‘Yeşil’ Akıllı Elektronik Mikrosistem Kendini Özerk Yaşam Formu Gibi Davranıyor

Massachusetts Amherst Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, dış enerji girişi olmadan bilgi girişlerine akıllıca yanıt veren自己 özerk bir yaşam formu gibi davranan yeni bir elektronik mikrosistem geliştirdiler. Mikrosistemin sorumlusu olan yeni tür elektronik, ultralow elektronik sinyalleri işleyebilir ve “havadan” elektrik üretebilen bir cihaza sahiptir.

Araştırma Nature Communications ‘de 7 Haziran’da sunuldu.

Protein Nanoteller

Araştırmayı yürüten Jun Yao, elektrik ve bilgisayar mühendisliği (ECE) alanında yardımcı doçent ve biyomedikal mühendislik alanında yardımcı profesör. Derek R. Lovely, mikrobiyoloji alanında seçkin profesör.

Mikrosistem, yenilenebilir olarak üretilen “yeşil” elektronik malzemesi olan protein nanotellerden yapılan iki ana bileşenden oluşur. Hiçbir “e-atık” üretmez ve sistem, gelecekteki yeşil elektroniklerin sürdürülebilir biyomateryallerden yapılmasına yönelik bir planı temsil eder.

Proje için fon sağlayan ABD Ordusu Savaş Yetenekleri Geliştirme Komutanlığı Ordusu Araştırma Laboratuvarı’na göre, bu bir “kendini sürdüren mikrosistem” üretiyor.

Tianda Fu, Yao’nun grubundaki bir yüksek lisans öğrencisi ve baş yazar.

“Elektronikte ‘yaşayan’ özellikler eklenmesinin uygulanabilirliğini keşfetmeye başlamak heyecan verici. Daha da gelişmiş sürümler için sabırsızlanıyorum” dedi.

Önceki Araştırmalar

Ekibin zaten benzer araştırmalar ve projeler üzerinde çalıştığı, en sonuncusunun protein-nanotel tabanlı Hava Jeneratörü ile elektrik üretilebileceği keşfiyle ilgili olduğu biliniyor. Bu cihaz neredeyse tüm ortamlarda sürekli elektrik üretebiliyor.

Bu araştırma 2020’de Nature‘da yayımlandı.

2020’de ekip buldu ki protein nanoteller, beyin hesaplamalarını taklit edebilen ve biyolojik sinyal genliklerine eşlik eden ultralow elektrik sinyalleriyle çalışan memristörler gibi elektronik cihazlar oluşturmak için kullanılabilir.

“Şimdi ikisini birleştiriyoruz” dedi Yao. “Hava-Gen’den gelen elektrikle çalışan, protein-nanotel memristörlerden oluşan sensörler ve devreler içeren mikrosistemler yapıyoruz. Şimdi elektronik mikrosistem, dış enerji kaynağına (örneğin pil) ihtiyaç duymadan algılama ve hesaplama için ortamdan enerji alabiliyor. Tam enerji öz yeterliliğine ve zekaya sahip, tıpkı bir yaşam formundaki خود özerklik gibi.”

Sistem, bakterilerden elde edilen protein nanotellerden yapıldığı için çevre dostu.

“Bu nedenle, hem fonksiyon hem de malzeme açısından, elektronik sistemleri daha bio-benzer veya canlı-benzer yapıyoruz” dedi Yao.

Albena Ivanisevic, ABD Ordusu Savaş Yetenekleri Geliştirme Komutanlığı Ordusu Araştırma Laboratuvarı’nda biyotronik program yöneticisi.

“Çalışma, kendini sürdüren akıllı bir mikrosistem üretilebileceğini gösteriyor” dedi Ivanisevic. “UMass ekibi, hesaplamada yapay sinirlerin kullanımını gösterdi. Özellikle protein nanotel memristörlerin su ortamında stabillik göstermesi ve daha fazla fonksiyonelleştirilebilir olması heyecan verici. Ek fonksiyonelleştirme yalnızca onların stabilliklerini artırmakla kalmaz, aynı zamanda Ordunun önem verdiği sensör ve yeni iletişim modelleri için faydalılıklarını da genişletir.”