برچسب: علم و فناوری

  • مرورگر وب شما چقدر از شما می‌داند؟ راهکارهایی برای حفظ حریم خصوصی

    همه ما می‌دانیم که هنگام حضور در اینترنت، فعالیت‌هایمان ردیابی می‌شود. کافی است تنها پنج دقیقه به دنبال خرید مبلمان باغی یا هر محصول دیگری در اینترنت بگردید تا تبلیغات همان کالا برای هفته‌ها یا حتی ماه‌ها در وب‌سایت‌ها و شبکه‌های اجتماعی مختلف شما را دنبال کند.

    اما شاید بسیاری از کاربران هنوز از میزان واقعی اطلاعاتی که هر بار هنگام اتصال به اینترنت در اختیار وب‌سایت‌ها قرار می‌دهند، آگاه نباشند. واقعیت این است که به محض باز شدن یک صفحه، وب‌سایت‌ها و اپلیکیشن‌های تحت وب حجم قابل توجهی از اطلاعات مربوط به دستگاه، مرورگر وب و نحوه پیکربندی سیستم شما را دریافت می‌کنند؛ اطلاعاتی که حتی بدون ورود به حساب کاربری نیز می‌توانند برای شناسایی هویت دیجیتالی شما مورد استفاده قرار گیرند.

    وب‌سایت Since You Arrived دقیقا با همین هدف طراحی شده است؛ سایتی که پرده از این فرآیند برمی‌دارد و به شما نشان می‌دهد مرورگر وب چه اطلاعاتی را در همان لحظات ابتدایی ورود به یک وب‌سایت در اختیار آن قرار می‌دهد و این داده‌ها چه چیزهایی را درباره شما فاش می‌کنند. اگر حفظ حریم خصوصی آنلاین برایتان اهمیت دارد، حتما ارزش دارد که سری به این وب‌سایت بزنید.

    ببینید مرورگر وب شما چه اطلاعاتی ثبت می‌کند

    پس از ورود به وب‌سایت Since You Arrived با پنج بخش مختلف روبه‌رو خواهید شد که هرکدام اطلاعات متفاوتی درباره شما، دستگاهتان و نحوه اتصال شما به اینترنت نمایش می‌دهند.

    البته این موضوع به آن معنا نیست که تمام وب‌سایت‌هایی که روزانه از آن‌ها بازدید می‌کنید، همه این اطلاعات را ثبت می‌کنند؛ اما تمامی این داده‌ها در دسترس هستند و در صورت نیاز می‌توانند برای ایجاد یک شناسه منحصربه‌فرد از کاربر مورد استفاده قرار گیرند.

    این وب‌سایت اطلاعات را در قالب پنج بخش یا Volume ارائه می‌کند که مهم‌ترین قسمت آن برای علاقه‌مندان به حریم خصوصی، Volume IV است.

    در این بخش، مرورگر وب به‌تدریج تمام اطلاعاتی را که درباره شما می‌داند نمایش می‌دهد و با اسکرول کردن صفحه می‌توانید جزئیات بیشتری را مشاهده کنید. فهرست اطلاعات از موقعیت جغرافیایی تقریبی شما که توسط شرکت ارائه‌دهنده اینترنت (ISP) گزارش می‌شود آغاز شده و سپس نوع مرورگر وب، سیستم‌عامل و مشخصات نرم‌افزاری دستگاه را نمایش می‌دهد.

    در کنار این اطلاعات، نکات فنی جالبی نیز وجود دارد که شاید تاکنون به آن‌ها توجه نکرده باشید. برای مثال، آیا می‌دانستید دستگاه شما معمولا پیش از آنکه یک صفحه وب به طور کامل بارگذاری شود، منطقه زمانی (Time Zone) خود را در اختیار وب‌سایت قرار می‌دهد؟

    علاوه بر این، داده‌های دیگری نیز معمولا در همان ثانیه‌های ابتدایی منتقل می‌شوند؛ از جمله مدل پردازنده گرافیکی (GPU)، میزان شارژ باقی‌مانده باتری دستگاه، صفحه‌ای که پیش از ورود به سایت فعلی مشاهده کرده‌اید، مدت زمانی که در صفحه باقی می‌مانید و اطلاعات متعدد دیگری که شاید هرگز تصور نمی‌کردید در اختیار وب‌سایت‌ها قرار بگیرند.

    مرورگر وب

    بخش قابل توجهی از این اطلاعات بسیار دقیق و اختصاصی هستند. برای نمونه، این وب‌سایت درباره دستگاه نویسنده مقاله اعلام کرده است:

    “نمایشگر شما دارای وضوح ۱۴۷۰ در ۹۵۶ پیکسل است و محتوا با تراکم دو برابری (2x) رندر می‌شود؛ موضوعی که تقریبا با اطمینان نشان می‌دهد از یک نمایشگر مدرن و رده‌بالا استفاده می‌کنید. دستگاه شما تمام این اطلاعات را تنها در چند میلی‌ثانیه ابتدایی اتصال در اختیار وب‌سایت قرار داده است و هنگام بازدید از صفحات بعدی نیز همین روند دوباره تکرار خواهد شد.”

    سایر بخش‌های وب‌سایت هم دیدنی هستند

    علاوه بر Volume IV، سایر قسمت‌های وب‌سایت Since You Arrived نیز تجربه جالبی ارائه می‌کنند.

    Volume I مجموعه‌ای از آمارهای لحظه‌ای جهان را نمایش می‌دهد؛ از تعداد تولدها و مرگ‌ومیرها گرفته تا تعداد آهنگ‌هایی که در سرویس‌های استریم پخش شده‌اند، تعداد سوالاتی که از هوش مصنوعی پرسیده شده و حتی تعداد افرادی که در همان لحظه دست یکدیگر را گرفته‌اند. در Volume II اطلاعاتی درباره آخرین غروب خورشید در منطقه جغرافیایی شما نمایش داده می‌شود.

    Volume III نیز یکی از کشفیات علمی انجام‌شده در نزدیکی محل زندگی شما را معرفی می‌کند. برای نویسنده مقاله، نتیجه نمایش داده شده مربوط به گونه‌ای از تریلوبیت‌ها با نام Lotagnostus بوده است.

    در نهایت، Volume V دورترین نقطه کره زمین نسبت به موقعیت فعلی شما و همچنین سایر افرادی که همزمان در این وب‌سایت حضور دارند را محاسبه و نمایش می‌دهد.

    چگونه از حریم خصوصی خود محافظت کنیم؟

    وب‌سایت‌ها با ترکیب همین اطلاعات ظاهرا ساده می‌توانند تشخیص دهند که شما همان فردی هستید که از وب‌سایت‌های مختلف بازدید می‌کند؛ حتی اگر هیچ‌گاه نام خود را وارد نکرده باشید یا وارد هیچ حساب کاربری نشده باشید. این روش که با عنوان Browser Fingerprinting یا اثر انگشت مرورگر شناخته می‌شود، امروزه یکی از مهم‌ترین روش‌های شناسایی کاربران در فضای وب است.

    اگرچه متوقف کردن کامل این نوع جمع‌آوری اطلاعات تقریبا غیرممکن است، اما روش‌های مختلفی برای محدود کردن آن وجود دارد.

    یکی از مهم‌ترین پیشنهادها استفاده از سرویس‌های VPN است. شبکه خصوصی مجازی شما را به طور کامل در اینترنت ناشناس نمی‌کند، اما آدرس IP واقعی، موقعیت جغرافیایی و تا حد زیادی منطقه زمانی شما را از دید وب‌سایت‌ها پنهان می‌کند. علاوه بر این، VPN مزایای امنیتی دیگری نیز ارائه می‌دهد. البته اگر هدف اصلی مقابله با اثر انگشت مرورگر باشد، بهتر است موقعیت مجازی انتخاب‌شده را هر چند وقت یک‌بار تغییر دهید.

    مرورگر وب

    راهکار بعدی، انتخاب یک مرورگر وب مناسب‌تر است.

    برای مثال، Mozilla Firefox یکی از جدی‌ترین رویکردها را در زمینه مقابله با ردیابی کاربران دنبال می‌کند. این مرورگر وب از فناوری‌های داخلی ضد اثر انگشت مرورگر استفاده می‌کند که بخشی از اطلاعات را از دید وب‌سایت‌ها مخفی کرده و برخی داده‌ها را نیز به صورت تصادفی تغییر می‌دهد تا شناسایی کاربران دشوارتر شود.

    اگر حفظ حریم خصوصی برایتان در بالاترین اولویت قرار دارد، استفاده از Tor Browser گزینه مناسب‌تری خواهد بود.

    این مرورگر وب امکانات محافظتی بیشتری نسبت به فایرفاکس ارائه می‌دهد و اطلاعاتی که به وب‌سایت‌ها ارسال می‌شوند را تا حد امکان یکسان‌سازی یا مبهم می‌کند. علاوه بر این، اتصال اینترنتی شما از طریق چندین گره مختلف در شبکه Tor انجام می‌شود که هویت و موقعیت مکانی واقعی شما را بسیار بهتر از VPN مخفی می‌کند؛ هرچند این روش معمولا باعث کاهش سرعت اینترنت خواهد شد.

    استفاده از حالت Incognito یا مرور خصوصی مرورگر وب نیز می‌تواند تا حدی مفید باشد. این حالت باعث می‌شود اطلاعات کمتری روی دستگاه شما ذخیره شود و وب‌سایت‌ها نتوانند برخی داده‌های محلی را ثبت یا بازیابی کنند. البته نباید تصور کرد که حالت ناشناس، شما را کاملا غیرقابل ردیابی می‌کند؛ زیرا محدودیت‌های مشخصی دارد، اما در هر صورت نسبت به حالت عادی انتخاب بهتری محسوب می‌شود.

    نکته جالب اینکه مرورگر Tor اساسا نیازی به حالت Incognito ندارد، زیرا تقریبا تمام فعالیت‌های آن به صورت پیش‌فرض در محیطی مشابه مرور خصوصی انجام می‌شود.

    در نهایت، تنظیمات مربوط به حریم خصوصی در سرویس‌ها و پلتفرم‌های مختلف نیز می‌تواند نقش مهمی در کاهش میزان اطلاعات جمع‌آوری‌شده داشته باشد. برای مثال، کاربران گوگل می‌توانند شخصی‌سازی تبلیغات را غیرفعال کنند یا سابقه فعالیت خود را حذف کنند. اگرچه این اقدامات بیشتر به حفظ حریم خصوصی کلی حساب کاربری مربوط می‌شوند و تأثیر مستقیمی بر اطلاعاتی که مرورگر وب در همان لحظه ورود به یک وب‌سایت ارسال می‌کند ندارند، اما در مجموع می‌توانند ردپای دیجیتالی شما را تا حد زیادی کاهش دهند.

    در نهایت باید پذیرفت که هیچ راهکاری نمی‌تواند شما را به طور کامل از دید وب‌سایت‌ها پنهان کند، اما انتخاب یک مرورگر وب امن، استفاده از VPN، بهره‌گیری از مرورگر Tor در مواقع حساس و مدیریت صحیح تنظیمات حریم خصوصی، می‌تواند میزان اطلاعاتی را که هر روز ناخواسته در اختیار اینترنت قرار می‌دهید، به شکل قابل توجهی کاهش دهد.

  • پنجره هوشمند خودتأمین که بدون سیم‌کشی مصرف انرژی را کاهش می‌دهد

    مهندسان کره جنوبی از یک پنجره هوشمند خودتأمین رونمایی کرده‌اند که دو چالش بزرگ سیستم‌های کنترل اقلیم ساختمان را برطرف می‌کند: هزینه‌های بالا و مصرف زیاد انرژی.

    این فناوری توسط شرکت Blue Device، یک شرکت دانش‌بنیان وابسته به مؤسسه پیشرفته علم و فناوری کره جنوبی (KAIST)، توسعه یافته است. این دستاورد اخیراً در نمایشگاه CES 2026 موفق به دریافت جایزه نوآوری در بخش پایداری و گذار انرژی شده است.

    پنجره هوشمند بدون نیاز به برق و سیم‌کشی

    برخلاف فناوری‌های رایج شیشه‌های هوشمند که به منبع تغذیه خارجی، سیم‌کشی پیچیده و نگهداری مداوم نیاز دارند، این پنجره هوشمند به‌صورت کاملاً مستقل عمل می‌کند.

    راز این فناوری در یک مایع اختصاصی مبتنی بر نانوذرات نهفته است که در داخل شیشه قرار گرفته و آن را به یک سیستم خودکفا تبدیل می‌کند. ویژگی‌های هوشمند این شیشه در تمام طول عمر آن حفظ می‌شوند و نیازی به تعویض یا تعمیر دوره‌ای ندارند.

    این ویژگی باعث شده است که پنجره هوشمند جدید برای ساختمان‌های اداری مدرن، مجتمع‌های مسکونی و حتی مناطق دورافتاده فاقد دسترسی به شبکه برق گزینه‌ای ایده‌آل باشد.

    تأمین انرژی از نور خورشید و روشنایی محیط

    تا پیش از این، نصب شیشه‌های هوشمند معمولاً فرآیندی پیچیده و پرهزینه بود. فناوری‌هایی مانند Electrochromic و PDLC برای عملکرد به برق خارجی و زیرساخت‌های سیم‌کشی نیاز داشتند که هزینه نصب و نگهداری را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌داد.

    اما پنجره هوشمند جدید Blue Device با بهره‌گیری از پنل‌های خورشیدی یکپارچه و جذب نور محیط، انرژی موردنیاز خود را تأمین می‌کند.

    نکته جالب توجه این است که این سیستم حتی از نور مصنوعی داخل ساختمان نیز انرژی دریافت می‌کند. به همین دلیل، در روزهای ابری زمستان یا در مناطق شهری با نور مستقیم محدود نیز عملکرد خود را حفظ می‌کند.

    کاهش ۴۰ درصدی مصرف انرژی ساختمان

    به گفته توسعه‌دهندگان، این پنجره هوشمند می‌تواند مصرف انرژی ساختمان را تا ۴۰ درصد کاهش دهد و در عین حال هیچ‌گونه انتشار غیرمستقیم کربن نداشته باشد.

    طراحی بی‌سیم این فناوری نصب آن را در انواع ساختمان‌ها، از آسمان‌خراش‌ها گرفته تا پروژه‌های خارج از شبکه برق، بسیار آسان کرده است. همچنین استفاده از مایع نانوذره‌ای اختصاصی موجب شده هزینه‌های اولیه اجرای پروژه بیش از ۵۰ درصد کاهش یابد.

    برخلاف فیلم‌های هوشمند متداول که به مرور زمان پوسته‌پوسته شده یا کارایی خود را از دست می‌دهند، این ماده جدید برای دوام طولانی‌مدت طراحی شده و عملکرد خود را در طول عمر شیشه حفظ می‌کند.

    پنجره هوشمند

    راهکاری نوین برای ساختمان‌های سبز

    این پنجره هوشمند به‌عنوان یک فناوری «نصب و استفاده» (Plug-and-Play) می‌تواند نقش مهمی در توسعه ساختمان‌های سبز و کاهش ردپای کربنی زیرساخت‌های شهری ایفا کند.

    با حذف موانع مالی و اجرایی فناوری‌های سبز موجود، این راهکار امکان گسترش گسترده در شهرهای مختلف جهان را فراهم می‌کند و می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند.

    چرا پنجره‌ها اهمیت دارند؟

    بر اساس آمارهای جهانی، ساختمان‌ها نزدیک به ۴۰ درصد از کل مصرف انرژی جهان را به خود اختصاص می‌دهند؛ رقمی که از مصرف انرژی صنایع و بخش حمل‌ونقل نیز بیشتر است.

    یکی از مهم‌ترین عوامل اتلاف انرژی در ساختمان‌ها، پنجره‌ها هستند. انتقال گرما از طریق شیشه‌ها باعث می‌شود سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی انرژی بیشتری مصرف کنند. به همین دلیل، توسعه فناوری‌های مرتبط با پنجره هوشمند به یکی از اولویت‌های اصلی صنعت ساختمان تبدیل شده است.

    در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه کلرادو بولدر آمریکا نیز اخیراً عایق فوق‌نازک و شفافی به نام MOCHI توسعه داده‌اند که از انتقال حرارت از طریق پنجره‌ها جلوگیری می‌کند و بهره‌وری انرژی ساختمان را افزایش می‌دهد.

    آینده ساختمان‌های کم‌مصرف

    کارشناسان معتقدند امکان نصب سیستم‌های پیشرفته کنترل دما بدون نیاز به حتی یک پریز برق می‌تواند تحول بزرگی در معماری پایدار ایجاد کند. اگر این فناوری در مقیاس گسترده مورد استفاده قرار گیرد، پنجره هوشمند خودتأمین Blue Device می‌تواند به یکی از مهم‌ترین ابزارهای کاهش مصرف انرژی و مقابله با تغییرات اقلیمی در ساختمان‌های آینده تبدیل شود.

  • ۵ فناوری مهندسی پیشرو در سال ۲۰۲۵

    پیشرفت‌های اخیر در حوزه فناوری مهندسی نشان می‌دهد که نوآوری‌های امروزی تنها به بهبود عملکرد محدود نمی‌شوند، بلکه در حال بازتعریف شیوه ساخت، ذخیره انرژی، پردازش اطلاعات و حتی حمل‌ونقل هستند. از چوبی مستحکم‌تر از فولاد گرفته تا باتری‌های شنی و رایانش کوانتومی، سال ۲۰۲۵ شاهد ظهور فناوری‌هایی بوده است که می‌توانند صنایع مختلف را دگرگون کنند.

    ۱. سوپروود (Superwood)؛ چوبی قوی‌تر از فولاد و شش برابر سبک‌تر

    صنعت فولاد حدود ۸ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهان را به خود اختصاص می‌دهد. با این حال، به دلیل استحکام و قابلیت اطمینان بالا، جایگزینی برای آن به سادگی امکان‌پذیر نیست.

    «لیانگ‌بینگ هو»، پژوهشگر حوزه مواد، هنگام تحقیق روی نانوساختارها به ایده‌ای نوآورانه رسید. او دریافت که نانوالیاف موجود در سلول‌های چوب حدود ۱۰۰ برابر مقاوم‌تر از چوب معمولی هستند. این کشف سرآغاز توسعه ماده‌ای جدید به نام Superwood شد.

    در این فناوری مهندسی، لیگنین که نقش اتصال‌دهنده الیاف سلولزی را دارد، از طریق یک فرآیند شیمیایی حذف می‌شود. سپس چوب تحت فشار و حرارت قرار می‌گیرد و ضخامت آن تا حدود ۸۰ درصد کاهش می‌یابد. نتیجه این فرآیند، ماده‌ای بسیار متراکم و مستحکم است که از فولاد مقاوم‌تر و در عین حال شش برابر سبک‌تر است.

    شرکت InventWood که امتیاز این فناوری را در اختیار دارد، قصد دارد در آینده سوپروود را با قیمتی حدود نصف فولاد عرضه کند. علاوه بر این، این محصول می‌تواند از ضایعات چوبی و گونه‌های کم‌ارزش درختان تولید شود و نقش مهمی در کاهش انتشار کربن ایفا کند.

    ۲. باتری شنی؛ ذخیره‌سازی انرژی بدون آلودگی و خطر آتش‌سوزی

    یکی از چالش‌های انرژی‌های تجدیدپذیر، ذخیره‌سازی برق تولیدشده در زمان وزش باد یا تابش خورشید است. باتری‌های متداول به فلزاتی مانند لیتیوم و کبالت وابسته‌اند که استخراج آن‌ها پیامدهای زیست‌محیطی قابل‌توجهی دارد.

    شرکت فنلاندی Polar Night Energy راهکاری متفاوت ارائه کرده است. این شرکت با استفاده از سنگ صابون خردشده، که محصول جانبی یک کارخانه تولید شومینه است، بزرگ‌ترین باتری شنی جهان را ساخته است.

    این سیستم به جای ذخیره برق، گرما را در یک مخزن فولادی عایق‌بندی‌شده ذخیره می‌کند. برق اضافی شبکه برای گرم کردن شن‌ها به کار می‌رود و سپس این گرما برای تولید بخار، گرمایش ساختمان‌ها یا تأمین آب گرم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

    مزیت مهم این فناوری مهندسی آن است که شن در طول زمان فرسوده نمی‌شود، عمر مفید سیستم به حدود ۳۰ سال می‌رسد و برخلاف باتری‌های لیتیوم-یونی، هیچ خطر آتش‌سوزی ندارد. این سامانه قادر است تا ۱۰۰ مگاوات ساعت انرژی را برای ماه‌ها ذخیره کند.

    فناوری مهندسی

    ۳. تراشه کوانتومی Willow؛ گامی بزرگ به سوی رایانش کوانتومی عملی

    تصحیح خطا یکی از بزرگ‌ترین موانع توسعه رایانه‌های کوانتومی است. کیوبیت‌ها که واحدهای پردازش در این سیستم‌ها هستند، به شدت نسبت به تغییرات محیطی حساس‌اند و خطاهای کوچک می‌توانند عملکرد آن‌ها را مختل کنند.

    گوگل با معرفی تراشه Willow به دستاوردی مهم در حوزه فناوری مهندسی و رایانش کوانتومی دست یافته است. این تراشه ۱۰۵ کیوبیتی توانسته برخلاف انتظار، با افزایش تعداد کیوبیت‌ها میزان خطا را کاهش دهد.

    مهندسان گوگل با قرار دادن کیوبیت‌های داده در کنار کیوبیت‌های ویژه تصحیح خطا، موفق شدند نرخ خطا را در آرایه‌های بزرگ‌تر کمتر از آرایه‌های کوچک‌تر کنند. این موفقیت، یکی از مهم‌ترین گام‌ها در مسیر ساخت رایانه‌های کوانتومی کاربردی به شمار می‌رود.

    گوگل اعلام کرده است که Willow یک آزمون محاسباتی را تنها در پنج دقیقه انجام داده؛ کاری که برای یک ابررایانه کلاسیک به زمانی بسیار بیشتر از عمر فعلی جهان نیاز داشت.

    ۴. هتل Populus؛ نماد معماری پایدار و الهام‌گرفته از طبیعت

    هتل Populus نمونه‌ای برجسته از کاربرد فناوری مهندسی در صنعت ساختمان است. طراحی نمای این ساختمان از درختان سپیدار الهام گرفته و شکل پنجره‌ها به کاهش جذب گرمای خورشید در فصل تابستان کمک می‌کند.

    در ساخت این هتل، استفاده گسترده از چوب موجب کاهش مصرف بتن شده است. همچنین از بتن کم‌کربن حاوی خاکستر بادی استفاده شده که انتشار کربن را حدود ۳۰ درصد کاهش داده است.

    این مجموعه دارای سیستم تبدیل پسماند غذایی به کمپوست است و پارکینگ اختصاصی نیز ندارد تا وابستگی به خودروهای شخصی کاهش یابد. توسعه‌دهندگان پروژه برای جبران ردپای کربنی ساخت و بهره‌برداری از هتل، اقدام به کاشت ده‌ها هزار درخت و خرید اعتبار انرژی بادی کرده‌اند.

    هتل Populus نشان می‌دهد که فناوری مهندسی می‌تواند نقش مهمی در ایجاد ساختمان‌های سازگار با محیط زیست و کاهش اثرات تغییرات اقلیمی داشته باشد.

    فناوری مهندسی

    ۵. Delivery Zip؛ تحویل هوایی کالا با پهپادهای خودران

    تحویل کالا توسط پهپاد در مناطق شهری سال‌ها به عنوان یک ایده علمی-تخیلی مطرح بود، اما شرکت Zipline این ایده را به واقعیت تبدیل کرده است.

    در این سیستم، یک پهپاد پنج‌ملخه کالای سفارش داده‌شده را از فروشگاه‌هایی مانند والمارت یا چیپوتله دریافت می‌کند. سپس محموله از طریق یک جعبه هوشمند موسوم به Delivery Zip به محل مشتری منتقل شده و با کابل به آرامی روی زمین قرار می‌گیرد.

    این شرکت تاکنون بیش از ۱.۸۵ میلیون مأموریت تحویل انجام داده و بیش از ۱۲۰ میلیون مایل پرواز داشته است، بدون آنکه حادثه جدی ثبت شود.

    فعالیت Zipline ابتدا در رواندا و برای انتقال خون و دارو به مناطق دورافتاده آغاز شد. نتایج این پروژه بسیار چشمگیر بود و موجب کاهش قابل‌توجه مرگ‌ومیر ناشی از خونریزی پس از زایمان شد. اکنون این فناوری مهندسی در حال گسترش به حوزه خرده‌فروشی و تحویل غذا در شهرهای مختلف آمریکا است.

    جمع‌بندی

    سال ۲۰۲۵ نقطه عطفی برای فناوری مهندسی محسوب می‌شود. از مواد ساختمانی انقلابی و سامانه‌های ذخیره انرژی پایدار گرفته تا رایانش کوانتومی و حمل‌ونقل هوشمند، این نوآوری‌ها نشان می‌دهند که مهندسان در حال ارائه راه‌حل‌هایی هستند که می‌توانند همزمان بهره‌وری، پایداری و کیفیت زندگی را بهبود بخشند. بسیاری از این فناوری‌ها هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارند، اما پتانسیل آن‌ها برای تغییر صنایع و شکل دادن به آینده غیرقابل انکار است.

  • ۷ کشف شگفت‌انگیز سال ۲۰۲۵ که علم، انرژی و درک ما از واقعیت را متحول کرد

    کشف علمی به ندرت در یک لحظه‌ی واحد و دراماتیک حاصل می‌شود. این کشف معمولاً از طریق آزمایش‌های دقیق، معادلات اصلاح‌شده، مشاهدات میدانی غیرمنتظره و سال‌ها پیشرفت تدریجی پدیدار می‌شود. در سال ۲۰۲۵، این همگرایی به ویژه قابل مشاهده شد. در سراسر فیزیک، تحقیقات انرژی، علوم مواد، زیست‌شناسی و باستان‌شناسی، محققان یافته‌هایی را گزارش کردند که فرضیات دیرینه را تغییر شکل داد، از اینکه چقدر به قدرت همجوشی نزدیک هستیم تا اینکه آیا خود واقعیت می‌تواند شبیه‌سازی شود.

    برخی از این اکتشافات، مسائل مربوط به قرن‌ها پیش را حل کردند. برخی دیگر گونه‌هایی را که گمان می‌رفت در زمان گم شده‌اند، احیا کردند یا جوامع پیچیده‌ای را آشکار ساختند که قدیمی‌تر از تاریخ مکتوب هستند. این اکتشافات در کنار هم، تصویری اجمالی از چگونگی تکامل مداوم درک بشر در هر مقیاسی ارائه می‌دهند. در اینجا هفت کشف از سال ۲۰۲۵ ارائه شده است که نه به خاطر ظاهرشان، بلکه به دلیل عمق بینشی که به درک ما از جهان می‌افزایند، برجسته هستند.

    ۱. ریاضیات ثابت می‌کند که جهان یک شبیه‌سازی نیست

    یکی از بحث‌برانگیزترین ایده‌های زمان ما، مبنی بر اینکه واقعیت می‌تواند یک شبیه‌سازی کامپیوتری باشد، در سال ۲۰۲۵ با ضربه جدی مواجه شد. امسال، فیزیکدانان و ریاضیدانان نشان دادند که حتی شبیه‌سازی یک سیستم کوانتومی نسبتاً کوچک، مانند چند صد الکترون در حال تعامل، به منابع محاسباتی بزرگتر از خود جهان شناخته شده نیاز دارد.

    مشکل اصلی، مقیاس است. پیچیدگی محاسباتی سیستم‌های کوانتومی به صورت تصاعدی رشد می‌کند، نه خطی، به این معنی که قدرت پردازش مورد نیاز به سرعت تحت قوانین شناخته شده از نظر فیزیکی غیرممکن می‌شود.

    این مطالعه استدلال می‌کند که یک شبیه‌سازی «به سبک ماتریسی» محدودیت‌های اساسی فیزیک، به ویژه محدودیت‌های مربوط به انرژی، ذخیره‌سازی اطلاعات و محاسبات را نقض می‌کند. به عبارت ساده، هیچ کامپیوتری به اندازه جهان نمی‌تواند در جهانی که شبیه‌سازی می‌کند، وجود داشته باشد.

    در حالی که این کار آزمایش‌های فکری فلسفی را رد نمی‌کند، اما استدلال ریاضی دقیقی علیه شبیه‌سازی‌های فیزیکی قابل تحقق از واقعیت ارائه می‌دهد. این یافته‌ها بر فیزیک، علوم کامپیوتر و فلسفه تأثیر می‌گذارند و یک ایده نظری را در محدودیت‌های سخت و طبیعی بنا می‌کنند.

    ۲. یک روش تک مرحله‌ای، پلاستیک را با راندمان ۹۵٪ به سوخت تبدیل می‌کند

    یک تیم تحقیقاتی مشترک ایالات متحده و چین با توسعه یک فرآیند تک مرحله‌ای که پلاستیک‌های رایج را مستقیماً به سوخت مایع با راندمان تا ۹۵٪ تبدیل می‌کند، از یک پیشرفت بزرگ در بازیافت شیمیایی رونمایی کردند. این روش، پلی‌اولفین‌ها، پلاستیک‌هایی که به طور گسترده در بسته‌بندی و کالاهای مصرفی استفاده می‌شوند را هدف قرار می‌دهد و از مراحل چند مرحله‌ای و انرژی‌بر که مدت‌هاست تلاش‌های بازیافت پلاستیک را مختل کرده‌اند، اجتناب می‌کند.

    برخلاف رویکردهای سنتی که به دمای بالا نیاز دارند و خروجی‌های متناقضی تولید می‌کنند، این فرآیند کاتالیزوری «یک مرحله‌ای» در شرایط نسبتاً ملایم عمل می‌کند و محصولات سوختی با کیفیت بالا تولید می‌کند.

    محققان می‌گویند که این روش می‌تواند ضایعات پلاستیکی را به طور قابل توجهی کاهش دهد و در عین حال یک خروجی انرژی پایدار ایجاد کند و به طور همزمان به دو چالش جهانی بپردازد. اگرچه استقرار در مقیاس بزرگ به عوامل اقتصادی و زیرساختی بستگی دارد، اما خودِ شیمیِ آن جهشی رو به جلو را نشان می‌دهد. این نشان می‌دهد که زباله‌های پلاستیکی نیازی به بازیافت مجدد یا دفن شدن ندارند. می‌توان آن‌ها را با حداقل پردازش به یک منبع قابل استفاده تبدیل کرد.

    کشف

    ۳. «اهرام» ۵۵۰۰ ساله لهستان، تدفین‌های نخبگان نوسنگی را آشکار می‌کنند

    باستان‌شناسان در لهستان دو مقبره عظیم پنهان در سازه‌های مگالیتیک را که اغلب به عنوان «اهرام لهستانی» شناخته می‌شوند، کشف کردند که قدمت آنها تقریباً به ۵۵۰۰ سال پیش برمی‌گردد. این بناهای ذوزنقه‌ای کشیده که توسط فرهنگ فانل‌بیکر ساخته شده‌اند، قدمتی پیش از اهرام مصر دارند و در میان بزرگترین سازه‌های ماقبل تاریخ یافت شده در منطقه قرار دارند.

    این کشف به ویژه نادر است. از دهه ۱۹۳۰ تنها دو مقبره مشابه در لهستان شناسایی شده بود که این موارد را به سومین و چهارمین نمونه شناخته شده در تقریباً یک قرن تبدیل می‌کند. محققان معتقدند که این سازه‌ها به عنوان مکان‌های تدفین نخبگان برای رهبران، کاهنان یا شمن‌ها استفاده می‌شدند و فرضیات قبلی مبنی بر برابری کامل جوامع فانل‌بیکر را به چالش می‌کشند. این بناها که با استفاده از سنگ‌هایی به وزن تا ۱۰ تن ساخته شده و در جهت‌های اصلی قرار گرفته‌اند، نشان‌دهنده برنامه‌ریزی فضایی پیشرفته و دانش احتمالی نجومی هستند.

    ۴. یک پستاندار «فسیل زنده» پس از بیش از ۶۰ سال دوباره زنده شد

    در کوه‌های دورافتاده سیکلوپس اندونزی، محققان بقای اکیدنای منقار بلند آتنبورو، پستانداری تخم‌گذار که بیش از شش دهه از نظر علمی ناپدید شده بود، را تأیید کردند. دانشمندان با استفاده از دوربین‌های تله‌ای، تصاویر قطعی از این گونه گریزان، یکی از تنها پنج تک‌سوراخی شناخته شده، ثبت کردند.

    اکیدنا اغلب به عنوان «فسیل زنده» توصیف می‌شود زیرا ویژگی‌های تکاملی باستانی را حفظ کرده است، ترکیبی از تخم‌گذاری خزندگان مانند با ویژگی‌های پستانداران مانند خز و تولید شیر. کشف مجدد آن در جانورشناسی مدرن، که در آن اکثر پستانداران بزرگ خشکی‌زی از قبل به خوبی مستند شده‌اند، فوق‌العاده است.

    این یافته تأیید می‌کند که این گونه علیرغم از دست دادن زیستگاه و فشار انسان، دوام آورده است، اگرچه همچنان در معرض خطر جدی قرار دارد. فراتر از پیامدهای حفاظتی، این کشف مجدد فرصتی نادر برای مطالعه تکامل اولیه پستانداران و مسیرهای بیولوژیکی که پستانداران مدرن را شکل داده‌اند، فراهم می‌کند.

    ۵. بزرگترین استلاراتور جهان با هلیوم-۳ به یک نقطه عطف همجوشی دست یافت

    دانشمندانی که استلاراتور وندلشتاین ۷-X را در آلمان اداره می‌کنند، در سال ۲۰۲۵ با تولید یون‌های هلیوم-۳ پرانرژی برای اولین بار به یک نقطه عطف بزرگ همجوشی رسیدند. محققان با استفاده از گرمایش رزونانس سیکلوترون یونی، رفتار «ذرات آلفا» را که برای حفظ دماهای شدید مورد نیاز برای واکنش‌های همجوشی مداوم ضروری هستند، با موفقیت شبیه‌سازی کردند.

    استلاراتورها با توکامک‌ها متفاوت هستند، زیرا از میدان‌های مغناطیسی پیچ خورده برای تثبیت پلاسما بدون تکیه بر جریان‌های داخلی بزرگ استفاده می‌کنند و به طور بالقوه عملکرد طولانی مدت پایدارتری را ارائه می‌دهند. پیشرفت هلیوم-۳ به دانشمندان کمک می‌کند تا درک کنند که ذرات پرانرژی در پلاسماهای همجوشی چگونه رفتار می‌کنند و چگونه از اتلاف انرژی که می‌تواند واکنش‌ها را خاموش کند، جلوگیری کنند.

    فراتر از قدرت همجوشی، همین فرآیندهای رزونانس ممکن است ابرهای ذرات غنی از هلیوم مرموز مشاهده شده در خورشید را توضیح دهند. این دستاورد گامی مهم به سوی انرژی همجوشی پایدار و کم اتلاف است و درک ما را از فیزیک پلاسما هم در زمین و هم در فضا عمیق‌تر می‌کند.

    کشف

    ۶. یک پلیمر جدید، قوی‌ترین زره مهندسی‌شده تاکنون را تشکیل می‌دهد

    دانشمندان آمریکایی با درهم‌تنیدگی مولکول‌ها در ساختاری شبیه زره زنجیر، ماده پلیمری جدیدی با چگالی بی‌سابقه‌ای از پیوندهای مکانیکی، حدود ۱۰۰ تریلیون در هر سانتی‌متر مربع، ایجاد کردند. برخلاف مواد سنتی که عمدتاً به پیوندهای شیمیایی متکی هستند، این طرح از اتصالات مکانیکی درهم‌تنیده استفاده می‌کند که نیرو را در سراسر ساختار توزیع می‌کنند.

    نتیجه، ماده‌ای است که هم سبک و هم فوق‌العاده مقاوم در برابر تغییر شکل است و قادر به پراکندگی انرژی جنبشی عظیم است. محققان معتقدند که این ماده می‌تواند از مواد زرهی موجود بهتر عمل کند و در عین حال انعطاف‌پذیر و نازک باقی بماند.

    فراتر از کاربردهای دفاعی، این پلیمر می‌تواند بر مهندسی هوافضا، تجهیزات حفاظتی و مواد سازه‌ای که نسبت استحکام به وزن در آنها بسیار مهم است، تأثیر بگذارد. این کشف نشان‌دهنده پیشرفتی اساسی در علم مواد است و نشان می‌دهد که چگونه معماری مولکولی، نه فقط ترکیب، می‌تواند محدودیت‌های عملکرد فیزیکی را از نو تعریف کند.

    ۷. یک مسئله ریاضی صد ساله، کارایی توربین بادی را آشکار می‌کند

    یک دانشجوی کارشناسی ارشد در ایالات متحده، یک مسئله آیرودینامیک ۱۰۰ ساله را که ابتدا توسط دانشمند بریتانیایی هرمان گلاورت مطرح شده بود، دوباره بررسی کرد و یک راه حل ریاضی از دست رفته را توسعه داد که نحوه مدل‌سازی عملکرد توربین بادی را بهبود می‌بخشد. این تحقیق با اعمال حساب تغییرات، محدودیت‌های چارچوب اصلی گلاورت را که صرفاً بر حداکثر توان خروجی متمرکز بود و نیروهای ساختاری وارد بر پره‌های توربین را نادیده می‌گرفت، برطرف کرد.

    مدل جدید، گشتاورهای خمشی و بارهای رانشی را در نظر می‌گیرد و پیش‌بینی‌های دقیق‌تری از رفتار توربین در دنیای واقعی را ممکن می‌سازد. حتی افزایش اندک در راندمان، حدود ۱٪، می‌تواند به افزایش قابل توجه در خروجی انرژی در مقیاس بزرگ تبدیل شود و به طور بالقوه کل محله‌ها را بدون تغییر سخت‌افزار توربین تغذیه کند.

    این کار در مجله علوم انرژی باد منتشر شده است و انتظار می‌رود بر طراحی توربین و آموزش مهندسی آینده تأثیر بگذارد. این یادآوری است که بررسی مجدد ریاضیات بنیادی هنوز هم می‌تواند پیشرفت‌های معناداری را در انرژی تجدیدپذیر مدرن ایجاد کند.

  • استارتاپ هلندی رحم مصنوعی برای نجات نوزادان نارس توسعه می‌دهد

    یک استارتاپ هلندی به نام Aqua Womb، در حال بررسی پتانسیل ساخت یک سیستم پشتیبانی حیات شبیه رحم برای نوزادان بسیار نارس است. هدف، پیشبرد مراقبت از نوزادان نارس از طریق توسعه یک رحم مصنوعی در سطح بالینی است که به عنوان انکوباتور پر از مایع نیز شناخته می‌شود.

    نوزادانی که بین ۲۲ تا ۲۴ هفته متولد می‌شوند، با خطرات بزرگی روبرو هستند. آنها در حال حاضر شانس کمی برای زنده ماندن و احتمال بالایی برای ابتلا به مشکلات سلامتی مانند بیماری مزمن ریه و آسیب عصبی دارند.

    در ایالات متحده، سالانه هزاران نوزاد در بازه زمانی ۲۲ تا ۲۴ هفته متولد می‌شوند. زایمان زودرس دومین علت اصلی مرگ نوزادان در این کشور است. یکی از دلایل اصلی ناتوانی نوزادان نارس در ادامه زندگی این است که ریه‌های آنها برای تنفس هوا بسیار نابالغ است.

    دستگاه‌های تهویه مکانیکی فعلی می‌توانند به ریه‌های شکننده و توسعه نیافته آسیب برسانند. این سیستم مصنوعی به گونه‌ای طراحی شده است که یک محیط امن و مداوم را برای سرپناه فراهم کند و نوزاد را از قرار گرفتن زودهنگام در معرض هوا محافظت کند.

    این می‌تواند به نوزاد اجازه دهد بدون تماس با هوا شناور بماند، رشد کند و بالغ شود.

    رحم جدیدی خارج از بدن مادر

    جالب اینجاست که این دستگاه جدید می‌تواند به نوزادان نارس اجازه دهد تا در محیط رحم مصنوعی به رشد خود ادامه دهند تا ریه‌هایشان به اندازه کافی بالغ شوند و بتوانند کار کنند.

    گاردین گزارش داد که این سیستم از یک مخزن شیشه‌ای پر از مایع آمنیوتیک مصنوعی در دمای نزدیک به بدن استفاده می‌کند. این دستگاه با یک لایه سیلیکونی بیرونی محکم طراحی شده است که در مقابل لگدهای نوزاد مقاومت می‌کند و در نتیجه به عضلات آنها کمک می‌کند تا کشیده و قوی شوند.

    یک رحم مصنوعی به نوزاد اجازه می‌دهد تا از طریق سزارین مستقیماً به یک کیسه پر از مایع منتقل شود و به یک جفت مصنوعی متصل شود. سپس پزشکان به سرعت بند ناف را به سیستم پشتیبانی حیات خارجی یا جفت مصنوعی متصل می‌کنند.

    جفت مصنوعی، تقریباً به اندازه مشت انسان، به عنوان مرکز اصلی پشتیبانی حیات عمل می‌کند و عملکردهای تبادل جفت بیولوژیکی را تقلید می‌کند.

    رحم مصنوعی

    این دستگاه با دو نوع لوله مخصوص مهندسی شده است: کاتترهای بسیار ظریف برای استخراج آرام دی اکسید کربن و مواد زائد متابولیک از جریان خون نوزاد استفاده می‌شوند، در حالی که کانول‌های قوی‌تر به طور همزمان اکسیژن و مواد مغذی لازم را به خون تزریق می‌کنند.

    این اتصال مجدد پیچیده و پرمخاطره، گردش خون و پایداری مداوم را تضمین می‌کند و به نوزاد نارس زمان گرانبهای مورد نیاز برای بالغ شدن اندام‌های داخلی بدون استرس مضر تنفس هوا را می‌دهد.

    تاییدیه آزمایش‌های بالینی برای رحم مصنوعی

    برای والدینی که از ویرانی ناشی از نارس بودن شدید رنج برده‌اند، این فناوری نشان دهنده یک معجزه مدت‌ها مورد انتظار برای دادن زمان بیشتر به نوزادان در رحم است. در صورت موفقیت، این فناوری می‌تواند نوزادان آسیب‌پذیرتر را نجات دهد و آنها را از عوارض مزمن در امان نگه دارد.

    یک مادر که فرزند ۲۲ هفته‌ای خود را از دست داده بود، گفت که برای دسترسی به این دستگاه «هر چیزی را امضا می‌کرد». با این حال، این فناوری به این زودی‌ها از راه نمی‌رسد و با سوالات عمیقی همراه است. نهادهای نظارتی سلامت ایالات متحده به طور فعال در این امر دخیل هستند.

    طبق گزارش‌ها، سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) به طور فعال در حال بررسی داده‌ها و بررسی این است که آیا اولین آزمایش‌های بالینی را تأیید کند یا خیر. در سپتامبر 2023، FDA یک کمیته مشورتی برای بررسی آزمایش‌ها تشکیل داد.

    فراتر از موانع فنی، کارشناسان هشدار می‌دهند که رحم مصنوعی مرز اخلاقی جدیدی ایجاد می‌کند. الیزابت کلوئی رومانیس، محقق حقوق پزشکی در دانشگاه دورهام، گفت: “این نوع دستگاه مرحله جدیدی از رشد انسان را ایجاد می‌کند، چیزی که قبلاً هرگز مجبور به توصیف یا تنظیم آن نبوده‌ایم.”

    این فناوری هنوز آماده نیست، اما جهان منتظر این معجزه بالقوه است. AquaWomb هنوز زمان شروع آزمایش‌های انسانی را فاش نکرده است.

  • پوشش ضدآب طبیعی با قارچ؛ جایگزینی نوآورانه برای پلاستیک‌های یکبارمصرف

    پژوهشگران دانشگاه مین آمریکا در مطالعه‌ای تازه، از تولید یک پوشش طبیعی و ضدآب خبر داده‌اند که می‌تواند جایگزین سلفون‌های پلاستیکی یکبارمصرف و روکش‌های مصنوعی لیوان‌های کاغذی شود. این دستاورد بر پایه قارچ و الیاف چوبی فرآوری‌شده شکل گرفته و هدف اصلی آن کاهش وابستگی به پلاستیک‌های رایج در صنایع بسته‌بندی و خدمات غذایی است.

    امروزه حجم عظیمی از زباله‌های پلاستیکی ناشی از بسته‌بندی مواد غذایی و ظروف یکبارمصرف وارد محیط‌زیست می‌شود. بسیاری از این مواد به‌راحتی بازیافت نمی‌شوند و در نهایت در محل‌های دفن زباله یا اقیانوس‌ها انباشته می‌شوند. همین مسئله دانشمندان را به سمت یافتن جایگزین‌های طبیعی، تجزیه‌پذیر و ایمن سوق داده است.

    ایده اصلی پژوهش؛ ترکیب قارچ و الیاف چوب

    در این پروژه، تیم تحقیقاتی بررسی کرد که آیا یک قارچ خوراکی می‌تواند همراه با الیاف چوبی بسیار ریز، یک سد طبیعی در برابر آب، روغن و چربی ایجاد کند یا خیر. آن‌ها علاوه بر عملکرد فنی، به ایمن بودن پوشش برای تماس با مواد غذایی و امکان تولید آسان در مقیاس صنعتی نیز توجه داشتند.

    پژوهشگران این پوشش را روی مواد متداولی مانند کاغذ، پارچه جین، نمد پلی‌استر و ورقه‌های نازک چوب توس آزمایش کردند تا عملکرد آن را در شرایط واقعی بررسی کنند.

    نقش قارچ «دم بوقلمونی» در ساخت پوشش

    مرکز این فناوری، قارچی به نام علمی Trametes versicolor است که با نام رایج قارچ دم بوقلمونی شناخته می‌شود. این قارچ به‌طور طبیعی روی چوب رشد می‌کند و در زیر کلاهک خود ساختاری متراکم از میسلیوم ایجاد می‌کند.

    میسلیوم شبکه‌ای از رشته‌های بسیار نازک است که مانند یک سپر طبیعی عمل می‌کند. این رشته‌ها می‌توانند سطحی ایجاد کنند که آب را دفع می‌کند. همین ویژگی، الهام‌بخش پژوهشگران برای ساخت پوششی مقاوم در برابر رطوبت شد.

    سلولز نانوفیبریل؛ مکمل تقویت‌کننده

    برای تقویت عملکرد پوشش، تیم تحقیقاتی میسلیوم قارچ را با «سلولز نانوفیبریل» ترکیب کرد. این نانوالیاف بسیار ریز معمولاً در صنعت کاغذسازی استفاده می‌شوند و توانایی تشکیل فیلم‌های محکم و مقاوم در برابر اکسیژن، روغن و چربی را دارند.

    ترکیب میسلیوم و سلولز نانوفیبریل باعث ایجاد سطحی متراکم و محافظ شد که روی هر ماده‌ای که قرار می‌گرفت، یک لایه مقاوم تشکیل می‌داد. این لایه در عین طبیعی بودن، عملکردی مشابه بسیاری از روکش‌های پلاستیکی داشت.

    فرآیند رشد و تولید پوشش

    دانشمندان قارچ را در یک محلول مایع که حاوی سلولز نانوفیبریل بود، پرورش دادند. سپس لایه‌های نازکی از این ترکیب را روی سطوح مختلف پخش کردند. نمونه‌ها در محیط گرم نگهداری شدند تا رشد قارچ تسهیل شود.

    پس از سه روز، یک سد مقاوم در برابر آب روی سطح شکل گرفت. در روز چهارم، ضخامت پوشش کمی بیشتر شد و لکه‌هایی به رنگ زرد، نارنجی یا قهوه‌ای روشن روی آن ظاهر شد که نشان‌دهنده رشد قارچ بود.

    در مرحله پایانی، نمونه‌ها درون کوره قرار گرفتند تا رشد قارچ متوقف و پوشش کاملاً خشک شود. ضخامت نهایی این لایه تقریباً مشابه یک لایه رنگ معمولی بود؛ نه آن‌قدر ضخیم که کاربرد را محدود کند و نه آن‌قدر نازک که عملکرد حفاظتی را کاهش دهد.

    قارچ

    نتایج آزمایش‌ها؛ مقاومت در برابر آب و مایعات

    برای ارزیابی عملکرد، پژوهشگران قطرات آب را روی مواد پوشش‌داده‌شده قرار دادند. قطرات آب به شکل دانه‌های گرد باقی ماندند و جذب سطح نشدند، در حالی که روی نمونه‌های بدون پوشش، آب پخش می‌شد یا به داخل بافت نفوذ می‌کرد.

    علاوه بر آب، مایعاتی مانند n-هپتان، تولوئن و روغن کرچک نیز آزمایش شدند. نتایج نشان داد که این لایه قارچی مانع نفوذ این مایعات نیز می‌شود. چنین عملکردی نشان می‌دهد که این پوشش می‌تواند در برابر انواع مختلف رطوبت و چربی مقاومت کند.

    ایمنی غذایی و جایگزینی پلاستیک

    یکی از نگرانی‌های اصلی در استفاده از پوشش‌های جدید برای بسته‌بندی مواد غذایی، ایمنی آن‌هاست. پژوهشگران تأکید کردند که سطح نهایی این پوشش طبیعی و ایمن برای تماس با مواد غذایی باقی می‌ماند.

    این ویژگی می‌تواند آن را به جایگزینی مناسب برای بسیاری از پوشش‌های پلاستیکی مورد استفاده در لیوان‌های کاغذی، بسته‌بندی فست‌فودها و لفاف‌های یکبارمصرف تبدیل کند. در صورت توسعه صنعتی، چنین فناوری‌ای می‌تواند حجم زیادی از پلاستیک‌های دورریز را کاهش دهد.

    گسترش کاربردهای میسلیوم در صنایع مختلف

    استفاده از میسلیوم قارچ تنها به حوزه بسته‌بندی محدود نمی‌شود. در سال‌های اخیر، مواد مبتنی بر میسلیوم توجه صنایع مختلف را به خود جلب کرده‌اند.

    برای مثال، در دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور، پژوهشگران از ضایعات بامبو و میسلیوم قارچ صدفی برای تولید کاشی‌های خنک‌کننده استفاده کرده‌اند. این کاشی‌ها می‌توانند به کاهش دمای ساختمان‌ها کمک کنند.

    در بریتانیا نیز دانشگاه نیوکاسل پروژه‌ای با نام «مایکوکریت» را دنبال می‌کند که ترکیبی مبتنی بر قارچ است و عملکردی شبیه بتن سبک دارد. این ماده می‌تواند در آینده به عنوان جایگزینی پایدار برای برخی مصالح ساختمانی به کار رود.

    چشم‌انداز آینده

    پوشش طبیعی مبتنی بر قارچ که توسط پژوهشگران دانشگاه مین توسعه یافته، نمونه‌ای از بهره‌گیری هوشمندانه از راهکارهای طبیعت است. طبیعت طی میلیون‌ها سال تکامل، ساختارهایی کارآمد و پایدار ایجاد کرده است. استفاده از میسلیوم قارچ برای ایجاد لایه‌ای مقاوم و تجزیه‌پذیر، نمونه‌ای روشن از این رویکرد الهام‌گرفته از زیست‌شناسی است.

    البته برای تجاری‌سازی گسترده، همچنان باید مسائلی مانند مقیاس‌پذیری تولید، هزینه نهایی و دوام در شرایط متنوع بررسی شود. اما نتایج اولیه نشان می‌دهد که مسیر جایگزینی بخشی از پلاستیک‌های یکبارمصرف با مواد طبیعی، کاملاً قابل دسترس است.

    جمع‌بندی

    پوشش ضدآب مبتنی بر قارچ می‌تواند تحولی در صنعت بسته‌بندی ایجاد کند. این فناوری با ترکیب میسلیوم قارچ و الیاف سلولزی، لایه‌ای مقاوم در برابر آب، روغن و چربی ایجاد می‌کند؛ آن هم بدون استفاده از پلیمرهای مصنوعی.

    در شرایطی که بحران زباله‌های پلاستیکی به یکی از چالش‌های جدی محیط‌زیستی تبدیل شده، چنین نوآوری‌هایی می‌توانند نقش مهمی در کاهش آلودگی ایفا کنند. اگر توسعه این فناوری با موفقیت ادامه یابد، شاید در آینده نزدیک، بسیاری از بسته‌بندی‌های غذایی با پوشش‌هایی بر پایه قارچ جایگزین پلاستیک شوند؛ راهکاری ساده، طبیعی و سازگار با محیط‌زیست.

  • برنامه‌ای که با ساخت آواتارهای تعاملی، افراد فوت‌شده را شبیه‌سازی می کند

    در سال ۲۰۲۰، «کانیه وست» برای تولد «کیم کارداشیان» یک پیام هولوگرامی (آواتاری) از پدر فقید او، «راب کارداشیان»، هدیه داد. این نمایش عجیب در آن زمان شبیه نگاهی گذرا به آینده‌ای غریب و دیستوپیایی بود؛ آینده‌ای که به نظر می‌رسید فقط در دسترس ثروتمندان و افراد مشهور است.

    اما حالا، به نظر می‌رسد موج فراگیر هوش مصنوعی در حال سوق دادن دنیای عمومی به همان مسیر است. یک شرکت نوپای هوش مصنوعی اخیراً با معرفی اپلیکیشنی که به کاربران اجازه می‌دهد آواتارهای دیجیتالی تعاملی از اعضای فوت‌شده خانواده بسازند، جنجال گسترده‌ای در فضای آنلاین به راه انداخته است.

    ساخت آواتارهای تعاملی

    این استارتاپ مستقر در لس‌آنجلس با نام 2Wai زمانی به‌سرعت وایرال شد که «کالوم وُرثی»، یکی از بنیان‌گذاران آن، ویدیوی تبلیغاتی‌ای منتشر کرد که نحوه کار این فناوری را نشان می‌داد.

    در این ویدیو، زنی باردار دیده می‌شود که از طریق تلفن همراهش با نسخه هوش مصنوعی مادر درگذشته‌اش صحبت می‌کند. سپس ویدیو ۱۰ ماه جلو می‌رود و «مادربزرگِ هوش مصنوعی» را نشان می‌دهد که برای نوزاد، قصه شب می‌خواند.

    در صحنه‌ای دیگر، کودک که حالا پسری خردسال است، هنگام بازگشت از مدرسه به‌طور عادی با این آواتار گفت‌وگو می‌کند.
    ویدیو در نهایت با صحنه‌ای به پایان می‌رسد که پسر، حالا در بزرگسالی، به مادربزرگ دیجیتالی می‌گوید که قرار است مادرِ یک نوه دیگر شود.

    در پایان ویدیو جمله‌ای دیده می‌شود: «با 2Wai، سه دقیقه می‌تواند برای همیشه ادامه پیدا کند.»

    وُرثی همچنین گفته است که این شرکت در حال «ساخت یک آرشیو زنده از بشریت» از طریق شبکه اجتماعی مبتنی بر آواتار است. او نوشته: “اگر عزیزانی که از دست داده‌ایم بتوانند بخشی از آینده ما باشند، چه؟”

    آواتار

    این اپلیکیشن که اکنون در اپ استور اپل در دسترس است، به کاربران اجازه می‌دهد چیزی بسازند که 2Wai آن را HoloAvatar می‌نامد. به گفته شرکت، این آواتارها «شبیه شما به نظر می‌رسند، مثل شما صحبت می‌کنند و حتی خاطرات مشترک دارند.»

    وُرثی از کاربران خواسته نسخه آزمایشی برنامه را امتحان کنند و اعلام کرده نسخه اندروید به‌زودی عرضه خواهد شد. این ایده بلافاصله با قسمت معروف سریال Black Mirror با عنوان Be Right Back (محصول ۲۰۱۳) مقایسه شد؛ اپیزودی که در آن زنی داغ‌دیده از نسخه هوش مصنوعی شریک زندگی فوت‌شده‌اش استفاده می‌کند. واکنش کاربران شبکه‌های اجتماعی بسیار تند بود.

    بسیاری این ویدیو را «کابوس‌وار» و «شیطانی» توصیف کردند و برخی حتی گفتند چنین فناوری‌ای باید «نابود شود».

    تشدید بحث‌های اخلاقی

    منتقدان می‌گویند این ایده از مرزهای عاطفی عبور می‌کند و خطر آن وجود دارد که سوگواری واقعی با نوعی تسلی مصنوعی جایگزین شود.

    نمایش شکل‌گیری پیوندی مادام‌العمر میان یک کودک و نسخه هوش مصنوعی مادربزرگش، بیشترین واکنش‌های منفی را برانگیخت. بسیاری پرسیدند آیا چنین فناوری‌ای می‌تواند درک انسان از خاطره، دلبستگی و فقدان را دچار تحریف کند یا نه.

    این موج انتقاد، نگرانی‌های گسترده‌تری درباره مسیر آینده هوش مصنوعی را نیز دوباره زنده کرد. با واقعی‌تر شدن آواتارهای دیجیتال و پیشرفت سریع رباتیک، برخی کارشناسان هشدار می‌دهند که ساخت اندرویدهای فیزیکی از افراد فوت‌شده ممکن است در آینده‌ای نه‌چندان دور امکان‌پذیر شود.

    چنین احتمالی پرسش‌های عمیق‌تری درباره رضایت، هویت فردی و تجاری‌سازی غم و اندوه مطرح می‌کند. با وجود تمام انتقادها، این اپلیکیشن همچنان در حال جلب توجه است. ویدیوی تبلیغاتی آن در شبکه اجتماعی X (توییتر سابق) تاکنون بیش از ۴.۱ میلیون بازدید داشته است.

    برخی کاربران از ایده حفظ صداها، خاطرات و داستان‌ها استقبال کرده‌اند. اما بسیاری دیگر معتقدند این فناوری بیش از حد به علمی–تخیلی‌های نگران‌کننده نزدیک شده است.

    شرکت 2Wai خود را بستری برای «میراث انسانی و روایت داستان‌ها» معرفی می‌کند، در حالی که منتقدان آن را گامی به سوی آینده‌ای ناآرام و ترسناک می‌دانند. بحث درباره سوگ، حافظه و هوش مصنوعی اکنون با صدای بلندتری ادامه دارد و رشد سریع این شرکت نشان می‌دهد که این گفت‌وگو به این زودی‌ها پایان نخواهد یافت.

  • ۷ شهر نوآور جهان که در سال ۲۰۲۵ رشد پایدار را پیش می‌برند

    از پیشرفت‌های هوش مصنوعی گرفته تا خودروهای خودران و گسترش انرژی‌های سبز، نوآوری با سرعتی بی‌سابقه در حال شتاب گرفتن است. هر روز در سراسر جهان ثبت اختراع‌ها و فناوری‌های جدیدی معرفی می‌شوند، اما تنها چند منطقه محدود هستند که از بقیه جلوتر حرکت می‌کنند.

    شاخص جهانی نوآوری ۲۰۲۵ (GII) که توسط سازمان جهانی مالکیت فکری (WIPO) منتشر شده، برترین کشورها و خوشه‌های شهری را که موتور محرک نوآوری و پیشرفت فناوری هستند، رتبه‌بندی می‌کند.

    این ۱۰۰ قطب نوآوری، بر اساس عواملی مانند میزان سرمایه‌گذاری، سطح پذیرش فناوری و تأثیرات اجتماعی‌اقتصادی ارزیابی شده‌اند و شهرهایی از سان‌فرانسیسکو تا شنژن را در بر می‌گیرند. این مراکز بیش از ۷۰ درصد از کل ثبت اختراع‌ها و سرمایه‌گذاری‌های خطرپذیر جهان را تولید می‌کنند. با این مقدمه، نگاهی می‌اندازیم به هفت شهر هوشمند و پیشرو جهان در سال ۲۰۲۵.

    ۱. زوریخ

    موفقیت زوریخ به‌عنوان یک شهر نوآور هوشمند، نتیجه رویکرد دقیق و برنامه‌ریزی‌شده آن در مدیریت شهری است؛ رویکردی که در قالب استراتژی «Smart City Zürich» از سال ۲۰۱۸ اجرا می‌شود. این شهر از پلتفرم‌های داده هوشمند برای پایش و بهبود ترافیک، مدیریت پسماند و خدمات عمومی استفاده می‌کند.

    برنامه‌هایی مانند Open Zurich با ترویج شفافیت داده‌ها برای عموم، همکاری میان دولت، استارتاپ‌ها و برنامه‌ریزان شهری را تقویت می‌کنند. حمل‌ونقل و انرژی نیز بخش‌های کلیدی این برنامه هستند.

    اپلیکیشن ZVV اتوبوس‌ها، قطارها و اسکوترهای برقی را در یک سیستم یکپارچه متصل می‌کند و رفت‌وآمد را ساده و کارآمد می‌سازد. گرمای هدررفته کارخانه‌ها برای گرمایش و سرمایش مجدد استفاده می‌شود و ابزارهای دیجیتال مانند واقعیت افزوده و «دوقلوهای دیجیتال» به برنامه‌ریزی ایمن‌تر و پایدارتر پروژه‌های ساختمانی کمک می‌کنند.

    نوآور

    ۲. اسلو

    اسلو از سال ۲۰۱۹ جایگاه دوم خود را در شاخص شهرهای هوشمند حفظ کرده و به دلیل رهبری در توسعه شهری سبز و فراگیر، رتبه AAA را به دست آورده است. این شهر که در سال ۲۰۱۹ عنوان «پایتخت سبز اروپا» را کسب کرد، همچنان اهداف محیط‌زیستی بلندپروازانه‌ای را دنبال می‌کند.

    اسلو یکی از رهبران جهانی در حوزه حمل‌ونقل برقی است. در سال ۲۰۲۴، خودروهای برقی ۴۰ درصد از کل خودروهای شخصی و ۹۰ درصد از فروش خودروهای جدید را تشکیل دادند. برنامه FutureBuilt که بیش از یک دهه قدمت دارد و شامل ۵۰ پروژه است، معماری کم‌کربن و باکیفیت را در نزدیکی مراکز حمل‌ونقل عمومی ترویج می‌دهد.

    بخش عمده انرژی تجدیدپذیر اسلو از نیروگاه‌های برق‌آبی تأمین می‌شود که حدود ۶۰ درصد مصرف کل شهر را پوشش می‌دهند. سیستم عوارض خودکار «Oslo Toll Ring» استفاده از خودروهای بدون آلایندگی را تشویق کرده و منابع مالی پروژه‌های حمل‌ونقل پایدار را فراهم می‌کند.

    ۳. ژنو

    ژنو جایگاه خود را در شاخص شهرهای هوشمند ارتقا داده و با کسب رتبه AAA دیگر، جایگاه پیشتاز سوئیس در نوآوری شهری را تثبیت کرده است. این شهر از طریق پروژه Smart Canton از فناوری‌های پیشرفته برای ایجاد زیرساخت‌های کارآمد استفاده می‌کند.

    پایداری در مرکز پروژه‌های توسعه ژنو قرار دارد. ابتکار TetraEner با ترکیب بازسازی و ساخت‌وساز جدید، استفاده حداکثری از انرژی‌های تجدیدپذیر را ممکن می‌سازد. پروژه Geneva Lac Nations نیز ساختمان‌ها را به یک شبکه هیدرولیکی متصل می‌کند که گرمایش، سرمایش و آب مورد نیاز فضاهای سبز را تأمین می‌کند.

    ژنو همچنین از فناوری LoRaWAN برای پایش عوامل محیطی و بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی و حمل‌ونقل بهره می‌برد. این شهر از نظر مشارکت عمومی، دسترسی به آموزش و فضاهای سبز رتبه بالایی دارد و الگویی پایدار برای شهروندان خود به شمار می‌رود.

    ۴. دبی

    دبی در شاخص شهر هوشمند ۲۰۲۵ جهشی چشمگیر داشته و از رتبه دوازدهم به رتبه چهارم رسیده است؛ بزرگ‌ترین جهش در میان تمام شهرها. هدف این شهر تبدیل شدن به «شادترین و هوشمندترین شهر جهان» با تکیه بر فناوری‌های پیشرفته و هوش مصنوعی است.

    استراتژی هوشمند دبی بر شش محور بنا شده است: اقتصاد، زندگی، حکمرانی، محیط زیست، مردم و جابه‌جایی. سیستم‌های ترافیکی مبتنی بر هوش مصنوعی با استفاده از هزاران حسگر و دوربین، تراکم ترافیک را تا ۲۰ درصد کاهش داده‌اند. هم‌زمان، سازمان راه‌ها و حمل‌ونقل دبی چراغ‌های راهنمایی را به‌صورت لحظه‌ای مدیریت می‌کند.

    دبی تمرکز ویژه‌ای بر پایداری و نوآوری دارد. پروژه‌هایی مانند شبکه هوشمند DEWA و Dubai Silicon Oasis بهره‌وری انرژی را افزایش می‌دهند و از هدف امارات برای دستیابی به ۷۵ درصد انرژی پاک تا سال ۲۰۵۰ پشتیبانی می‌کنند.

    نوآور

    ۵. ابوظبی

    ابوظبی نیز در شاخص شهر هوشمند ۲۰۲۵ از رتبه دهم به پنجم صعود کرده و گام مهمی در پیشرفت منطقه خاورمیانه برداشته است. پایتخت امارات پروژه‌های شهر هوشمند را برای بهبود زیرساخت‌ها، ارتقای پایداری و افزایش کیفیت خدمات عمومی توسعه می‌دهد.

    پروژه شهر هوشمند زاید که در سال ۲۰۲۴ آغاز شد، یک برنامه پنج‌ساله مبتنی بر هوش مصنوعی و اینترنت اشیا است. این طرح ابتدا با اجرای پروژه‌های آزمایشی در منطقه کورنیش، سیستم‌های هوشمند ترافیک، روشنایی و پارکینگ را آزمایش می‌کند و سپس در سطح شهر گسترش می‌یابد.

    پلتفرم TAMM صدها خدمت دولتی را در یک مرکز دیجیتال واحد تجمیع کرده و مصرف کاغذ را بیش از ۹۰ درصد کاهش داده است. این شهر همچنین استفاده از خودروهای برقی و هیبریدی را ترویج می‌کند و با توسعه شبکه‌های شارژ هوشمند، از هدف امارات برای دستیابی به کربن صفر تا سال ۲۰۵۰ حمایت می‌کند.

    ۶. لندن

    لندن ابتکارات پیشگامی مانند عوارض ترافیکی، پرداخت بدون تماس و منطقه انتشار فوق‌پایین (ULEZ) را معرفی کرده که از ستون‌های اصلی مدل شهری پایدار این شهر به شمار می‌روند.

    تحول دیجیتال لندن با پروژه مشترک Transport for London و BAI Communications برجسته شده است. در این پروژه بیش از ۲ هزار کیلومتر کابل‌کشی در شبکه مترو انجام شده تا پوشش کامل 4G و 5G تا پایان سال ۲۰۲۵ در تمام ایستگاه‌ها و تونل‌ها فراهم شود.

    پلتفرم‌های داده باز لندن به استارتاپ‌ها و توسعه‌دهندگان امکان می‌دهند با استفاده از داده‌های عمومی، راهکارهای واقعی خلق کنند. این ابتکارات شامل پارکینگ هوشمند، آزمایش‌های شارژ خودروهای برقی و پایش محیط‌زیست برای کاهش ترافیک و افزایش پایداری است.

    ۷. کپنهاگ

    کپنهاگ در رتبه هفتم شاخص شهر هوشمند ۲۰۲۵ قرار دارد. هدف این شهر برای تبدیل شدن به نخستین شهر کربن‌خنثی جهان تا سال ۲۰۲۵، که در سال ۲۰۰۹ تعیین شد، همچنان محور اصلی استراتژی شهری آن است.

    رویکرد کپنهاگ بر سه اولویت تمرکز دارد: دستیابی به کربن خنثی، ترویج سبک زندگی شهری پایدار و رشد اقتصادی. این شهر به فرهنگ دوچرخه‌سواری خود مشهور است و ۶۲ درصد از ساکنان آن روزانه با دوچرخه رفت‌وآمد می‌کنند. شبکه مسیرهای دوچرخه‌سواری شهر بیش از ۴۰۰ کیلومتر طول دارد.

    سرمایه‌گذاری‌های گسترده در زیرساخت‌های هوشمند و طرح Copenhagen Connecting انتظار می‌رود حدود ۶۰۰ میلیون یورو منافع اجتماعی‌اقتصادی ایجاد کند و جایگاه این شهر را به‌عنوان رهبر نوآوری پایدار تثبیت نماید.

    نوآور

    جمع‌بندی

    شاخص شهر هوشمند ۲۰۲۵ نشان می‌دهد که چگونه نوآوری، داده و پایداری در حال بازتعریف زندگی شهری در سراسر جهان هستند. از بهره‌وری کم‌نظیر زوریخ تا رشد سریع دبی، هر یک از این شهرها رویکردی منحصربه‌فرد برای ارتقای کیفیت زندگی از طریق زیرساخت‌های هوشمند، انرژی پاک و خدمات مبتنی بر هوش مصنوعی ارائه می‌دهند.

    با ادامه تحول فناوری، این شهرها به‌عنوان الگوهای آینده شناخته می‌شوند و ثابت می‌کنند که شهر هوشمند تنها به معنای اتوماسیون نیست، بلکه ایجاد جوامعی سبزتر، ایمن‌تر و به‌هم‌پیوسته‌تر است.

  • ایمپلنت انعطاف‌پذیر مغز، داروها را با دقت به مناطق مختلف مغز می‌رساند

    مغز انسان یکی از پیچیده‌ترین اندام‌ها است که میلیاردها نورون در مناطق بسیار تخصصی قرار گرفته‌اند. درمان اختلالات عصبی چالش برانگیز است زیرا بسیاری از بیماری‌ها از نواحی بسیار خاص اختلال عملکرد ناشی می‌شوند. رساندن دقیق داروها به این نواحی دشوار است، زیرا اکثر ایمپلنت های فعلی فقط می‌توانند به حجم محدودی از بافت برسند.

    محققان مدت‌هاست که برای به حداقل رساندن آسیب به بافت ظریف مغز به کاتترهای کوچک و انعطاف‌پذیر متکی بوده‌اند، اما این کاتترها معمولاً دارو را فقط از یک یا دو نقطه آزاد می‌کنند و اثربخشی آنها را محدود می‌کنند.

    توزیع ناهموار دارو می‌تواند نتایج درمانی را کاهش داده و عوارض جانبی را افزایش دهد. اکنون، محققان دانشگاه نیویورک ابوظبی (NYUAD) یک ایمپلنت مغزی جدید طراحی کرده‌اند که برای غلبه بر این محدودیت‌ها طراحی شده است.

    دستیابی به موفقیت در مغز، امید را برمی‌انگیزد

    این دستگاه که SPIRAL (تزریق دقیق استراتژیک برای تجویز منطقه‌ای مایع) نام دارد، یک لوله نازک و انعطاف‌پذیر است که قادر به رساندن دارو به مناطق مختلف مغز با دقت بالا است.

    خلیل رمادی، استادیار مهندسی زیستی در دانشگاه نیویورک و تاندون دانشگاه نیویورک، گفت: “اختلالات عصبی اغلب از مناطق بسیار خاصی از مغز ناشی می‌شوند، اما ابزارهای فعلی ما برای هدف قرار دادن این مناطق محدود هستند. SPIRAL به ما این امکان را می‌دهد که بدون افزایش خطر اضافی، به طور همزمان به چندین منطقه دسترسی پیدا کنیم، که می‌تواند نحوه ارائه درمان برای این بیماری‌ها را تغییر دهد.”

    برخلاف ایمپلنت ها یا تزریق‌های سنتی که مناطق وسیعی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، این دستگاه از شبکه‌ای از کانال‌های ریز تعبیه شده در یک ماده نرم و قابل خم شدن استفاده می‌کند. پس از کاشت، هر کانال می‌تواند دوزهای کنترل‌شده‌ای از داروها را مستقیماً به مناطق خاص مغز آزاد کند و عوارض جانبی را کاهش داده و اثربخشی را بهبود بخشد.

    ایمپلنت

    دستاورد تحویل دقیق دارو

    طراحی این ایمپلنت دارای دهانه‌های با فاصله دقیق در طول آن است که امکان آزاد شدن کنترل‌شده دارو را در مناطق بزرگتری از بافت مغز فراهم می‌کند. مدل‌سازی کامپیوتری پیشرفته و آزمایش‌های آزمایشگاهی گسترده، ایمنی و اثربخشی آن را تأیید کرد.

    بتول خلیفات، دستیار تحقیقاتی دانشگاه نیویورک و نویسنده همکار، توضیح داد: “طراحی ما یک مشکل بزرگ را با ایمپلنت های مغزی موجود حل می‌کند، که معمولاً داروها را فقط از یک یا دو نقطه تحویل می‌دهند. SPIRAL امکان توزیع یکنواخت‌تر داروها و در مناطق بزرگتر را فراهم می‌کند، در حالی که همچنان ایمن و کم‌تهاجمی است.”

    یک یافته مهم از این مطالعه این است که SPIRAL در مقایسه با دستگاه‌های استاندارد، باعث ایجاد سطوح بالاتر التهاب نشد. این نشان می‌دهد که می‌توان از آن برای درمان طولانی‌مدت با خیال راحت استفاده کرد. محمود البه، دانشجوی دکترا، گفت: “وقتی بیماری‌هایی مانند گلیوبلاستوما پیشرفت می‌کنند، درمان اغلب به معنای رساندن مستقیم داروها به حجم زیادی از مغز برای عبور از سد خونی-مغزی است. شکل مارپیچی ما با خروجی‌های تنظیم‌شده و با فاصله مساوی به ما امکان می‌دهد بافت بیشتری را از یک ورودی پوشش دهیم. با استفاده از CFD برای تنظیم قطر پورت‌ها برای جریان برابر، ما پلتفرمی ایجاد می‌کنیم که می‌تواند به انتقال دارو در سایر اندام‌های جامد تبدیل شود.”

    پتانسیل SPIRAL فراتر از انتقال دارو است. محققان معتقدند که این دستگاه می‌تواند برای تحریک الکتریکی و سایر درمان‌ها سازگار شود و به طور بالقوه برای بیماران مبتلا به صرع، بیماری پارکینسون و سایر اختلالات عصبی مفید باشد.

    در حالی که آزمایش‌های انسانی هنوز در پیش هستند، این فناوری به آینده‌ای اشاره دارد که در آن درمان‌های مغزی نه تنها مؤثرتر، بلکه با بیماران ملایم‌تر نیز خواهند بود. پزشکان به جای پر کردن مغز یا جریان خون با دارو، می‌توانند فقط آنچه را که نیاز به درمان دارد، دقیقاً در جایی که مورد نیاز است، درمان کنند.

  • پرورش مغزهای مینیاتوری در آزمایشگاه برای توسعه هوش مصنوعی با بهره‌وری انرژی بالا

    محققان دانشگاه لیهای در پنسیلوانیا در حال هدایت یک پروژه بلندپروازانه برای بررسی چگونگی پردازش اطلاعات توسط نمونه‌های کوچک مغز رشد یافته در آزمایشگاه، به نام ارگانوئیدهای مغزی، برای طراحی هوش مصنوعی هوشمندتر و با بهره‌وری انرژی بیشتر هستند.

    این پروژه به رهبری پروفسور یوگنی بردیچفسکی، کمک هزینه‌ای ۲ میلیون دلاری از برنامه مرزهای نوظهور در تحقیق و نوآوری (EFRI) بنیاد ملی علوم دریافت کرده است.

    این بودجه از تلاش‌های آنها برای مطالعه پردازش اطلاعات پیچیده در مغز و تکثیر آن در سیستم‌های مهندسی شده پشتیبانی می‌کند. بردیچفسکی و تیمش همچنین با کالج مهندسی و علوم کاربردی پی. سی. راسین لیهای و کالج بهداشت همکاری می‌کنند.

    تقلید از مغز انسان

    مغز انسان به خاطر انجام میلیاردها محاسبه با مصرف تقریباً همان انرژی یک لامپ شناخته شده است. محققان با مطالعه نحوه پردازش این اطلاعات توسط مغز انسان، امیدوارند اسرار کارایی را که مقدار قابل توجهی انرژی کمتری مصرف می‌کند، کشف کنند.

    بردیچفسکی با تأکید بر تلاش‌های گذشته در رابطه با این آزمایش گفت: “مردم مدت‌هاست که شبکه‌های عصبی مبتنی بر سخت‌افزار را برای تقلید از مغز انسان ساخته‌اند.”

    اما مدارهای واقعی مغز وظایف پیچیده‌ای را انجام می‌دهند که سخت‌افزار هنوز نمی‌تواند. او ادامه داد: “ما می‌خواهیم آن محاسبات را شناسایی کنیم تا الهام‌بخش نسل بعدی الگوریتم‌های هوش مصنوعی باشیم. نه تنها کارایی آنها، بلکه ظرفیت آنها برای پردازش اطلاعات را نیز بهبود بخشیم.”

    شکافتن این فرآیند

    برای شروع، این تیم قصد دارد یک ارگانوئید مغزی، یک ساختار سه‌بعدی و میلی‌متری که در آزمایشگاه با استفاده از سلول‌های بالغ ساخته شده است، را مطالعه کند. این ساختار شبیه به یک مغز در حال رشد است. این تیم سعی خواهد کرد نورون‌ها را در ارگانوئید سازماندهی کند تا شبیه قشر مغز انسان باشد.

    بردیچفسکی می‌گوید: “در ارگانوئیدها، نورون‌ها به طور تصادفی به هم متصل می‌شوند. در مغز ما، آنها بسیار منظم هستند و ما برای محاسبات به این کنترل نیاز داریم.”

    مغز

    لسلی چاو، دانشیار مواد و مهندسی زیستی، داربست‌های زیست‌ماده‌ای چاپ سه‌بعدی را برای قرار دادن صحیح نورون‌ها خواهد ساخت. لسلی توضیح داد: “ما یاد گرفته‌ایم که می‌توانیم اسفروئیدهای عصبی (خوشه‌هایی از انواع مختلف عصبی) را در سوکت‌های داربست قرار دهیم، لایه‌ها را روی هم قرار دهیم و اساساً کل ارگانوئید را از پایین به بالا مهندسی کنیم.”

    سپس نورون‌ها در معرض تصاویر متحرک ساده قرار می‌گیرند که از طریق پالس‌های نوری منتقل می‌شوند و نحوه پاسخ سلول‌ها را ثبت می‌کنند. همچنین آنها به گونه‌ای مهندسی خواهند شد که هنگام فعال بودن روشن شوند، بنابراین دانشمندان می‌توانند عکس‌های فوری از فعالیت مغز را در زمان واقعی ثبت کنند.

    محققان امیدوارند با تجزیه و تحلیل این الگوها ببینند که آیا ارگانوئیدها می‌توانند چیزهایی مانند حرکت، سرعت و جهت را تشخیص دهند – وظایفی که برای سیستم‌های هوش مصنوعی مانند خودروهای خودران حیاتی هستند.

    برای تفسیر نتایج، این تیم الگوریتم‌های کامپیوتری را توسعه خواهد داد که رمزگشایی می‌کنند کدام نورون‌ها شلیک می‌شوند و این فعالیت به چه معناست. اقدامات حفاظتی اخلاقی نیز بخشی از این طرح است و تضمین می‌کند که ارگانوئیدها برای نزدیک شدن به آگاهی بسیار کوچک و ساده باقی می‌مانند.

    یک تلاش چند رشته‌ای

    همانطور که بردیچفسکی پیشنهاد کرد، موفقیت این پروژه به این بستگی دارد که محققان در رشته‌های مختلف مهندسی چقدر خوب عمل می‌کنند.

    او گفت: “الگوریتم‌های محاسباتی، علوم اعصاب، مهندسی زیستی، مهندسی بافت و حتی فلسفه، همه باید با هم کار کنند. این یک تلاش واقعاً چندرشته‌ای است.”

    این پروژه اولین گام در اثبات این است که یک مدل مغز رشد یافته در آزمایشگاه می‌تواند از محاسبات بیولوژیکی مفید پشتیبانی کند. در صورت موفقیت، می‌تواند الهام‌بخش سیستم‌های هوش مصنوعی کارآمدتر و قدرتمندتری باشد و به طور بالقوه بسیاری از زمینه‌ها را در این فرآیند متحول کند.