5فناوری برتر ایرانی در هفته گذشته

مشرق: در هفته گذشته محققان ایرانی توانستد دستاوردهای بسیار زیادی را کسب کنند که در ادامه به 5 پیشرفت مهم علمی اشاره می کنیم. تمامی این دستاوردها در سال حمایت از تولید ملی و با کوشش شبانه روزی دانشمندان کشور عزیزمان بدست آمده اند. پاياني بر اختلالات تلفن همراه و كاهش سرعت دانلود با دستاورد دو محقق ايراني دو محقق ايراني دانشگاه «پرديو» با همكاري يك تيم تحقيقاتي، دست به ساخت دستگاه‌هاي ريز مكانيكي زده‌‌اند كه مي‌تواند به تلفن‌هاي همراه در كاهش اختلالات از جمله قطعي تماس و نيز افزايش سرعت دانلود كمك كند. دستگاه‌هاي طراحي شده توسط سعيد محمدي و حسين پژوهي، براي تسهيل ازدحام در امواج رادیو و تلویزیون و ارتقاي عملكرد تلفن‌هاي همراه و ديگر دستگاه‌هاي قابل حمل طراحي شده‌اند. به گفته محققان، طيف راديويي كافي براي تمام دستگاه‌هاي دستي قابل حمل افراد وجود ندارد. از اين رو ازدحام بیش از حد ، منجر به قطع تماس، علائم اشغال خطوط، كاهش كيفيت تماس و دانلودهاي آهسته‌تر مي‌شود. براي مقابله با اين معضل، صنايع در تلاش جهت ساخت سيستم‌هايي است كه با شبكه‌هاي تعريف‌شده واضح‌تر عمل كرده و بتوان تعداد بيشتري از آنها را در پهناي باند موجود قرار داد. سعيد محمدي، دانشيار مهندسي برق و رايانه دانشگاه پرديو آمريكا اظهار كرد: براي اين كار به فيلترهاي دقيق‌تر بيشتر در تلفن‌هاي همراه و ديگر دستگاه‌هاي راديويي نياز است؛ سيستمهايي كه از بروز اختلال جلوگيري كرده و تنها به علائم نزديك به يك فركانس خاص اجازه عبور مي‌دهند. اين محققان موفق به ساخت دستگاه‌هايي موسوم به تشديد‌كننده‌هاي نانوالكترومكانيكي حاوي يك پرتو ريز سيليكوني شده‌اند كه در زمان اعمال ولتاژ مي‌لرزد. محققان نشان داده‌اند كه اين دستگاه‌هاي جديد با بازده 100 درصد ساخته شده‌اند، بدين معني كه تقريبا تمام دستگاه‌هاي ساخته شده با ويفرهاي سيليكوني به خوبي عمل مي‌كنند. به گفته اين مهندسان، اين فناوري جديد نيست، بلكه آنها از يك فرايند استفاده كرده‌اند كه تابع ساخت در مقياس بزرگ بوده و بر يكي بزرگترين موانع در استفاده تجاري گسترده از اين دستگاه‌ها غلبه كرده است. علاوه بر كاربرد در فيلترهاي تلفنهاي همراه آينده، از اين نانوتشديدكننده‌ها همچنين مي‌توان براي حسگرهاي شيميايي و زيستي پيشرفته در كاربري‌هاي پزشكي و دفاع داخلي و شايد به عنوان بخشي از رايانه‌ها و دستگاه‌هاي الكترونيك استفاده كرد. اين دستگاه‌ها با استفاده از سازه سيليكون در عايق(SOI) ساخته شده‌اند كه از اين شيوه همچنين در صنايع براي ساخت ديگر دستگاه‌هاي الكترونيكي استفاده مي‌شود. اين تشديدكننده‌ها را مي‌توان بصورت آماده در مدارها و سيستم‌هاي الكترونيكي ادغام كرد؛ چرا كه SOI با فناوري مكمل فلز اكسيد نيمه رسانا يا CMOS كه يكي ديگر از نقاط اتكاي ساخت دستگاه‌هاي الكتريكي مورد استفاده در توليد تراشه‌هاي رايانه‌اي بوده، سازگار است. گفته شده كه اين دستگاه جديد بسيار قابل تنظيم است كه به دانشمندان اجازه خواهد داد تا بر تناقضاتي كه در دستگاه‌هاي مقياس نانو بسيار شايع هستند، غلبه كنند. به گفته محمدي، يكي از بهترين مثالهاي كاربرد اين دستگاه، يك فيلتر قابل تنظيم است. وي اظهار كرد: ساخت يك فيلتر قابل تنظيم با ترانزيستورها، القا كننده‌ها و ديگر اجزاي الكترونيكي بسيار مشكل است اما يك تشديد كننده ساده نانومكانيكي مي‌تواند اين كار را با عملكرد بهتر و با نيروي بسيار كمتر انجام دهد. محمدي همچنين در ادامه گفت: از آن جا كه اين دستگاه‌ها كوچك بوده و بازدهي ساخت در حد صد در صد است، مي‌توانيم در صورت نياز ميليون‌ها از اين دستگاه را در يك تراشه كوچك قرار دهيم. درك چگونگي عملكرد اين دستگاه‌ها در محاسبات در حال حاضر بسيار زود است؛ اما از آن جا كه مي‌توان اين دستگاه‌هاي ريز مكانيكي را به سادگي ترانزيستورها ساخت، بايد بتوان آنها را با يكديگر و همچنين ترانزيستورها به منظور دستيابي به كاركردهاي خاص، سازگار و تركيب كرد. اين محققان اكنون در پي ثبت اختراع براي اين مفهوم هستند و نتايج اين پژوهش در مجله IEEE Transactions on Nanotechnology منتشر شده است. ساخت ربات جراحی که مجهز به حس لامسه است پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر نمونه ابزار رباتیکی مجهز به حس لامسه طراحی و پیاده سازی کردند که قادر به شناسایی شریانهای معیوب و یا دارای گرفتگی است. دکتر علی ابوئی مهریزی- مجری طرح با بیان اینکه در فاز اول این تحقیقات مطالعاتی در زمینه حس لامسه مصنوعی و روشهای یافتن شریان مخفی داخل بافت انجام شد، افزود: برای این منظور با مطالعات میدانی که در داخل اتاقهای عمل صورت گرفت، مشخص شد که در اتاقهای عمل معضل عدم توانایی حس لامسه طبیعی جراح در تشخیص گرفتگی شریان در اکثر عمل های جراحی باز عروق وجود دارد. وی ادامه داد: در حال حاضر اکثر جراحی های باز عروق به دلیل عدم تشخیص محدوده دقیق گرفتگی یک شریان به دلیل پوشانده شدن دستان جراح با یک یا دو دستکش جراحی، در سطح شریان برشهایی ایجاد می شود که این امر موجب خونریزی و طولانی شدن عمل می شود. ابوئی با بیان اینکه بر این اساس فاز دوم مطالعات آغاز شد، اظهار داشت: برای رفع این معضل نمونه ابزار رباتیکی مجهز به حس لامسه مصنوعی ساخته شد و بر روی نمونه های شبیه سازی شده شریان و بافت نرم تست شد. مجری طرح خاطرنشان کرد: با استفاده از این ابزار رباتیکی جراحی می توان محدوده گرفتگی را به صورت دقیق تشخیص داد و نیاز به برش در سطح شریان برای تشخیص گرفتگی به طور چشمگیری کاهش می یابد. وی تشخیص وجود شریان داخل بافت از طریق ثبت نمودار نبض، تشخیص میزان سفتی و نرمی بافتهای بدن و تشخیص وجود هرگونه ناهمگنی در یک بافت نرم مانند غده را از مزایای این ابزار نام برد. امكان مانیتورینگ كوره‌هاي پخت آجر با تلاش يكي از شركت‌هاي مبتكر فعال در عرصه توليد آجر امكان مانيتورينگ كوره‌هاي پخت آجر مهيا شد. کوره‌های هوفمان متداول‌ترین شکل کوره‌های پخت محصولات سرامیکی و سفالی در کشور هستند. این کوره‌ها از دو رشته تونل در کنار هم تشکیل می‌شوند که از ابتدا و انتها به هم متصل هستند. دود حاصل از سوختن و احتراق کوره توسط یک فن مکنده که در کنار کوره تعبیه شده است، تخلیه می‌شود و اين كوره‌ها از کناره‌ها دارای درهای متعدد برای چیدن آجر و یا بارگیری هستند و تامین سوخت لازم در آنها از بالا و توسط کوره سوز (آتش‌بان) انجام می‌شود. بزرگترين مشكل این کوره‌ها هدررفت انرژی بالا و نداشتن روش‌های کنترلی مناسب است و آتش‌بان با استفاده از تجربه و تنها با اتکا به نگاه چشمی آتش کوره را کنترل می‌کند. با هدف حل اين مشكل و افزايش دقت در توليد آجر و ديگر محصولات سراميكي كه منجر به ارتقاي كيفي اين محصولات مي‌شود، طرح مانيتورينگ كوره‌هاي پخت اجرايي شده و با اجرای این طرح عملا امکان کنترل مقدار حرارت و مصرف حامل‌های انرژی میسر‌ می‌شود و بوسیله آن می‌توان اطلاعات بسیار خوبی در رابطه با وضعیت کوره و نحوه پخت در آن پیدا کرد. ابداع دستگاه اسکن برای شناسایی محل اختفای مواد مخدر پژوهشگران کشور با استفاده از اشعه ایکس دستگاهی برای شناسایی مواد مخدر عرضه کردند که این دستگاه علاوه بر شناسایی محل اختفای مواد مخدر قادر به تشخیص نوع مواد مخدر نیز خواهد بود. الهام سنچولی- مجری طرح با اشاره به جزئیات این دستگاه افزود: این سیستم برای شناسایی و تشخیص انواع مواد مخدر طراحی و ساخته شده است. وی با بیان اینکه این دستگاه با استفاده از اشعه ایکس ماموریت های لازم را انجام می دهد، اظهار داشت: خودرو بر روی یک تسمه نقاله قرار می گیرد و در حین عبور از این تسمه توسط دستگاه عکسبرداری می شود. سنچولی با اشاره به نحوه تشخیص مواد مخدر این دستگاه توضیح داد: برای شناسایی انواع مواد مخدر از سوی دستگاه طراحی شده، مواد مخدر به دو دسته بو دار و بی بو طبقه بندی و برای دستگاه تعریف شد. مجری طرح ادامه داد: آن دسته از مواد مخدر که بو دار هستند با استفاده از سنسورها شناسایی می شوند و مواد مخدر بی بو به دلیل حساس بودن شناسایی آنها، با استفاده از طیف ها، فرکانسها و کد بندیهای خاصی قادر به شناسایی آن است. وی با بیان اینکه این دستگاه قادر به عکسبرداری از ماشین است، ادامه داد: زمانی که خودرو از روی تسمه نقاله عبور می کند با اسکن خودرو، تصویر آن بر روی مانیتور نمایش داده می شود از این رو می توان مواد جاسازی شده در هر نقطه از خودرو را شناسایی کند و به پلیس هشدار دهد. این محقق با تاکید بر اینکه این هشدار به صورت آژیر خواهد بود، افزود: این دستگاه علاوه بر شناسایی مواد مخدر قادر است محل اختفای مواد مخدر را نیز اعلام کند. سنچولی یادآور شد: از آنجایی که اشعه ایکس برای سلامت انسان مضر است سعی شد از مواد سربی استفاده شود. وی گفت: برای شناسایی مواد مخدر نیازی به راننده و سرنشینان خودرو نیست. گام مهم محقق ايراني در درمان اختلال عصب بينايي «ام‌اس» با پيوند سلول‌هاي iPS پژوهشگر ايراني با پيوند سلول‌هاي «اوليگودندروسيت» توليد شده از سلول‌هاي پرتوان القایی انسانی (iPS)، گامی مهم در درمان آسيب دِمیلینه شدن -اختلالی در سیستم اعصاب مرکزی که منجر به بيماري ام‌اس می‌شود - برداشت. عليرضا پويا، پژوهشگر پژوهشكده سلول‌هاي بنيادي پژوهشگاه رويان و برگزيده ايراني سيزدهمين جشنواره بين‌المللي تحقيقاتي رويان به تشريح جزئيات اين دستاورد پرداخت و تصريح كرد: تلاش او براي درمان ميلين كه بر اثر بيماري MS تخريب مي‌شود، در فاز حيواني موفقيت‌آميز بوده و اين موفقيت مي‌تواند گامي مهم براي كاهش و درمان عوارض MS باشد. اين پژوهشگر در توضيح نتايج طرح خود با عنوان «تمايز سلول‌هاي بنيادي القايي انساني به سلول‌هاي اوليگودندروسيت و پيوند به مدل موش صحرايي براي ترميم ميلين عصب بينايي» گفت: بيماري MS با تخريب غشاي ميلیني سيستم اعصاب مركزي در پيام‌رساني سيستم عصبي اختلال ايجاد مي‌كند و بسته به اين كه چه قسمت از مغز يا نخاع درگير شده باشد، عوارض مختلفي دارد. وي ادامه داد: پيش از اين تلاش‌هايي در حيطه‌هاي دارويي و پزشكي براي درمان و كاهش عوارض اين بيماري انجام شده بود، اما اين تلاش‌ها نتيجه درماني پایدار و قطعي نداشت. همين موضوع انگيزه اصلي من و همكارانم براي يافتن راه حلي از طريق سلول‌هاي بنيادي شد. پويا با اشاره به اين كه پيش از طرح او، سلول‌هاي اوليگودندروسيت (سلول‌هاي سازنده ميلين) با انواع ديگري از سلول‌هاي بنيادي مانند سلول‌هاي بنيادي جنيني انسان و موش ساخته شده بودند، خاطرنشان كرد: ما توانستيم سلول‌هاي اوليگودندروسيت را از سلول‌هاي بنيادي القايي انساني (iPS) توليد كنيم كه براي نخستين بار در دنيا انجام شد. وي توضيح داد: سلول‌هاي iPS را می توان از سلول‌هاي فيبروبلاست پوستي هر فرد توليد کرد كه در واقع مي‌تواند مشكلات رد پيوند را تا حدودي برطرف كند. اين سلول‌ها همچنين شباهت بسيار زيادي به سلول‌هاي بنيادي جنيني انساني دارند و مي‌توانند انواع سلول‌هاي بدن را توليد كنند. پويا درباره مشكلات استفاده از سلول‌هاي بنيادي جنيني در اين زمينه اظهار كرد: استفاده از اين سلول‌ها پاره‌اي مسائل اخلاقي را به همراه دارد؛ زيرا جنيني كه سلول‌ها از آن گرفته مي‌شود، ديگر قادر به ادامه‌ي حيات نيست؛ به همين دليل تنها مي‌توان از تعداد محدودي از سلول‌هاي جنين‌هاي توليدشده به روش IVF و يا جنين‌هاي سقط شده اهدايي استفاده كرد كه تعداد بسيار كمي دارند. محقق ايراني برگزيده سيزدهمين جشنواره بين‌المللي تحقيقاتي رويان همچنين گفت: ما در مقايسه سلول‌هاي اوليگودندروسيت توليد شده از سلول‌هاي بنيادي جنيني و اوليگودندروسيت توليد شده از iPS به اين نتيجه رسيديم كه اينها در الگوي بيان ژن‌ها و ماركرهاي پروتئيني شباهت‌هاي بسيار زيادي دارند و سلول‌هاي توليد شده از iPS قابل پيوند هستند. پژوهشگر پژوهشكده سلول‌هاي بنيادي پژوهشگاه رويان افزود: سلول‌هاي اوليگودندروسيت توليد شده را به موش‌هايي كه غشاي ميلين آنها را در كياسماي بينايي‌شان از بين برده بوديم، پيوند زديم و خوشبختانه ميلين سازي و عملكرد عصب بعد از پيوند نسبت به گروه پیوند نشده (كنترل) افزايش يافت. پويا درباره ورود اين آزمايش‌ها و روش‌هاي درمان به مرحله انساني، خاطرنشان كرد: تا ورود به آزمايش‌هاي انساني هنوز راه زيادي داريم چرا كه بايد ايمني اين سلول‌ها در به وجود نياوردن تومور ثابت شود. در بیشتر مواقع اين iPSها با ناقل‌هاي ويروسي توليد شده‌اند و ژن‌هايي كه به آنها منتقل شده‌ است توانايي تومورزايي دارند. وي همچنين گفت: علاوه بر اين پس از اتمام اين مرحله از طرح ما، گزارشی منتشر شد كه نشان مي‌داد سلول‌هاي iPS به طور كامل در پيوند ايمن نيستند و علي‌رغم اين كه از خود فرد توليد شده‌اند، مي‌توانند توسط بدن پس زده شوند كه اين مشكل نيز بايد پيش از شروع فاز انساني بررسي شود. وي با بيان اينكه سلول‌هاي اوليگودندروسيت بايد به حيوانات نزديك‌تر به انسان مانند ميمون‌ها نيز پيوند زده شود، افزود: كيفيت سلول‌هاي توليد شده نيز بسيار اهميت دارد، چرا كه توليد خالص اوليگودندروسيت‌ در محيط آزمايشگاهي چندان کار آسانی نيست. اين محقق ايراني همچنين به اهميت رساندن سلول‌هاي توليد شده به بافت مورد نظر اشاره و خاطرنشان كرد: ما بايد راهي براي رساندن اين سلول‌ها به بافت آسيب ديده بدون آسیب رساندن به بافت نخاع و مغز پيدا كنيم. اين پيوند نبايد به سيستم عصب مركزي آسيب برساند و جراحي ممكن است مشكلات افزون‌تري را پديد آورد.