دانشمندان در حال ساخت نسخه ی زیستی اینترنت اشیا هستند

اینترنت اشیا دستگاه‌ها را در سراسر جهان به یکدیگر متصل می‌کند. اکنون پژوهشگران در حال بررسی چگونگی پیوستن باکتری‌ها به شبکه جهانی وب هستند. ادامه این مطلب را با مجله‌ی فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراهی کنید.

زیست فناوری برای اینترنت اشیا
زیست فناوری برای اینترنت اشیا

نسخه ی زیستی اینترنت اشیا

تصور کنید که دستگاه مناسبی برای اینترنت اشیا طراحی شده است. بنظرتان چه کارکردهایی باید داشته باشد؟ برای شروع، باید بتواند ارتباط برقرار کند، هم با دستگاه های دیگر و هم با صاحبان انسان. باید بتواند اطلاعات را ذخیره و پردازش کند. باید محیط بتواند محیط اطرافش را با طیف وسیعی از حسگرها کنترل کند. اما سرانجام به نوعی موتور داخلی هم احتیاج دارد.

دستگاه های بسیاری هستند که چنین ویژگی‌هایی را دارند. بیشتر آنها بر مبنای دستگاه‌های کم هزینه مختلفی مانند Raspberry Pis، بردهای Arduino و موارد مشابه دیگر هستند.

اما پژوهشگران Raphael Kim و Stefan Poslad در دانشگاه کوئین مری لندن در انگلستان می‌گویند: مجموعه‌ی دیگری از ماشین‌ها با عملکردهای مشابه نیز وجود دارند. آنها خاطرنشان کردند که باکتری‌ها به طور مؤثرتری ارتباط برقرار می کنند و دارای موتورها، حسگرهای داخلی و همچنین معماری قدرتمندی برای ذخیره سازی و پردازش اطلاعات هستند.

باکتری ها

چگونگی ذخیره و پردازش اطلاعات توسط باکتری‌ها یک موضوع باز در پژوهش‌ها است، که بیشتر بر باکتری Escherichia coli متمرکز شده است. این (و سایر) باکتری‌ها اطلاعات را در ساختارهای DNA حلقه‌ای شکل بنام plasmid‌ها ذخیره می‌کنند، که در فرآیندی به نام همگرایی از یک ارگانیسم به دیگری منتقل می‌شوند.

استفاده از باکتری در اینترنت اشیا
استفاده از باکتری در اینترنت اشیا

سال گذشته، Federico Tavella در دانشگاه پادوا در ایتالیا و همکارانش مداری را طراحی کردند که در آن یک باکتری E. coli بی حرکت یک پیام ساده “سلام دنیا” را به یک باکتری متحرک منتقل کرد، که این اطلاعات را به مکانی دیگر منتقل می‌کرد.

این نوع انتقال اطلاعات بطور تمام وقت در دنیای باکتری‌ها اتفاق می‌افتد که یک شبکه فوق‌العاده پیچیده‌ را ایجاد می‌کند. Kim و Poslad می‌گویند: آزمایش اثبات اصل Tavella و همکارانش نشان می دهد که چگونه می‌توان از آن برای ایجاد نوعی اینترنت زیستی استفاده کرد.

E. coli یک رسانه‌ی عالی برای این شبکه ایجاد می‌کند. آنها متحرک هستند و یک موتور داخلی به شکل اجزایی موج‌دار و نخی مانند flagella (تاژک) دارند که باعث ایجاد نیروی رانش می‌شوند. آنها در دیواره‌های سلولی خود گیرنده‌هایی دارند که جنبه‌های مختلف محیط را از نظر درجه حرارت، نور، مواد شیمیایی و غیره حس می‌کنند. اطلاعات را در DNA ذخیره می‌کنند و آن را با استفاده از ریبوزوم‌ها پردازش می‌کنند. کوچک هستند و این به آنها امکان می‌دهد در محیط‌هایی که فناوری‌های دست ساز بشر برای دسترسی به آنها مشکل دارند، حضور داشته باشد.

کار بر روی E. coli برای دستکاری و مهندسی آن نیز نسبتاً آسان هست. حرکت بنیادی زیستی DIY باعث می‌شود ابزارهای زیست فناوری بسیار ارزان‌تر و آسان‌تر در دسترس قرار گیرند. برای نمونه، آزمایشگاه Amino یک کیت مهندسی ژنتیک برای دانش آموزان مدرسه‌ای است که به آنها امکانات مختلفی می‌دهد. برای نمونه E. coli را طوری برنامه‌ریزی می‌کنند که در تاریکی می‌درخشد.

این نوع از Biohacking (هک زیستی) در حال متداول شدن است و پتانسیل قابل توجه نسخه زیستی اینترنت اشیا را نشان می‌دهد. Kim و Poslad در مورد طیف گسترده ای از کاربردها صحبت می‌کنند. آنها می‌گویند: باکتری‌ها می‌توانند در محیط‌های مختلف مانند دریا و”شهرهای هوشمند” برنامه ریزی شده و مستقر شوند تا سموم و آلاینده‌ها را حس کنند، داده‌ها را جمع آوری کرده و فرآیندهای زیست بومی سازی را انجام دهند.

حتی می‌توان باکتری‌ها را برای درمان بیماری‌ها برنامه‌ریزی کرد. برای نمونه، با داشتن یک DNA که هورمون‌های مفید را رمزگذاری می‌کند، باکتری‌ها می‌توانند به مقصد مورد نظر در بدن انسان شنا کنند و هنگامی که توسط حسگر داخلی میکروب خود تحریک شدند، هورمون‌ها را تولید و آزاد کنند.

پیامدهای نسخه ی زیستی اینترنت اشیا

البته مضرات مختلفی هم وجود دارد. در حالی که مهندسی ژنتیک انواع آزمایش‌های سرگرم کننده را ممکن می‌سازد، اما قابلیت‌های خطرناک این فناوری متخصصان زیست ایمنی را دچار نگرانی‌هایی ساخته است. مثلاً تصور کردن باکتری‌ها به عنوان حاملینی برای انواع بیماری‌های ناخوشایند کار سختی نیست.

همچنین از بین رفتن باکتری‌ها به آسانی ممکن است اتفاق بیافتد. یک موردی که آنها ندارند، چیزی معادل GPS است. بنابراین ردیابی آنها سخت است. در واقع، ردیابی اطلاعاتی که منتقل می‌شوند پس از انتشار آن در فضا، تقریباً غیرممکن است.

در اینجا یکی از مشکلات نسخه‌ی اینترنت اشیا نهفته است. اینترنت معمولی راهی برای شروع پیام در یک نقطه از فضا و ایجاد دوباره‌ی آن در نقطه‌ی دیگر است که توسط فرستنده انتخاب می‌شود. که این امکان را به انسانها و بطور فزاینده دستگاه‌ها می‌دهد تا با یکدیگر در سراسر سیاره ارتباط برقرار کنند.

از سوی دیگر زیست اینترنت Kim و Poslad نیز راهی برای ایجاد و انتشار پیام ارائه می‌دهد اما با اعمال کنترل در جایی که پیام در آن به پایان رسیده است. زیست شبکه‌ی ایجاد شده توسط همگرایی باکتریایی به طرز متحیرکننده‌ای گسترده هستند بطوریکه اطلاعات می‌توانند کم و بیش در هر مکان و جایی گسترش یابند. زیست شناسان روند انتقال همگرایی مواد ژنتیکی را از باکتری به مخمر، گیاهان و حتی سلول‌های پستانداران مشاهده کرده‌اند.

افزون بر این فرگشت (تکامل) نیز نقش خود را دارد. همه موجودات زنده تابع نیروهای آن هستند. مهم نیست که باکتری چقدر خوشخیم به نظر برسد. روند فرگشت می‌تواند از طریق جهش و انتخاب ویران شود. البته با نتایجی که پیش‌بینی آن نیز غیرممکن است.

در ادامه مشکل بازیگران بد و تاثیرشان در این شبکه وجود دارد.هم اکنون نیز اینترنت معمولی بیش از حد ممکن فضا را برای بدافزارهایی که برای اهداف ناشایست طراحی شده‌اند، فراهم کرده است. علاقه این افراد به زیست اینترنت اشیا ممکن است یک کابوس ترسناک باشد.

Kim و Poslad  برخی از این موضوعات را تأیید می‌کنند و می‌گویند ایجاد شبکه بر پایه باکتری، مشکلات اخلاقی تازه‌ای را درست می‌کند. این چالش ها زمینه‌ای غنی برای بحث در مورد پیامدهای گسترده‌تر سامانه‌ی اینترنت اشیا بر اساس باکتری‌ها را فراهم می‌کند.


مطالب بیشتر در:
>> بهبود کنترل پروتزها و اسکلتهای بیرونی با یک الگوریتم ردیابی آهنربا
>> ساخت پوست مصنوعی برای پروتزها و ایجاد حس لامسه با سامانه واقعیت مجازی اپیدرمال
>> بازگشت توانایی دست افراد کوادری‌پلژی با تحریک عصبی


منبع: MITtechnologyreview
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *