بینی الکترونیکی وسیله ای مانند بینی که برای تشخیص بو و طعم‌ها بوجود آمده‌است.
طی دهه‌های گذشته، فناوری‌های "سنجش الکترونیکی" یا "e-sensing" از نظر فنی و تجاری تحولات مهمی را پشت سر گذاشته‌اند. عبارت "سنجش الکترونیکی" به قابلیت تولید مثل حواس انسان با استفاده از آرایه‌های حسگر و سیستم‌های بازشناخت الگو اشاره دارد. از سال ۱۹۸۲،[۲] تحقیقات انجام شده به منظور پیشرفت فن آوری، معمولاً به عنوان بینی الکترونیکی، که می‌تواند بو و طعم دهنده‌ها را تشخیص دهد. مراحل فرایند تشخیص شبیه به بویایی انسان است و برای شناسایی، مقایسه، کمیت و سایر کاربردها از جمله ذخیره داده و بازیابی انجام میشود. با این حال، ارزیابی هیدونیک ویژگی خاصی در بینی انسان است که مربوط به عقاید ذهنی است. این دستگاه‌ها پیشرفت‌های زیادی را پشت سر گذاشته‌اند و اکنون برای رفع نیازهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در کلیه صنایع، ارزیابی بو معمولاً توسط آنالیز حسی انسان، توسط حسگر مولکولی یا توسط کروماتوگرافی گازی انجام میشود. روش دوم اطلاعات مربوط به ترکیبات آلی فرار را نشان می‌دهد اما ارتباط بین نتایج تحلیلی و ادراک بو به دلیل تعامل بالقوه بین چندین مؤلفه بو مستقیم نیست.
در آشکارساز بو Wasp Hound، عنصر مکانیکی یک دوربین فیلمبرداری است و عنصر بیولوژیکی پنج زنبور انگلی است که در پاسخ به حضور یک ماده شیمیایی خاص، شرطی شده‌اند.[۳]
الکساندر گراهام بل این عقیده که اندازه‌گیری بو دشوار بود، و در سال ۱۹۱۴ به شرح زیر گفت:
در دهه‌هایی که بل این مشاهدات را انجام داد، هیچ علمی از بو ی ماده بوجود نیامد و تا دهه ۱۹۵۰ و فراتر از آن هیچ پیشرفت واقعی حاصل نشد.
در مرحله اول، یک بینی الکترونیکی باید با نمونه‌های واجد شرایط آموزش ببیند تا بتواند بانک اطلاعاتی مرجع ایجاد کند.
سپس ابزار می‌تواند با مقایسه اثر انگشت یک ترکیب فرار با نمونه‌های موجود در پایگاه داده خود، نمونه‌های جدید را تشخیص دهد؛ بنابراین آنها می‌توانند تجزیه و تحلیل کیفی یا کمی را انجام دهند.
اما ممکن است این مشکل را ایجاد کند زیرا بوها از مولکولهای مختلفی ساخته شده‌اند که ممکن است توسط دستگاه تفسیر نادرست شود زیرا آنها را به عنوان ترکیبات مختلف ثبت می‌کند و بسته به عملکرد اصلی یک بینی منجر به نتایج نادرست یا نادرست میشود.[۴] نمونه مجموعه داده بینی الکترونیکی نیز موجود است.[۵] این مجموعه داده می‌تواند به عنوان مرجع برای پردازش سیگنال بینی الکترونیکی، به ویژه برای مطالعات کیفیت گوشت مورد استفاده قرار گیرد. دو هدف اصلی این مجموعه، طبقه‌بندی گوشت گاو و پیش بینی جمعیت می توسط رگرسیون است.
سایرانوز ۳۲۰ با برچسب زدن
سایرانوز ۳۲۰ یک «بینی الکترونیکی» دستی است که در سال ۲۰۰۰ توسط Cyrano Sciences پاسادنا، کالیفرنیا ساخته شد.[۶] Cyrano Sciences در سال ۱۹۹۷، ۹ سال پس از مفهوم «بینی الکترونیکی»، بر اساس استفاده از چند سنسور نیمه انتخاب شد و همراه با محاسبات الکترونیکی برای اولین بار توسط گاردنر و بارتلت پیشنهاد شد.[۷] سایرانوز ۳۲۰ مبتنی بر تحقیقات سنسور است که توسط پروفسور ناتان لوئیس از مؤسسه فناوری کالیفرنیا انجام شده‌است. برنامه‌های کاربردی مورد استفاده در مورد سایرانوز ۳۲۰ شامل تشخیص COPD ,[۸] و سایر شرایط پزشکی[۹][۱۰] و همچنین کاربردهای صنعتی که معمولاً مربوط به کنترل کیفیت یا تشخیص آلودگی است میباشد.[۱۱] سایرانوز ۳۲۰ همچنان در ایالات متحده توسط Sensigent LLC، شرکت جانشین Cyrano Sciences، در ایالات متحده ساخته میشود.
توربین بادی شناور یک توربین بادی دریایی است که بر روی یک سازه شناور نصب شده‌است و به توربین اجازه می‌دهد تا در اعماق آب جایی که به‌کارگیری توربین‌های با پایه ثابت امکان‌پذیر نیست، برق تولید کنند. مزارع بادی شناور این پتانسیل را دارند که سطح دریا را برای مزارع بادی فراساحلی به‌طور قابل توجهی افزایش دهند، خصوصاً در کشورهایی مانند ژاپن که دارای آب‌های کم عمق محدود هستند. قرار گرفتن مزارع بادی بیشتر در خارج از ساحل همچنین می‌تواند آلودگی دیداری را کاهش دهد،[۱] و اسکان بهتری را برای خطوط ماهیگیری و حمل و نقل فراهم می‌کند،[۲][۳] و به وزش باد قوی تر و پایدار می‌رسد.[۴]
توربین‌های بادی شناور تجاری اکثراً در مرحله اولیه توسعه قرار دارند و چندین نمونه اولیه توربین از سال ۲۰۰۷ نصب شده‌اند. از سال ۲۰۱۸، تنها مزرعه بادی شناور عملیاتی هایویند اسکاتلند است که توسط استاتویل ساخته شده و در اکتبر ۲۰۱۷ راه اندازی شده‌است که شامل ۵ توربین شناور با ظرفیت کلی ۳۰ مگاوات میباشد.[۵]
University of Maine's VolturnUS 1: 8 اولین توربین بادی دریایی متصل به شبکه بود.[۶]
دومین توربین بادی شناور در مقیاس کامل جهان (که برای اولین بار بدون استفاده از کشتی‌های سنگین نصب شد)، WindFloat، با ظرفیتی (2 MW) کار می‌کند. تقریباً ۵ کیلومتر دریایی آگوچادورا، پرتغال قرار دارد.
ایده توربین‌های بادی شناور در مقیاس بزرگ توسط پروفسور ویلیام هریونموس از دانشگاه ماساچوست در امهرست در سال ۱۹۷۲ معرفی شد و تا اواسط دهه ۱۹۹۰، پس از استقرار صنعت باد تجاری، این موضوع مجدداً توسط انجمن تحقیقاتی اصلی مطرح شد.[۴]
یک توربین شناور تک استوانه که توسط کابل .
درمان با سلولهای بنیادی یا بن‌یاخته درمانی، استفاده از سلولهای بنیادی برای درمان یا جلوگیری از بیماری یا شرایط است.[۱]
پیوند مغز استخوان متداول‌ترین درمان سلولهای بنیادی است، اما برخی از روشهای درمانی حاصل از خون بند ناف نیز در حال استفاده هستند. تحقیقات برای توسعه ایجاد منابع مختلف سلولهای بنیادی و همچنین درمان با سلولهای بنیادی برای بیماریها و شرایط عصبی مانند دیابت و بیماریهای قلبی و غیره در انجام است.
پس از تحولاتی مانند توانایی دانشمندان در جداسازی و کشت سلولهای بنیادی جنینی، ایجاد سلولهای بنیادی با استفاده از انتقال هسته سلولهای سوماتیک و استفاده از آنها از روشهای ایجاد سلولهای بنیادی پرتوان ناشی از سلولهای بنیادی، بحث‌برانگیز شده‌است. این اختلاف نظر اغلب مربوط به ت سقط جنین و کلونینگ انسان است. علاوه بر این، تلاش برای بازاریابی مبتنی بر پیوند خون بند ناف ذخیره شده بحث‌برانگیز بوده‌است.
بیش از ۳۰ سال است که از مغز استخوان برای درمان مبتلایان به سرطان با شرایطی مانند سرطان خون و لنفوم استفاده میشود. این تنها نوع سلول درمانی است که به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.[۲][۳][۴] در طول شیمی‌درمانی، بیشتر سلولهای در حال رشد توسط عوامل سمیت سلولی کشته می‌شوند. با این وجود، این عوامل نمی‌توانند بین لوسمی یا سلولهای نئوپلاستیک و سلولهای بنیادی خونساز در مغز استخوان تفاوت قائل شوند. این اثر جانبی شیمی درمانی‌های معمولی است که پیوند سلولهای بنیادی سعی در مع کردن دارد. مغز استخوان سالم دهنده سلولهای بنیادی عملکردی را جایگزین سلولهای از دست رفته در بدن میزبان در طول درمان می‌کند. سلولهای پیوند شده همچنین پاسخ ایمنی ایجاد می‌کنند که به از بین بردن سلولهای سرطانی کمک می‌کند. این روند می‌تواند خیلی زیاد پیش رود، اما منجر به پیوند در مقابل بیماری میزبان، جدی‌ترین عارضه جانبی این درمان میشود.[۵]
بیماریها و شرایطی که درمان سلولهای بنیادی نویدبخش است یا در حال ظهور است.
سلولهای بنیادی به دلایل زیادی مورد مطالعه قرار می‌گیرند. همچنین مولکولها و اگزوزومهای آزاد شده از سلولهای بنیادی برای تهیه داروها مورد مطالعه قرار می‌گیرند.[۶] علاوه بر عملکرد سلولهای خود، عوامل محلول در پاراکرین تولید شده توسط سلولهای بنیادی، معروف به ترشح سلولهای بنیادی، مکانیسم دیگری است روشهای درمانی مبتنی بر سلولهای بنیادی اثرات خود را در بیماریهای دژنراتیو، ایمنی بدن و بیماریهای التهابی با واسطه سیستم ایمنی می‌گذارد.[۷]
نوشتار اصلی: فروپاشی عصبی
تحقیقات در مورد تأثیر سلولهای بنیادی بر روی مدلهای حیوانی تخریب مغز مانند پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک و آایمر انجام شده‌است.[۸][۹][۱۰] مطالعات اولیه در مورد ام‌اس انجام شده‌است.[۱۱][۱۲]
سکته مغزی و آسیب دیدگی مغزی منجر به مرگ سلولی میشود که با از بین رفتن نورون‌ها و الیگودندروسیت‌ها در مغز مشخص میشود. مطالعات بالینی و حیوانی در مورد استفاده از سلولهای بنیادی در موارد آسیب طناب نخاعی انجام شده‌است.[۱۳][۱۴]
سلولهای بنیادی در افراد مبتلا به بیماری قلبی شدید مورد مطالعه قرار می‌گیرند.[۱۵] اثر بوودو-اکهارد استراوئر[۱۶] با شناسایی صدها تناقض واقعی، بی‌اعتبار شد.[۱۷] در میان چندین کارآزمایی بالینی که نشان می‌دهد درمان سلولهای بنیادی بزرگسالان ایمن و مؤثر است، شواهد واقعی از فواید فقط از چند مطالعه گزارش شده‌است.[۱۸] برخی از کارآزمایی‌های بالینی اولیه تنها پس از استفاده از درمان سلولهای بنیادی مغز استخوان پیشرفت‌های اندکی در عملکرد قلب داشته‌اند.[۱۹][۲۰]
فتوسنتز مصنوعی یک فرایند شیمیایی بیومیمتیک است که از فرایند طبیعی فتوسنتز برای تبدیل نور خورشید، آب و دی‌اکسید کربن به کربوهیدرات‌ها و اکسیژن به صورت طبیعی استفاده می‌کند. اصطلاح فتوسنتز مصنوعی معمولاً برای اشاره به هر طرحی برای جذب و ذخیره انرژی از نور خورشید در پیوندهای شیمیایی یک سوخت (سوخت خورشیدی) استفاده میشود.
شکافت آب فوتوکاتالیستی (Photocatalytic water splitting) آب را به هیدروژن و اکسیژن تبدیل می‌کند و موضوع اصلی تحقیق در مورد فتوسنتز مصنوعی است.
کاهش دی‌اکسید کربن ناشی از نور فرایند دیگری است که مورد بررسی قرار می‌گیرد و تثبیت کربن طبیعی است.
تحقیق در مورد این موضوع شامل طراحی و مونتاژ دستگاه‌هایی برای تولید مستقیم سوخت‌های خورشیدی، فوتوالکترو شیمی (photoelectrochemistry) و کاربرد آن در سلولهای سوخت و مهندسی آنزیم‌ها و میکروارگانیسم‌های فتوآتروفیکیک برای سوخت‌های زیستی می و تولید بیو هیدروژن از نور خورشید است.
واکنش فتوسنتزی را می‌توان به دو نیم واکنش اکسایش-کاهش تقسیم کرد که هر دو برای تولید سوخت ضروری هستند. در فتوسنتز گیاهان، مولکولهای آب به صورت فوتواکسید می‌شوند تا اکسیژن و پروتونها آزاد شوند. مرحله دوم فتوسنتز گیاه (که به آن چرخه کالوین بنسون نیز معروف است) یک واکنش مستقل از نور است که دی‌اکسید کربن را به گلوکز (سوخت) تبدیل می‌کند. محققان فتوسنتز مصنوعی در حال تولید فوتوکاتالیستی هستند که قادر به انجام هر دو واکنش باشد. علاوه بر این، پروتونهای حاصل از تقسیم آب می‌توانند برای تولید هیدروژن استفاده شوند. این کاتالیزورها باید بتوانند به سرعت واکنش نشان دهند و درصد زیادی از فوتونهای خورشیدی رویداد را جذب فوتون کنند.[۱]
طبیعی (چپ) در مقابل فتوسنتز مصنوعی (راست)
فتوسنتز مصنوعی برای اولین بار توسط شیمیدان ایتالیایی گیاکومو لوئیجی چامیجیان در سال ۱۹۱۲پیش‌بینی شده بود.[۲] در یک سخنرانی که بعد از آن در ساینس منتشر شد[۳] او پیشنهاد جایگزینی بهره‌مندی از سوخت‌های فسیلی به انرژی تابشی تولید شده خورشید و گرفته شده توسط دستگاه‌های فتوشیمی را داده بود. در این تغییر وی امکان کاهش اختلاف بین ثروتمند شمال اروپا و جنوب فقیر را مشاهده کرد و گمان کرد که این تغییر از زغال سنگ به انرژی خورشیدی برای پیشرفت و خوشبختی انسان مضر نیست.[۴]
در اواخر دهه ۱۹۶۰ ،آا فوجیشیما ویژگیهای فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی‌اکسید، به اصطلاح اثر هوندا-فوجیشیما را کشف کرد که می‌تواند برای هیدرولیز مورد استفاده قرار گیرد.[۵]
از نظر انرژی، فتوسنتز طبیعی را می‌توان در سه مرحله تقسیم کرد:[۶][۷]
مونتاژ سه‌گانه، با یک حسگر تابشگر (P) به همراه یکدیگر به یک کاتالیزور اکسیداسیون آب (D) و یک کاتالیزور در حال تحول هیدروژن (A). هنگام وقوع کاتالیز، الکترون‌ها از D به A جریان می‌یابند.
هیدروژن ساده‌ترین سوخت خورشیدی برای سنتز است، زیرا تنها انتقال دو الکترون به دو پروتون است. با این حال، باید با تشکیل آنیون هیدرید میانی به صورت گام به گام انجام شود:
H + + H - H 2
زنوبیولوژی (XB) یا زیست‌شناسی بیگانه یا ناشناخته زیر مجموعه ای از زیست‌شناسی مصنوعی است که به مطالعه سنتز و دستکاری دستگاه‌ها و سیستم‌های بیولوژیکی می‌پردازد.
نام "xenobiology" از واژه یونانی xenos گرفته شده‌است که به معنی "غریبه، بیگانه" است. زنوبیولوژی نوعی زیست‌شناسی است که (هنوز) برای علم آشنا نیست و در طبیعت یافت نمی‌شود.[۱]
ترانسراپید یک قطار مونوریل با سرعت بالا توسعه یافته در آلمان است که از فناوری قطار مگلو در آن استفاده میشود. برنامه‌ریزی برای این سیستم از سال ۱۹۶۹ با تکمیل آزمایش (Emsland test facility) برای این سیستم در امسلاند، آلمان در سال ۱۹۸۷ به پایان رسید. در سال ۱۹۹۱ آمادگی فنی برای بهره‌برداری و استفاده توسط راه‌آهن دولتی فدرال آلمان (Deutsche Bundesbahn) با همکاری دانشگاه‌های سرشناس کشور تأیید شد.[۱]
نسخه آخر این مدل از قطار، مدل ترانسراپید ۰۹، با سرعت ۵۰۰ کیلومتر در ساعت طراحی شده و امکان شتاب و کاهش سرعت تقریبی ۱ متر بر ثانیه را دارد. در سال ۲۰۰۲، اولین اجرای تجاری به پایان رسید. قطار مگلو شانگهای، که شهر شانگهای را به فرودگاه بین‌المللی شانگهای پودنگ به فاصله ۳۰٫۵ کیلومتر را به هم متصل می‌کند. این سیستم توسط ترانسراپید اینترنشنال توسعه یافته و با سرمایه‌گذاری مشترک زیمنس و تیسن‌کروپ ساخته و به بازار ارائه گردید.
در سال ۲۰۰۷ ایران و یک شرکت آلمانی بر سر استفاده از قطارهای ماگلوف برای پیوند دادن شهرهای تهران و مشهد به توافق رسیدند. این توافق‌نامه در محل نمایشگاه بین‌المللی مشهد بین وزارت راه و ترابری ایران و شرکت آلمانی امضا شد. قطارهای مگلو می‌توانند زمان سفر را برای طی کردن ۹۰۰ کیلومتر بین تهران و مشهد به حدود ۲٫۵ ساعت کاهش دهند.[۲] مهندسین مشاور شرکت شلگل مستقر در مونیخ گفتند که آنها با وزارت حمل و نقل ایران و استاندار مشهد قرارداد را امضا کرده‌اند. سخنگوی شگل گفت: «این پروژه می‌تواند بین ۱۰ تا ۱۲ میلیارد یورو ارزش داشته باشد.»[۳]
آنگلا مرکل صدراعظم آلمان با ساخت طولانیترین خط آهن قطار سریع‌السیر جهان در ایران بشدت مخالفت کرد. مرکل در مخالفت با صدور و انتقال تکنولوژی به ایران گفت: «کمک آلمان برای ساخت این قطار در ایران غیرقابل قبول است. کمک به ساخت قطار ترانسراپید در کشوری که رئیس‌جمهور آن اعلام می‌کند قصد دارد اسرائیل را نابود کند، غیرقابل قبول است.»[۴]
ترانسراپید در شانگهای
نسخه ۰۵
نسخه ۰۶ در موزه بن آلمان
نسخه ۰۶
نسخه ۰۷ در فرودگاه مونیخ
در محاسبات کوانتومی، برتری کوانتومی توانایی بالقوه دستگاه‌ها برای حل مشکلاتی است که کامپیوترهای کلاسیک عملاً از انجام آن ناتوان هستند.
الگوریتم شر برای فاکتور سازی عدد صحیح، که در زمان چند جمله ای بر روی یک کامپیوتر کوانتومی اجرا میشود، چنین سرعت فوق‌العاده چند جمله ای را نسبت به بهترین الگوریتم کلاسیک شناخته شده فراهم می‌کند.[۱]
مانند فاکتورسازی عدد صحیح، اعتقاد بر این است که برای رایانه‌های کلاسیک بر اساس فرضیات پیچیدگی معقول، نمونه برداری از توزیع‌های خروجی مدارهای کوانتومی تصادفی سخت است. گوگل پیش از این اعلام کرده بود با برطرف کردن این مشکل با مجموعه ای از ۴۹ کوبیت ابررسانا، قبل از پایان سال ۲۰۱۷ برتری کوانتومی را نشان خواهد داد.[۲] با این حال، از اوایل ژانویه سال ۲۰۱۸، تنها اینتل چنین سخت‌افزاری را اعلام کرده‌است.[۳] در اکتبر سال ۲۰۱۷، IBM شبیه‌سازی ۵۶ کوبیت را روی یک ابر رایانه معمولی نشان داد و تعداد کیوبیت‌های مورد نیاز برای برتری کوانتومی را افزایش داد.[۴] در نوامبر سال ۲۰۱۸، گوگل با همکاری ناسا را اعلام کرد که "نتایج حاصل از مدارهای کوانتومی موجود در پردازنده‌های کوانتومی گوگل را تجزیه و تحلیل می‌کند.[۵][۶] در ۲۱ ژوئن ۲۰۱۹ دانشمند آمریکایی بیان کرد که بر طبق قانون Dowling-Neven، برتری کوانتومی ممکن است در سال ۲۰۱۹ اتفاق بیفتد.[۷] در تاریخ ۲۰ سپتامبر، رومه فایننشال تایمز گزارش داد که "گوگل ادعا می‌کند با یک آرایه ۵۴ کیوبیت به برتری کوانتومی رسیده‌است، از این تعداد ۵۳ عملکردی است که برای انجام یک سری عملیات در ۲۰۰ ثانیه استفاده میشود که برای یک ابررایانه حدود ۱۰٬۰۰۰ سال به طول خواهد انجامید.[۸][۹] در ۲۳ اکتبر، گوگل رسماً ادعاهای پیشین را تأیید کرد.[۱۰][۱۱]
سنتز ژن‌های مصنوعی یا سنتز ژن، که بعضاً با عنوان چاپ DNA [۱] شناخته میشود روشی در زیست‌شناسی مصنوعی است که برای ایجاد ژن‌های مصنوعی در آزمایشگاه استفاده میشود. بر اساس سنتز DNA فاز جامد، آنرا با کلونینگ مولکولی و واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) متفاوت می‌کند زیرا لازم نیست که توالی‌های DNA موجود را شروع کند؛ بنابراین، می‌توان یک مولکول DNA دو رشته کاملاً مصنوعی و بدون محدودیت ظاهری در توالی یا اندازه نوکلئوتید ایجاد کرد.
درباره این سایت