این 9 فناوری زندگی ما را زیر و رو کرده و خواهند کرد

دستگاه جیبی سنجش گلوتن

سلیاک یکی از بیماری‌های دستگاه گوارشی است. این بیماری باعث می‌شود سیستم ایمنی بدن به دلیل مصرف پروتینی به نام گلوتن به پرزهای روده کوچک حمله ‌‌کند. به این شکل مواد غذایی جذب بدن بیمار نخواهند شد. گندم و جو دو ماده غذایی هستند که پروتیین گلوتن در آن‌ها وجود دارد. با این حال، بیماران نمی‌توانند تشخیص دهند کدامیک از مواد غذایی مورد استفاده آن‌ها حاوی گلوتن بوده و کدامیک از آن‌ها عاری از این ماده است. همین موضوع پژوهشگران را به فکر انداخت تا حس‌گر ویژه و قابل حملی به نام Nima را طراحی کنند. این دستگاه به بیماران سلیاک کمک می‌کند غذاهایی که برای آن‌ها مفید و سالم است را مصرف کنند. شیوه کار دستگاه فوق به این شکل است که مقداری از یک ماده غذایی یا مایعات درون محفظه اندازه‌گیری قرار می‌گیرد. در ادامه دستگاه از طریق آزمایش‌های آنتی بادی، مقدار و میزان گلوتنی که در ماده غذایی وجود دارد را شناسایی کرده و این موضوع را به بیمار اعلام می‌دارد. این فرآیند به طور معمول در مدت زمان دو دقیقه انجام می‌شود. جالب آن‌که دستگاه فوق به گونه‌ای تعبیه شده است که برای آزمایش غذهای مختلف، بیمار به سادگی مقداری از غذا را در محفظه مربوطه قرار داده و دستگاه در زمان کوتاهی نتیجه را ارائه می‌کند. زمانی که دستگاه اطلاعات را پردازش کرد، نتایج به دست آمده را برای اسمارت‌فون بیمار ارسال می‌کند.

دستگاه سنجش میزان قند خون

افرادی که به بیماری دیابت مبتلا هستند، باید به طور مداوم قند خون خود را بررسی کنند. تعدادی از این بیماران ممکن است شش یا در بعضی موارد ده مرتبه در طول یک روز مجبور شوند نوک انگشتان خود را سوراخ کرده و قند خون خود را آزمایش کنند. بدون شک تحمل چنین دردی به طور مستمر نه تنها دشوار است، بلکه زندگی طبیعی بیماران را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. اما پژوهشگران دانشکده مهندسی دانشگاه کاردیف موفق به ابداع ابزاری شده‌اند که به بیماران اجازه می‌دهد بدون نیاز به خون، میزان قند خون خود را اندازه‌گیری کنند. این سامانه جدید که FreeStyle Libre نام دارد قادر است درد حاصل از سوراخ کردن نوک انگشت را برای همیشه از میان بردارد. سازوکار ابزار فوق به این شکل است که یک حس‌گر گرد و کوچک در بالای بازوی بیمار قرار گرفته، یک رشته کوچک را زیرپوست بیمار وارد کرده و گلوکز موجود در خون بیمار را ارزیابی می‌کند. ابزار فوق که در اندازه یک گوشی هوشمند است به بیماران کمک می‌کند تا میزان قند خون خود را ارزیابی کنند. افرادی که از این سیستم استفاده کرده‌اند، موفق شده‌اند قند خون خود را در اغلب موارد 38 درصد پایین‌تر از سقف تعیین شده نگه دارند. در حال حاضر دو نسخه از ابزار FreeStyle Libre عرضه شده است. نسخه حرفه‌ای این دستگاه که مورد تایید FDA قرار گرفته، ویژه پزشکان طراحی شده است.

تبدیل امواج مغزی به امواج صوتی

پژوهشگران با اتکا بر فناوری (تشخیص خودکار کلام) ASR موفق شدند سیگنال‌های مغزی را به سیگنال‌های صوتی تبدیل کنند. این رابط مغز و کامپیوتر به ویژه به افرادی کمک خواهد کرد که به بیماری صرع مبتلا هستند. لازم به توضیح است که این فناوری مراحل اولیه خود را پشت سر گذاشته است، زمانی که این فناوری کامل شود به افرادی که قادر به تکلم نیستند، کمک خواهد کرد با دیگران صحبت کنند. افراد مبتلا به بیماری صرع به طور معمول در صحبت کردن با دیگران دچار مشکل می‌شوند. با توجه به این‌که در چند سال اخیر رابط مغز و کامپیوتر (BCI) پیشرفت‌های زیادی داشته است، اکنون این پرسش مطرح شده است آیا ابزار فوق این توانایی را دارد تا به این بیماران کمک کند؟ پژوهش انجام شده نشان می‌دهد دانشمندان موفق به رمزگشایی سیگنال‌های عصبی مغز شده‌اند.

ادغام اسکن عنبیه چشم در اسمارت‌فون‌ها به منظور انجام امور بانکی

مارینو لو، تحلیل‌گر موسسه ABI در ارتباط با فناوری اسکن عنبیه و تحولات آن در آینده گفته است: «اسکن عنبیه چشم یکی از مطمئن‌ترین راهکارها برای احراز هویت افراد است. پرچم‌داران سامسونگ، آی‌فون‌های اپل و بسیاری دیگر از گوشی‌های رده بالا به این فناوری تجهیز شده‌اند. مکانیزمی که به صاحب دستگاه اجازه می‌داد پرداخت‌های خود با استفاده از این گوشی هوشمند انجام دهد. با توجه به این‌که فناوری‌های احراز هویت بیومتریک همچون عنبیه چشم از تکنیک‌های تشخیص الگو خاصی استفاده می‌کنند، در نتیجه این پتانسیل را دارند تا در آینده مشکل پرداخت‌های اینترنتی را حل کنند.» این کارشناس امنیتی تخمین زده است که میزان فروش گوشی‌های هوشمند مجهز به اسکن عنبیه چشم تا سال 2021 به رقم 300 میلیون دستگاه خواهد رسید. در حال حاضر سامسونگ و بانک‌های Bank of America، Citibank، US Bank  در حال آزمایش فناوری Samsung Pass هستند تا به مالکان گوشی‌های گلکسی اس 8 اجازه دهند کارهای بانکی خود را بر پایه این فناوری انجام دهند.

امید تازه‌ای برای نابینایان

دانشمندان به دنبال طراحی چشم بیونیک که عملکرد آن متفاوت از سامانه‌هایی است که امروزه استفاده می‌شوند. در این فناوری یک دوربین روی دو فریم عینک قرار می‌گیرد و اطلاعات مورد نیاز برای مشاهده دنیای خارج را در اختیار مغز قرار می‌دهد. این فناوری متشکل از یک کاشتنی عنبیه و یک جزء پوشیدنی است. آرتور لووری استاد دانشگاه موناش در این‌باره گفته است: «در این فناوری شما حتی به کره چشم هم نیازی ندارید.» این کاشتنی از 11 کاشی کوچک که هر کدام به 43 الکترود متصل هستند و در مناطق خاصی از مغز که با اعصاب بینایی مرتبط است کاشته می‌شوند. زمانی‌که این مناطق تحریک می‌شوند، نوری همانند یک فلش را ایجاد خواهند کرد. هر الکترود توانایی ایجاد یک نقطه نورانی شبیه به یک پیکسل را خواهد داشت. در مجموع، کاشی‌ها در حدود 500 پیکسل را ایجاد خواهند کرد. این تعداد برای ساخت یک تصویر ساده مناسب است. اگر چه این فناوری از تفکیک‌پذیری بسیار پایین‌تری نسبت به چشم یک انسان معمولی که از 1 تا 2 میلیون پیکسل برای تولید یک تصویر استفاده می‌کند کمتر است، اما باز هم قدرت بازگرداندن دید در ارتباط با عناصر اصلی را دارد.

رابط مغز و کامپیوتر ویژه کنترل اشیا

پژوهشگران دانشگاه براون با مشارکت مهندسان شرکت Blackrock Microsystems موفق به ابداع راهکاری در زمینه طراحی رابط مغز و کامپیوتر شدند. این رابط به افراد اجازه می‌دهد تا دستورات موردنظر خود را به شیوه ذهنی برای گجت‌های اینترنت اشیا ارسال کنند. شرکت Blackrock Microsystems این رابط مغز و کامپیوتر را به طور کامل طراحی کرده و اکنون در انتظار آن است تا سازمان غذا و داروی ایالات متحده سالم و ایمن بودن این رابط BCI را تایید کند. زمانی که این سازمان تاییده نهایی را صادر کند، این ابزار روی تعدادی از داوطلبان مورد آزمایش قرار خواهد کرد و اگر همه چیز با موفقیت به پیش برود، ‌آن‌گاه نمونه تجاری این محصول روانه بازار خواهد شد. البته رابط فوق محدود به کنترل گجت‌های اینترنت اشیا نیست، این رابط مغز و کامپیوتر به افراد معلول و کم توان کمک می‌کند تا تلویزیون، کامپیوتر و ویلچر خود را با استفاده از این ابزار و تنها با اتکا بر نیروی مغز کنترل کنند.

LED‌هایی که در ساخت آن‌ها از پروتئین استفاده شده است

تیمی از پژوهشگران بین‌المللی موفق به تولید یک زیست‌ال‌ائی‌دی (BioLED) خاص شده‌اند. این تیم از پژوهشگران با استفاده از پروتئین‌های لومینسانس که به شکل لاستیک وجود دارد موفق شدند ابزار جدیدی را تولید کنند که قادر است نور سفید تولید کند. این نور سفید از ترکیب سه لایه متفاوت که نورهای‌ سبز، قرمز و آبی را تولید می‌کنند به وجود می‌آید. امروزه تولیدکنندگان از ترکیباتی همچون سریم و یوتریم به منظور تولیدLED  استفاده می‌کنند، اما مشکل روش فوق این است که اولا هزینه تولید بر مبنای این مواد اولیه گران تمام می‌شود و دوما LEDها در همان زمانی که مشغول نوردهی  هستند، رنگ نیز تولید می‌کند که این رنگ برای چشم مشکلاتی را به همراه می‌آورد. رابن دی کاستا سین از پژوهشگران دانشگاه ارلاگن نورنبرگ در این ارتباط گفته است: «ما موفق شدیم فناوری جدیدی را طراحی کنیم که به آن ابزار ترکیبی BioLED گفته می‌شود. در این سازوکار جدید موفق به ابداع راهکاری شدیم که به ما اجازه بسته‌بندی پروتئین‌ها در ساختار ماتریکس پلیمری را می‌دهد. ساختاری که در نهایت منجر به تولید نسل جدیدی از LEDها شد.»

خالکوبی ویژه‌ای که وضعیت جسمانی بیماران را ارزیابی می‌کند

اگر خالکوبی به شکل یک مدار خالکوبی موقت باشد آن‌گاه قادر است به پزشکان و انسان‌ها کمک فراوانی کند. در همین ارتباط گروهی از پژوهشگران موسسه Chaotic Moon موفق به طراحی مدار ویژه‌ای موسوم به Tech Tat شدند که از نوعی جوهر رسانا استفاده می‌کند. این مدار به شکل موقت روی پوست قرار می‌گیرد و بیماران پس از مدتی می‌توانند آن‌را از روی پوست خود بردارند. پژوهشگران موسسه فوق اعلام داشته‌اند که این خالکوبی تنها به منظور زیرنظر گرفتن وضعیت بیماران و کمک به پزشکان طراحی شده است. این خالکوبی به پزشکان کمک می‌کند بدون آن‌که مجبور باشند نواری را دور قفسه سینه بیمار بسته یا دستبند‌های کنترل ضربان قلب یا فشار خون را مورد استفاده قرار دهند تنها یک برد موقت را روی بازوی بیمار خالکوبی کنند. این برد به راحتی قادر است به شکل بی سیم با اسمارت‌فون بیمار ارتباط برقرار کرده و اطلاعات یاد شده را در اختیار بیمار قرار داده یا برای پزشک معالج او ارسال کند. پژوهشگران موسسه فوق گفته‌اند این برد به ویژه برای بیمارن مبتلا به سرطان که از روش‌های درمانی نظیر رادیو درمانی استفاده می‌کنند مفید هستند.

نانوماهی‌هایی که در بدن انسان داروها را آزاد می‌کنند و به سم زدایی بدن می‌پردازند

پژوهشگران نانو دانشگاه سن‌دیه‌گو کالیفرنیا موفق به طراحی شناگران هوشمندی شدند که قادر هستند دارو را در بدن انسان‌ها آزاد کرده و همچنین به سم‌زدایی سریع بدن بپردازند. آن‌ها با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی موفق شدند این ریز ربات‌های چند منظوره ماهی شکلی شدند که ریزماهی (microfish) نامیده شده و توانایی شنا کردن در مایعات را دارند، طراحی کنند. ماهی‌هایی که از منظر شیمیایی توسط پراکسید هیدروژن و نیروی مغناطیس کنترل می‌شوند. دانشمندان امیدوار هستند، این ربات‌های کوچک را به‌گونه‌ای آماده کنند که با ورود به درون بدن انسان توانایی هشداردهی را داشته باشند. این میکروماهی‌های سه بعدی نیروی محرکه خود را از فعل و انفعالات شیمیایی و نیروی مغناطیس به دست می‌آورند.  مکانیزم چاپ‌ سه بعدی به دانشمندان اجازه داد با افزودن ذرات نانو، اشکال مختلفی را به غیر از ماهی ایجاد کنند، در نتیجه می‌توان کارکردهای مختلفی را به آن‌ها اضافه کرد. برای آن‌که این ماهی‌ها انرژی حرکتی لازم را در اختیار داشته باشند، در دم این ماهی‌ها نانو ذرات پلاتنیومی تعبیه شده است که به پراکسید هیدروژن واکنش نشان داده و فعل و انفعال شیمیایی تولید می‌کند، این واکنش شیمیایی باعث می‌شود، نانوماهی‌ها همانند ماهی‌های واقعی در مایعات شنا کنند. مکانیزم نانوماهی‌ها به گونه‌ای است که توانایی هدف قرار دادن داروها را نیز دارند. این ویژگی هدف اصلی طراحی نانوماهی‌ها بوده است.