхөөрөмжүүдийг бүтээж, тэдгээрийг холбоос, нугастай холбож, нарийн төвөгтэй хөдөлгөөнийг гүйцэтгэхийг оролдож болно" гэж Су хэлэв.

“Энэ программ хангамжийн тусламжтайгаар удирдахад илүү хялбар 20-иос дээш бүрэлдэхүүн хэсэг бүхий робот болон бусад төхөөрөмжийг хийхэд тийм ч хэцүү биш. Энэ нь бидний хийхийг хүсч буй нарийн төвөгтэй үйлдлийг гүйцэтгэх боломжтой нано төхөөрөмж зохион бүтээх чадварт хийсэн маш том алхам юм."

Судлаачид уг программ хангамж нь илүү сайн дизайн, илүү хэрэгцээтэй нано төхөөрөмжүүдийг бүтээхээс гадна тэдгээрийг өдөр тутмын хэрэглүүр болгох хугацааг хурдасгана гэж найдаж байна. 

Шинэ арга нь судлаачдад дизайны үйл явцыг 3D хэлбэрээр гүйцэтгэх боломжийг олгодог. Өмнөх хэрэгслүүд нь 2D-д ажилладаг байсан бөгөөд энэ нь судлаачид бүтээлийг 3D дүрслэх ёстой гэсэн үг юм. Үүнийг хийснээр төхөөрөмжүүд нь нарийн төвөгтэй байдлын хувьд хязгаарлагдмал байсан. 

Доороос дээш эсвэл дээрээс доош

Програм хангамжийн өөр нэг чухал тал нь судлаачдад ДНХ-ийн бүтцийг "доош дээш" эсвэл "дээрээс доош" үүсгэх боломжийг олгодог. Эхнийх нь тусламжтайгаар судлаачид ДНХ-ийн бие даасан хэлхээг хүссэн бүтэц болгон зохион байгуулдаг бөгөөд энэ нь орон нутгийн төхөөрөмжийн бүтэц, шинж чанарыг нарийн хянах боломжтой гэсэн үг юм. 

"Дээрээс доош" хандлагын тусламжтайгаар тэд ерөнхий төхөөрөмжийг геометрийн хэлбэрт оруулах шаардлагатайг шийдэж, улмаар ДНХ-ийн хэлхээний зохион байгуулалтыг автоматжуулах боломжтой. Хоёр техникийг хослуулснаар ерөнхий геометр нь илүү төвөгтэй болж, бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шинж чанарыг нарийн хянах боломжтой болно. 

Энэхүү программ хангамж нь судлаачдад зохион бүтээсэн ДНХ-ийн төхөөрөмжүүд нь бодит ертөнцөд хэрхэн ажиллахыг дуурайх боломжийг олгодог. 

Кастро "Эдгээр бүтцийг илүү төвөгтэй болгох тусам тэдгээр нь яг ямар харагдах, хэрхэн биеэ авч явахыг урьдчилан таамаглахад хэцүү байдаг" гэж Кастро хэлэв.

“Манай төхөөрөмжүүд хэрхэн ажиллахыг дуурайж чаддаг байх нь маш чухал юм. Тэгэхгүй бол бид маш их цаг алдаж байна” гэсэн юм.

Нано бүтэц бий болгох

Анжелика Кучинич нь Охайо мужид химийн болон биомолекулын инженерийн чиглэлээр докторын зэрэг хамгаалсан зохиолч юм. Кучинич программ хангамжаар зохион бүтээсэн нано бүтцийг бүтээх, тодорхойлоход судлаачдын багийг тэргүүлсэн.

Багийн бүтээсэн төхөөрөмжүүдэд сарвуутай робот гар, онгоц шиг харагдах зуун нанометрийн хэмжээтэй бүтэц багтжээ. Сүүлийнх нь хүний ​​нэг үсний өргөнөөс 1000 дахин бага юм. 

Эдгээр төхөөрөмжүүд нь эрүүл мэндийн үйлчилгээнд ихээхэн нөлөө үзүүлж магадгүй юм. 

Кастро "Илүү нарийн төвөгтэй төхөөрөмж нь ямар нэг муу зүйл болж байгааг илрүүлээд зогсохгүй эм ялгаруулах эсвэл эмгэг төрүүлэгчийг барьж авах замаар хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой" гэж Кастро хэлэв.

"Бид өдөөлтөд тодорхой хариу үйлдэл үзүүлэх эсвэл тодорхой байдлаар хөдөлдөг роботуудыг зохион бүтээх чадвартай байхыг хүсч байна."

"ДНХ-ийн нанотехнологийг арилжааны сонирхол улам бүр нэмэгдсээр байна" гэж тэр үргэлжлүүлэв. "Ирэх 10-XNUMX жилийн хугацаанд бид ДНХ-ийн нано төхөөрөмжийн арилжааны хэрэглээг харж эхэлнэ гэж би бодож байна. Энэ програм хангамж нь үүнийг жолоодоход тусална гэдэгт бид өөдрөг байна."