یک نانوحسگر که برای ردیابی مولکول‌های زیستی از هوش مصنوعی استفاده می‌کند
تیم تحریریه- ۸ اردیبهشت ۱۴۰۰
دانشمندان EPFL با استفاده از متامواد، نور مادون قرمز و هوش مصنوعی، موفق به ساخت یک نوع نانوحسگر شدند که قادر است گروه‌های عمده مولکول‌های ریز را در جهان نانوذرات، بدون آنکه اختلالی در کار آن‌ها پدید آورد، مشاهده بررسی کند.
Hatice Altug رئیس آزمایشگاه Bionanophotonic Systems گفت: «تنظیم کردن این دنیای کوچک به‌صورتی که بتوان میان پروتئین‌ها، لیپیدها، نئوکلیک اسیدها و کربوهیدرات‌ها بدون ایجاد اختلال در فعل‌وانفعالاتشان تمایز برقرار کرد، برای درک فرایندهای زندگی و بیماری از اهمیت اساسی برخوردار است.»
عامل اساسی در این نانوحسگر زیستی نور مادون قرمز است. چشم انسان قادر به دیدن نور مادون قرمز نیست، با این حال می‌توان آن را به شکل گرما حس کرد.
Aurelian John-Herpin، دستیار دکتری در آزمایشگاه آلتوگ و نویسنده اول مقاله‌ای که این نانوحسگر در آن معرفی شده است، گفت: «اگر به‌جای فرکانس‌های مادون قرمز فرکانس‌های آوایی را تصور کنید، هر مولکول ملودی خاص خود را خواهد داشت. با این حال کشف این ملودی بسیار دشوار است، چرا که بدون تقویت، آن‌ها مانند نجواهایی در دریایی از صداها هستند. چیزی که کار را دشوارتر می‌کند شباهتی است که میان ملودی آن‌ها وجود دارد.»
استفاده از متامواد و هوش مصنوعی این مسائل را حل کرده است. متامواد در دستکاری و تنظیم نور در سطح نانو دارند. در این پژوهش، دانشمندان متااتم‌هایی از نانومیله‌های طلا ساخته‌اند که به‌عنوان تقویت‌کننده تعاملات و فعل‌وانفعالات نوری عمل می‌کند.
John-Herpin گفت: «اگر بخواهم از قیاسی که قبلاً گفتم استفاده کنم باید بگویم این تعاملات تقویت‌شده باعث می‌شود ملودی مولکول‌ها راحت‌تر شنیده شود.»
اما فناوری هوش مصنوعی در این نانوحسگر چه کاری انجام می‌دهد؟ «هوش مصنوعی را می‌توان موسیقی‌دان کاملاً تازه‌کاری در نظر گرفت که به صدای ملودی‌های تقویت‌شده گوناگون گوش می‌دهد و تنها پس از گذشت چند دقیقه گوشش چنان در تشخیص موسیقی عالی می‌شود که می‌تواند ملودی‌ها را از هم جدا کند، حتی وقتی مانند ارکستری با سازهای مختلف، این ملودی‌ها با هم نواخته می‌شوند»
هنگامی که هوش مصنوعی به‌عنوان مکمل متامواد استفاده می‌شود، نانوحسگر زیستی می‌تواند هم‌زمان چندین آنالیت را، که به گروه عمده‌ی مولکول‌های زیستی تعلق دارند، تشخیص دهد و تعاملات پویای آن‌ها را تجزیه کند.
Altug گفت:«ما روی ذرات نانوی وزیکول لیپیدی تمرکز ویژه‌ای داشتیم و فرایند شکستن آن‌ها را بررسی کردیم»
این حسگر مبتنی بر هوش مصنوعی و متامواد چشم‌اندازهای هیجان‌انگیزی پیش روی مطالعه کشف فرایندهای پیچیده زیستی، مثل فعل‌وافعالات بین‌سلولی گشوده است.
از نظر محققان، این تکنولوژی کاربردهایی بسیاری در حوزه زیست‌شناسی،بیوآنالتیک و داروسازی خواهد داشت. ازجمله مهم‌ترین شاخه‌هایی که تحت‌تاثیر این یافته قرار خواهند گرفت تحقیقات بنیادین، تشخیص بیماری و ساختن داروها خواهد بود.
جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید.
