دانشمندان تا به حال قادر به شبیهسازی تواناییهای مختلف انسانها در رایانههای هوشمند و روباتها شدهاند. از جملهی این قابلیتها میتوان به تواناییهای سمعی و بصری اشاره کرد که هماکنون در بسیاری از سیستمهایهوشمند تعبیه شده است. براساس مقالهی جدیدی که در arXiv منتشر شده است، دانشمندان ایتالیایی شاخهی جدیدی از تحقیقات را با نام پروتئوترونیکس (Proteotronics) بنیان نهادهاند که ماحصل آن انتقال حس بویایی به سیستمهای هوشمند رایانهای و گجتها است.
براساس یافتههای جدید بهنظر میرسد که پروتئینها نیز دارای خواص و رفتارهای متفاوتی در قبال جریانهای الکتریکی هستند، بطوریکه عبور جریان الکتریکی از یک تودهی پروتئینی منجر به بروز رفتارهای متفاوتی در بین پروتئینها میشود. سهتن از دانشمندان ایتالیایی با نمایش این قابلیتها، پروتئینی را یافتهاند که میتوان از آن بهعنوان سوئیچ استفاده کرد. پروتئین مورد نظر OR-17 نام دارد که معمولاً در بینی موشها قرار داشته و در قبال رایحههایی چون میوهها عکسالعمل نشان میدهد. این رایحهها از یک مادهی آلی با نام آلدهید بهره میبرند که در صنعت عطرسازی نیز کاربرد زیادی دارد. محققان با عبور یک جریان الکتریکی از پروتئینی با نام OR-17 از خاصیت متفاوت آن در قبال جریانهای الکتریکی در زمان روبرو شدن با انواع مختلف آلدهیدها خبر دادهاند.
اما چرا کشف چنین پروتئینی اهمیت دارد و در چه زمینههایی میتوان از آن استفاده کرد؟ از جملهی بهترین نمونههای کاربرد این پروتئین میتوان به ساخت ردیابهای الکتریکی اشاره کرد که قادرند آلودگی موجود در آب را تشخیص دهند. همچنین نباید کاربرد آن در تشخیص آلودگی هوا یا نشانههای شیمیایی بیماری در انسانها را از یاد برد. الگوی کار این پروتئین بدینگونه است که میتوان برای هر یک از مواد شیمیایی پروتئینی یافت که در مواجهه با آن واکنش الکتریکی خاصی نشان میدهد، از اینرو با عبور جریان از پروتئین، میتوان حضور مواد شیمیایی مورد نظر را تشخیص داد. هرچند این روش نیز چالشهای خاص خود را دارد، اما میتواند پنجرههای جدیدی را در علوم کامپیوتر وهوشمند سازی رایانهها باز کند.
منبع : popsci
How protein switches might work in chemical detectors and other electronics
Wonder if it will catch on. A new paper, posted on the database arXiv, introduces a name for a new field of research: proteotronics, or the study and development of electronic circuits with proteins as a plug-in part.
Apparently, proteins have their own unique electrical properties. Run a current through them, and different proteins will react differently. The paper’s authors, a team of three engineers from Italy, demonstrated that one protein is even able to act as a switch, The Physics arXiv Blog reports. The researchers ran a current through a protein called OR-17, which is normally found in rats’ noses and reacts to fruity-smelling chemicals called aldehydes. The researchers found OR-17 has different electrical properties when it senses different concentrations of an aldehyde called octanal. It’s a switch that flips in response to the presence of octanal.
Where you could use a protein switch is still an open question. One obvious answer is in electronic detectors that find things like contaminants in water, pollutants in the air, or chemical signs of illness in people. Find a protein that reacts to the chemical you’re interested in, measure the protein’s electrical changes, and voilà, you’ve got a protein-based electronic detector. This could be another approach to the electronic noses researchers have developed in recent years. Protein-based devices would have one major challenge to overcome, however. They would have to find a way to keep potentially delicate proteins intact and functional inside a silicon gadget.