ذرات هوشمند

در سال ۱۹۵۹ ریچارد فاینمن طی مقاله‌ای اعلام کرد که روزی خواهد رسید ماده را در مقیاس اتم تولید کنیم. جمله معروف او با عنوان ”فضای بسیار زیاد در مقیاس پائین ـ There is plenty of room at the botton“ دانشمندان دیگر را بر آن داشت که با ساخت موادی در مقیاس اتم، زندگی بشر را دچار تحول نمایند.
رندی کیتز (Randy Katz) تنها کسی بود که در سال ۱۹۹۳ توانست کاخ سفید را استراق‌سمع کند. وی اولین نامه الکترونیکی را برای کلینتون رئیس جمهور وقت آمریکا ارسال کرد و به وی و معاونش ال‌گور توصیه کرد روی ذرات هوشمند سرمایه‌گذاری نمایند.
با این توصیه، سرمایه‌گذاری روی ذرات هوشمند به شدت افزایش یافت. ذرات هوشمندی که می‌توانند شما را تماشا کنند و جهان را مجدداً به داستان‌های تخلیل و علمی نزدیک کنند. با این ذرات که یک فناوری ابر مراقبت است هیچ انسانی از شر گوش‌ها و چشم‌های کنجکاو در امان نیست. این ذرات می‌توانند از شیار پنجره به داخل حرکت کنند و در هوا معلق باشند و یا بر روی میز کار شما بنشینند و در طی چندین روز (بلکه ۱ تا ۲ سال) بتوانند صدا و تصویر شما را ضبط و محل دیگری ارسال نمایند.
پروفسور کریس پیستر (Kris Pister) و همکار و شریک او رندی کیتز با ابتکار جدید بر پایه همگرائی و تقارب سه فناوری به‌نام‌های مداربندی دیجیتالی (Digital Cirecuitry)، هدایت لیزری از طریق ارتباط رادیوئی (Laser-driven wireless communications) و سامانه میکروالکترومکانیک (MEMS) و نیز نرم‌افزارهای بسیار قوی و قدرتمند توانستند تجهیزات کافی را برای ضبط و تصویربرداری در داخل فضائی به مقیاس یک تا دو میلی‌متر مکعب جای دهند. بنابراین هزاران ذره هوشمند می‌توانند در داخل جعبه‌ای با حجم یک میلی‌مترمکعب جا بگیرند.
هر یک از این ذرات می‌توانند با یک پایگاه ایستگاه فرستنده که به یک حس‌گر تصویری فشرده تجهیز شده است. ارتباط برقرار نمایند و اطلاعاتی به میزان یک کیلو بایت را تا مسافت ۱۵۰ متر ارسال نمایند. اخیراً ارسال اطلاعات تا ۲۰ کیلومتر نیز با موفقیت انجام شده است.
● کاربرد ذرات هوشمند
پروفسور کریس پیستر کاربردهای بسیار زیادی را برای ذرات هوشمند پیش‌بینی کرده است که به اختصار به‌شرح آن می‌پردازیم:
۱) کنترل حرکات و فرآیندهای خارجی حشرات و یا دیگر حیوانات و ثبت آفات (حفظ نباتات)
۲) ثبت اطلاعات هواشناسی به‌ویژه در مناطق صعب‌العبور (درجه حرارت، رطوبت)
۳) ثبت اطلاعات ژئوفیزیک و یا تحقیقات فضائی
۴) کنترل پنهانی محدوده، امکانات و تجهیزات متخاصمین و محل عبور و مرور وسایل نقلیه
۵) در صنعت هوائی و برای جا گرفتن در کابین خلبان برای ثبت کلیه اطلاعات و ارسال آن تا فاصله ۲۰ کیلومتر
۶) شبکه‌های ارتباطی هوافضا
Land/ Space Communication Network
۷) حس‌گر شیمیائی، بیولوژیکی
Chemical/ Biological Sensors
۸) حس‌گر فضاهای اداری هوشمند
Smart office spaces sensors
۹) تعیین هویت از طریق امواج رادیوئی (RFID) با ذرات بسیار ریزی که مجهز به گیرندهٔ خودکار و آنتن ارسال اطلاعات به دستگاه گیرنده می‌باشند.
● سیاستگذاری در ”ذرات هوشمند“
اهمیت سرمایه‌گذاری در ذرات هوشمند؛ که به‌ویژه در راستای امنیت ملی، هوا و فضا و امنیت غذائی نقش به‌سزائی دارد رسالت دولت، دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی را برای اعتلاء این بخش ضروری می‌نماید.
سیاست‌های زیر به ‌دست‌اندرکاران ذی‌ربط کمک می‌نماید تا در این زمینه پیشرو باشند:
۱) آموزش ”نانو تکنولوژی“ با فناوری مادون ریز
برای درک کاربرد ذرات ریز هوشمند باید واژه نانوتکنولوژی تعریف شود. نانوتکنولوژی فناوری مادون ریز است به‌گونه‌ای که می‌توان ۲۵۰ میلیون حرف نانوئی (حروفی که ۴ نانومتر ارتفاع و ۳ نانومتر پهنا دارند) را روی سطح مقطع یک تار موی انسان نوشت. تولید شیشه‌های نانوئی که شکننده نمی‌باشد و گرد و غباری نیز بر روی آن نمی‌نشیند. سرامیک‌های نانوئی، پوشاک نانوئی و ... کاربردهای عملی این فناوری هستند. هر چقدر آگاهی انسان نسبت به کاربرد نانوتکنولوژی افزایش یابد کاربرد ذرات هوشمند نیز افزایش خواهد یافت. این آموزش‌ها به‌ویژه از طریق رسانه‌های ملی و مطبوعات می‌توانند بسیار مفید واقع گردد.
۲) تحقیقات
چنانچه گفته شد به استناد آمار سایت نما به استنادی علوم SCI، ایران در ردیف چهر و دوم تولید علم در جهان قرار دارد و از نظر قدرت اقتصادی براساس گزارش صندوق بین‌المللی پول، در جایگاه سی و دوم است به دستگاه‌های اجرائی از قبیل وزارت علوم تحقیقات و فناوری وزارت جهاد کشاورزی، سازمان حفاظت محیط زیست، سازمان هواشناسی و همچنین به دستگاه‌های اطلاعاتی و امنیتی و ... پیشنهاد می‌شود تحقیقات گسترده‌ای در زمینهٔ کاربرد ذرات هوشمند در حیطهٔ وظایف سازمانی خود داشته باشند و همچنین به سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور پیشنهاد می‌شود با در نظر گرفتن ردیف اعتباری خاص برای تحقیق در زمینه نانوتکنولوژی و به تبع آن ”ذرات هوشمند“ حمایت خود را از این تحقیقات علمی نمایند.
۳) نگرش حمایت‌آمیز
حمایت فناوری و مالی دولت از افراد حقیقی و یا حقوقی که در این زمینه تحقیق می‌کنند؛ همچنین تکریم شایسته پژوهشگران در این زمینه بسیار کارگشا خواهد بود.
۴) اطلاع‌رسانی در زمینهٔ برنامه چشم‌انداز ۲۰ ساله
اگرچه چشم‌انداز ۲۰ ساله توسط مسئولین ذی‌ربط در کشور ابلاغ گردیده است اما بسیاری از مسئولین و مردم از مفاد آن آگاهی ندارند. در این چشم‌انداز، به فناوری نانوتکنولوژی توجه شده است. قطعاً آگاهی از حمایت دولت از فناوری مادون ریز باعث دلگرمی محققان خواهد شد.
۵) ایجاد و تقویت زیرساخت‌های لازم
به‌کارگیری ”ذرات هوشمند“ در بخش‌های مختلف صنعتی، نظامی و کشاورزی مستلزم ایجاد و تقویت زیرساخت‌های لازم است. از جمله این زیرساخت‌ها، تقویت کمیتهٔ ویژه نانوتکنولوژی است که با عضویت ۴ وزیر کابینه و نیز رئیس سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی در کشور ایجاد شده است. این کمیته می‌تواند با ایجاد زیر کمیته‌هائی، موضوع ”ذرات هوشمند“ را در دستور کار قرار دهد.
۶) تبلیغ ”ذرات هوشمند“
در مبانی بزرگانی اینگونه آمده است که وقتی محصول جدیدی وارد بازار می‌شود، ۲ تا ۳ درصد مردم آن را پذیرفته و استفاده از آن را به دیگران توصیه می‌کنند و ۱۰ تا ۱۳ درصد دیگر از مردم به تبعیت از این افراد کالای جدید را پذیرا می‌شوند. ”ذرات هوشمند“ همچون کالای جدیدی است که می‌تواند مورد پذیرش ۲ تا ۳ درصد از افراد قرار گیرد. نگارنده معتقد است این افراد می‌توانند مدیران ارشد و محققان باشند که باید مفاهیم و کاربردهای آن را آموخته و برای همکاران خود نیز بازگو نمایند.
● چکیده
علم مطالعه ذرات بسیار کوچک که از آن به‌عنوان فناوری ساخت وسایل در مقیاس اتمی یا مولکولی استفاده می‌شود. به‌عنوان انقلابی عظیم کاربرد بسیار زیادی در زمینه‌های مختلف زندگی بستر پیدا کرده است و با ظهور این علم تاکنون تحول شگرف و عظیم در زمینه‌های کشاورزی، صنعت، محیط‌زیست، پزشکی و ... به‌وجود آمده و خواهد آمد با کمک نانوتکنولوژی، تولید اشیائی با خصوصیات جدید از جمله قدرت تصویربرداری و ارسال سخنان و تصاویر توسط ذره‌هائی که اندازه هر یک از آنها به ۹-^۱۰ متر نیز می‌رسد امکان‌پذیر می‌شود. از کاربردهای مهم نانوتکنولوژی، ذرات هوشمند هستند.
”ذرات هوشمند“ شاید یکی از نوآوری‌های بزرگ آینده در عرصه الکترونیک باشند. چنانکه پدیدآوردگان آن می‌خواهند آن را در ردیف ترانزیستور، کامپیوتر، اینترنت و تلفن همراه قرار دهند. براساس آمار (SCI (Science citation index، ایران در حال حاضر در ردیف چهل و دوم تولید علم در کشورهای جهان قرار دارد. اما با رشد شتابان تولید علم در ایران و تأسیس بنیاد نخبگان، ایران می‌تواند در عرصه تولید علم با کشورهائی همچون آمریکا، ژاپن، آلمان، انگلستان و فرانسه که ۵ کشور اول تولیدکننده علم هستند به رقابت برخیزد.

محمدحسن عصاری
کارشناس ارشد مدیریت اجرائی
معاون پشتیبانی اداره کل امور اداری سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی
منابع
۱) موسوی، میر فضل‌اله، رتبه‌بندی تولید علم در ۵۰ کشور اول جهان، فصلنامه سیاسی علمی و پژوهشی رهیافت، شماره ۳۲؛ بهار و تابستان ۱۳۸۳
۲) احمدی، حجت، نانوتکنولوژی، انقلاب نوین صنعتی؛ سمینار نانوتکنولوژی، بهمن ۸۱؛ جزیره کیش
۳) استفاده از سایت‌های زیر برای تهیه این مبحث مورد استفاده قرار گرفته است:
www. bsac. eecs. berkeley. edu -
www.smartdust.com -
www.ayandehnegar.org -
www.isna.ir/news -

منبع : نشریه آموزشهای علمی کاربردی