‘Зелений’ Інтелектуальний Електронний Мікросистема Поводиться Як Самостійна Жива Організація

Дослідники Університету Массачусетса в Амгерсті розробили нову електронну мікросистему, яка поводиться як самостійна жива організація, інтелектуально реагуючи на інформаційні вхідні дані без зовнішнього енергетичного входу. Новий тип електроніки, відповідальний за мікросистему, може обробляти ультранизькі електронні сигнали та включати пристрій, здатний генерувати електрику “з повітря” з навколишнього середовища.

Дослідження було представлено в Nature Communications 7 червня.

Нанодротики Білка

Джун Яо, який очолив дослідження, є асистентом професора в галузі електротехніки та комп’ютерних наук (ECE) і ад’юнкт-професором біомедичної інженерії.

Мікросистема складається з двох ключових компонентів, виготовлених з нанодротики білка, які є “зеленим” електронним матеріалом, який виробляється відновлювано. Він не виробляє жодного “е-відходів”, і система є蓝планом для майбутньої “зеленої” електроніки, виготовленої з устойчивих біоматеріалів.

За словами Управління бойових можливостей та досліджень армії США, яке фінансує проєкт, воно створює “самозасоблювану мікросистему”.

Тіанда Фу – аспірант групи Яо і головний автор.

“Це цікавий початок дослідження можливості включення «живих» функцій в електроніку. Я сподіваюсь на подальшу еволюцію”, – сказав Фу.

Попередні Дослідження

Команда вже працювала над подібними дослідженнями та проєктами, останнім з яких було відкриття, що електрику можна генерувати з навколишнього середовища з допомогою генератора повітря на основі нанодротики білка, який є пристроєм, що може безперервно виробляти електрику в майже всіх середовищах.

Те дослідження було опубліковано в 2020 році в Nature.

Також у 2020 році команда виявила, що нанодротики білка можна використовувати для створення електронних пристроїв, званих мемрісторами, які можуть імітувати обчислення мозку та працювати з ультранизькими електричними сигналами, що відповідають біологічним амплітудам сигналів.

“Тепер ми з’єднуємо два цих елементи”, – сказав Яо. “Ми створюємо мікросистеми, в яких електрика з Air-Gen використовується для живлення датчиків та схем, виготовлених з мемрісторів на основі нанодротики білка. Тепер електронна мікросистема може отримувати енергію з навколишнього середовища для підтримки датування та обчислень без потреби зовнішнього джерела енергії (наприклад, батареї). Вона має повну енергетичну самозасоблюваність та інтелект, як і самостійність у живій організмі”.

Система виготовлена з нанодротики білка, видобутих з бактерій, що означає, що вона є екологічно чистою.

“Отже, з точки зору функції та матеріалу, ми створюємо електронну систему, яка є більш біо-podobною або живою”, – сказав Яо.

Альбена Іванісевич – менеджер програми біотроніки в Управлінні бойових можливостей та досліджень армії США.

“Робота демонструє, що можна виготовити самозасоблювану інтелектуальну мікросистему”, – сказав Іванісевич. “Команда з UMass продемонструвала використання штучних нейронів в обчисленнях. Особливо цікаво, що мемрістори на основі нанодротики білка показують стабільність в водному середовищі та можуть бути подальше функціоналізовані. Додаткова функціоналізація не тільки обіцяє збільшити їх стабільність, але й розширити їх застосування для датування та нових модальностей зв’язку, важливих для армії”.