Mikrosistema Elettronika Intelliġenti 'Aħdar' Taġixxi Bħal Organiżmu Ħajja Awtonomu

Riċerkaturi fl-Università ta 'Massachusetts Amherst żviluppaw mikrosistema elettronika ġdida li taġixxi bħal organiżmu ħaj awtonomu billi tirrispondi b'mod intelliġenti għal inputs ta' informazzjoni mingħajr input ta 'enerġija esterna. It-tip ġdid ta 'elettronika responsabbli għall-mikrosistema jista' jipproċessa sinjali elettroniċi ultralow u jinkorpora apparat li kapaċi jiġġenera l-elettriku "mill-arja" mill-ambjent ambjentali. 

Ir-riċerka ġiet ippreżentata fi Komunikazzjonijiet Natura dwar Ġunju 7. 

Nanowires tal-proteini

Jun Yao, li mexxa r-riċerka, huwa professur assistent fl-inġinerija elettrika u tal-kompjuter (ECE) u professur aġġunt fl-inġinerija bijomedika. Hu kien ingħaqad minn Derek R. Lovely, Professur Distinti fil-mikrobijoloġija. 

Il-mikrosistema tikkonsisti f'żewġ komponenti ewlenin magħmula minn nanowires tal-proteini, li huma materjal elettroniku "aħdar" li jiġi prodott b'mod rinnovabbli. Ma tipproduċi l-ebda "skart elettroniku", u s-sistema hija pjan għall-elettronika ekoloġika futura magħmula minn bijomaterjali sostenibbli. 

Skont il-Laboratorju tar-Riċerka tal-Armata tal-Kmand tal-Iżvilupp tal-Ġlieda tal-Kapaċitajiet tal-Armata tal-Istati Uniti, responsabbli għall-finanzjament tal-proġett, qed jipproduċi "mikrosistema awtosostenita."

Tianda Fu hija studenta gradwata fil-grupp ta 'Yao u l-awtur ewlieni. 

“Huwa bidu eċċitanti biex tesplora l-fattibilità li jiġu inkorporati karatteristiċi 'ħajja' fl-elettronika. Ninsab ħerqan għal aktar verżjonijiet evolviti,” qal Fu. 

Riċerka Preċedenti

It-tim diġà ilu jaħdem fuq riċerka u proġetti simili, bl-aktar reċenti jinvolvi l-iskoperta li l-elettriku jista’ jiġi ġġenerat mill-ambjent ambjentali b’Ġeneratur tal-Ajru bbażat fuq proteini-nanowire, li huwa apparat li jista’ kontinwament jipproduċi elettriku fi kważi kollha. ambjenti. 

Dik ir-riċerka ġiet ippubblikata lura fl-2020 fi natura.

Ukoll fl-2020, it-tim sabet dak in-nanowires tal-proteini jistgħu jintużaw biex jinbnew apparati elettroniċi msejħa memristors, li jistgħu jimitaw il-komputazzjoni tal-moħħ u jaħdmu b'sinjali elettriċi ultralow li jaqblu mal-amplitudnijiet tas-sinjali bijoloġiċi. 

"Issa ngħaqqdu t-tnejn flimkien," qal Yao. "Aħna nagħmlu mikrosistemi li fihom l-elettriku mill-Air-Gen jintuża biex issuq sensuri u ċirkwiti mibnija minn memristors ta 'proteina-nanowire. Issa l-mikrosistema elettronika tista 'tikseb l-enerġija mill-ambjent biex tappoġġja sensing u komputazzjoni mingħajr il-ħtieġa ta' sors ta 'enerġija esterna (eż. batterija). Għandu awtosostenibbiltà u intelliġenza sħiħa tal-enerġija, bħall-awtonomija awtonoma f'organiżmu ħaj. 

Is-sistema hija magħmula minn nanowires tal-proteini maħsuda mill-batterji, li jfisser li hija favur l-ambjent. 

"Għalhekk, kemm mill-funzjoni kif ukoll mill-materjal, qed nagħmlu sistema elettronika aktar bijo-istess jew ħajja simili,” jgħid Yao. 

Albena Ivanisevic hija l-maniġer tal-programm tal-bijotronika fil-Laboratorju tar-Riċerka tal-Armata tal-Kmand tal-Iżvilupp tal-Ġlieda tal-Kapaċitajiet tal-Armata tal-Istati Uniti. 

"Ix-xogħol juri li wieħed jista' jiffabbrika mikrosistema intelliġenti awtosostennita," qal Ivanisevic. "It-tim minn UMass wera l-użu ta 'newroni artifiċjali fil-komputazzjoni. Huwa partikolarment eċċitanti li l-proteina nanowire memristors juru stabbiltà fl-ambjent milwiema u huma suxxettibbli għal aktar funzjonalizzazzjoni. Funzjonalizzazzjoni addizzjonali mhux biss twiegħed li żżid l-istabbiltà tagħhom iżda wkoll tespandi l-utilità tagħhom għal sensuri u modalitajiet ta’ komunikazzjoni ġodda ta’ importanza għall-Armata.”