تازه های دنیای علم و فناوری [به جز اختراعات و اخبار کنکور]

آیا می توان روبات ها را طوری ساخت که بر اساس وجدان و اخلاقیات، وظیفه خود را تشخیص و آن را به درستی انجام دهند؟
کارگران مصنوعی بااحساس هم اکنون وجود ندارند، ولی به راحتی می توان آنها را تصور کرد: قطارهای بدون راننده ای که به طور خودکار از ریلی که روی آن ۵ نفر مهندس مشغول کار هستند، تغییر مسیر می دهند؛ یا هواپیماهای نظامی تهاجمی بدون سرنشین که می توانند اهداف مجاز نظامی را از اماکن غیر نظامی که نباید به آنها آسیبی برسد، تشخیص دهند. در کتاب «ماشین های بااخلاق»، وندل والاچ اخلاق شناس و کالین آلن فیلسوف، سه سوال را مطرح می کنند: «آیا دنیا به کارگران مصنوعی بااحساس نیاز دارد؟ آیا مردم می خواهند که کامپیوترها بتوانند تصمیمات اخلاقی بگیرند؟ و این که مهندسان و فیلسوفان برای طراحی و ساخت چنین کارگرانی چگونه باید اقدام کنند؟»
کتاب «ماشین های بااخلاق» برخلاف داستان های تخیلی هالیوود در مورد ماشین های هوشمند ولی بدطینت و رویای پژوهشگران در مورد برتری ماشین ها و تمدن با محوریت ماشین، دقیق، متعادل و آموزنده است. نویسندگان این کتاب بی هیچ اشاره ای به مسائل مرتبط با فناوری، پاره ای از موضوعات پایه ای اخلاقی و فلسفی را در ارتباط با ماشین ها جمع آوری کرده اند. آنها برای بررسی این که آیا ماشین های غیرهوشمند می توانند کارگران با احساس واقعی باشند، روی «اخلاقیات کاربردی» تمرکز کرده اند.
«کارگران بااحساس، رفتارشان را با توجه موارد زیر بررسی و تنظیم می کنند: آسیب هایی که ممکن است در نتیجه کارهایشان وارد شود و یا وظایفی که ممکن است نادیده گرفته شوند».
کتاب، گستره وسیعی از دیدگاه ها را پوشش می دهد؛ پژوهش های در حال انجام کنونی را از بالا به پایین و بر مبنای انطباق با نظریه های معمول و متعارف اخلاقی دسته بندی می کند؛ و از پایین به بالا، استراتژی های تکاملی یا آموزشی این دستگاه ها را طبقه بندی می کند و کارهای انجام شده روی پیاده سازی احساسات در کامپیوترها را ذکر می کند.
از آنجاکه در زمان کنونی هیچ روباتی به درک اخلاقیات کاربردی نزدیک نشده، ممکن است بحث های کتاب پیش از موعد به نظر برسند. نویسندگان کتاب این را صرفا شروع بحث می دانند، ولی این خطر وجود دارد که بیان زودهنگام چنین مباحثی، تمام کارها را در آینده تحت الشعاع قرار دهد. تاثیر قوانین سه گانه آیزاک آسیموف روی روباتیک، مثالی واضح از اخلاقیات سلسله مراتبی بر پایه اصول برای روبات ها است. هدف بیان شده نویسندگان این کتاب، بیان مباحث به طریقی است که مهندسان را در فرایند طراحی کارگران مصنوعی بااحساس راهنمایی کند. ولی سه مشکل اساسی در ارتباط با نحوه بیان مساله این دو نفر وجود دارد.
اول، نویسندگان مورد خاص خود را هم بر حسب نیاز به تکامل اخلاقی و هم بر حسب سیستم هایی که مورد تحلیل قرار می دهند، بسط داده اند. در پاسخ به این سوال که آیا دنیا نیاز به چنین کارگران مصنوعی بااحساسی دارد یا نه، آنها به مثال قطعی گسترده برق در ایالات شمالی آمریکا در سال ۲۰۰۳ اشاره می کنند که در آن، «نرم افزارها و سیستم های کنترل نیروگاه ها فرایند خاموشی را فعال کردند، و تقریبا هیچ زمانی را برای مداخله انسانی باقی نگذاشتند». در پی آن، آنها چنین استدلال کردند که «لازم است که سیستم های خودکار بتوانند محاسبه ای از مخاطرات در مقابل نتایج داشته باشند».
مثال آنها تعجب برانگیز است: زیرساخت های شبکه بسیار بزرگ برق خیلی با جارو برقی های روباتی و پرستارانی که ممکن است نیاز به احساس داشته باشند، متفاوت است. به رغم این که کتاب عمدتا روی روبات های واقعی و شبیه سازی های کامپیوتری مورد نیاز برای طراحی آنها متمرکز شده، نویسندگان کتاب تعمدا گستره مبحث را وسعت می دهند تا بتواند نرم افزارهای کنترل سیستم ها و روبات های نرم افزاری را نیز شامل شود. ولی آنها به مباحث اخلاقی مرتبط با آنها نمی پردازند که شامل مواردی مانند حریم خصوصی می شود که توسط نرم افزارهایی مانند «روبات های نرم افزاری جستجوی اطلاعات که در شبکه پرسه می زنند» تهدید می شود. این که از مردم بپرسید آیا می خواهند که کامپیوترها بتوانند تصمیمات اخلاقی بگیرند، احتمالا به پاسخ متفاوتی منجر می شود تا این که از آنها همین سوال را در مورد روبات های فیزیکی بپرسید، که در آنها مسائل کنترل و مسئولیت پذیری راحت تر هستند و علت آن هم محلی بودن این روبات هاست.
مورد دوم این است که تمرکز روی خودکار بودن در تعریف نویسندگان از روبات با تاکید بر «استقلال از نظارت مستقیم انسانی»، روبات های بسیار مهمی را که با نظارت مستقیم انسانی و با کنترل از راه دور کار می کنند، از حوزه بحث خارج می کند. نمونه ای از این روبات ها جراحی از راه دور است، چیزی که فواید بسیار زیادتری دارد، ولی درگیر مباحث اخلاقی و فلسفی کمتری نسبت به دیگر ابزارها است.
نمونه دیگر، هواپیماهای نظامی تهاجمی بدون سرنشین هستند که هیچ مبحث جدید اخلاقی را در بر نمی گیرند. در این موارد می شد پافشاری کرد و فناوری های بهتری برای نظارت و کنترل از راه دور طراحی کرد. برای مثال، در پی حادثه قطار لوس آنجلس در کالیفرنیا که سپتامبر ۲۰۰۸ اتفاق افتاد، منتقدان گفتند که نصب دوربین های مراقبت در کابین قطارها (به جای آموزش های اخلاقی بیشتر به رانندگان) می توانست از حوادثی که ناشی از این عملکردها است، بکاهد. در این مورد نیز گزارش شده که راننده از خواندن پیغام های متعدد سیستم گیج شده بود. بدین ترتیب، نباید در تعریف فناوری های هدف روی عملکرد خودکار تاکید کرد: «آیا یک دستگاه خودکار باید در صورتی که نمی تواند بدون آسیب زدن به انسان ها کاری را انجام دهد، به ناظر انسانی هشدار دهد؟ (و اگر چنین باشد، آیا به اندازه کافی خودکار است؟)»
سوم، این که کتاب از پیاده سازی اخلاقیات انسانی حمایت می کند؛ چراکه این تنها چیزی است که ما در مورد آن می دانیم. این انتخاب خیلی قطعی نیست. چون برای آینده قابل پیش بینی، روبات ها از نظر ظرفیت تصمیم گیری اخلاقی، در مقایسه با انسان ها در جایگاه پایین تری قرار خواهند داشت. در نتیجه اخلاقیات سلسه مراتبی آسیموف، در مقایسه با اخلاقیات انسانی که بر برابری و تساوی تمام عوامل اخلاقی تاکید دارد، نیاز به بازنگری خواهد داشت.
اخلاقیات سگ ها می تواند جایگزین مناسبی باشد. روبات ها همانند سگ ها، توانایی متفاوتی برای اتخاذ تصمیمات اخلاقی مناسب دارند. بعضی خانواده ها، سگ های تربیت شده خوبی دارند که می توان آنها را بدون قلاده نگاه داشت، اما سگ های دیگری هم هستند که تنها زمانی می شد به آنها اعتماد کرد که عوامل تحریک کننده ای مانند گربه ها و سنجاب ها حضور نداشته باشند؛ و البته سگ های دیگری نیز یافت می شوند که برای آرام نگاه داشتن آنها نه تنها به قلاده، که به پوزه بند نیز نیاز است. توجه داشته باشید که همه آنها حیوانات اهلی هستند و بر یک راهنما متمرکزند.
یک هدف با ارزش برای اخلاقیات روبات ها در آینده نزدیک، می تواند ماشین هایی باشد که ما می توانیم به این ترتیب طبقه بندی کنیم، در نتیجه می توانیم هر یک از آنها را بر اساس میزان قابلیت اعتماد و کنترل طبقه بندی کنیم که به آنها اجازه می دهد که به بهترین وجه خدمت کنند.
«ماشین های بااخلاق» در مورد اخلاقیات روبات های آینده بحث می کند، ولی قضاوت در مورد این کتاب هنگامی امکان پذیر خواهد شد که ببینیم آیا خواهد توانست قواعد خود را تحمیل کند و یا این که بیش از حد زود منتشر شده است.

آیا فناوری جدید کلوک که مانع از تشخیص چهره های شما در دوربین های نظارتی است، خود ناقض حریم خصوصی تان است؟
جک براسیل، دانشمند علوم کامپیوتری در آزمایشگاه هاولت پاکارد (اچ.پی) پرینستون، معتقد است که با رشد بی پایان شبکه های نظارتی دوربین های مدار بسته، CCTV، باید تصورمان را از حفظ حریم خصوصی تغییر دهیم. وی در حال آزمایش فناوری جدیدی با نام کلوک است که هدف آن، کاهش میزان تعرض به حریم خصوصی افراد است. او می گوید:« سیستم ما، به جای این که مانع نظارت شود، به دنبال این است که نگذارد ناظر، بدون اجازه افراد، تصاویر ویدیویی آن ها را پخش کند.»
فناوری کلوک دو نیاز اساسی دارد. یکی این که کاربران سیستم های نظارتیCCTV ، مانند انجمن های شهری یا مراکز خرید، باید به سیستمی وارد شوند که به طور الکترونیکی چهره افرادی را که نمی خواهند تصویرشان در ویدیویی ضبط شود که ممکن است بدست دیگری هم برسد، محو می کند. به گفته براسیل، فهرست این افراد نوعی از فهرست های ملی «تماس نگیرید» خواهد بود، همان کسانی که اعلام کرده اند نمی خواهند با آن ها تماس های تبلیغاتی گرفته شود.
دومین نیاز این فناوری این است که افرادی که کلوک را انتخاب می کنند و نمی خواهند تصویرشان در ویدیوها باشد، باید وسیله ای به نام «تامین گر حریم خصوصی» را با خود داشته باشند. این وسیله را به راحتی می توان در گوشی همراهی با قابلیت جی.پی.اس در اختیار داشت. بنابراین به صورت بی سیم، مکان و سرعت حرکت فردی که این وسیله را با خود دارد به سرور مرکزی مخابره می شود و در نتیجه این داده ها به مرکز کنترل می رسند. در صورتی که قرار باشد ویدیو پخش شود، نرم افزار پردازش تصویر از مسیر فرد مورد نظر برای تشخیص و محو کردن چهره او استفاده می کند. در نمونه شبیه سازی شده کلوک در آزمایشگاه اچ.پی، این فناوری حتی در جمعیت انبوه هم جواب داده است.
● این که خودش ناقض حریم خصوصی است!
این ایده پرسش های اجتماعی و قانونی زیادی را برانگیخته است. یان براون، تحلیل گر حریم خصوصی در موسسه اینترتی آکسفورد واقع در انگلستان می گوید:« به عقیده من اهداف عینی این ایده به هر حال صحیح نیست. نباید این طور باشد که مردم انتخاب کنند که از حریم خصوصی شان حفاظت کنند. به علاوه در عمل این سیستم خودش حریم خصوصی افراد را نقض می کند، چون هر لحظه به سرویس اعلام می کند که شما کجا هستید.»
به نظر می رسد در این جا تناقضی وجود دارد که به آن پاسخ داده نشده. اگر قرار باشد هر کس وسیله ای حمل کند که با استفاده از جی.پی.اس، سیستم او را شناسایی کند و چهره اش را محو کند، آیا همین امکان خودش ناقض حریم خصوصی فرد نخواهد بود؟ یعنی اگر به بهای محو شدن چهره تان؛ اطلاعاتی در مورد این که کجا هستید، کجا می روید، چه سرعتی دارید و مانند آن ارایه دهید، حریم خصوصی حفظ شده است؟
براسیل هم می پذیرد که راه حل پیشنهادی اش ممکن است به مذاق همه خوش نیاید؛ اما به نظر او مساله مهم، بحث در مورد حریم خصوصی است. شاید بتوان گفت مشکل اصلی در طرح این ایده که منجر به بحث های زیادی در مورد آن شده، مشکل در تعریف حریم خصوصی در قرن حاضر باشد.
بین ناشناس بودن و حریم خصوصی داشتن، تفاوت وجود دارد. به علاوه، مگر چه کسان دیگری به جز مسئولان ممکن است به تماشا و یا استفاده از این ویدیوها علاقه داشته باشند؟ آن ها هم که این تصاویر را دست نخورده می خواهند. از سوی دیگر، غیر از افراد مجرم یا پارانویید، چه کسی ممکن است نخواهد که تصویرش توسط مسئولین دیده شود.
وقتی در یک مکان عمومی قرار می گیرید و سایر مشتریان ، رهگذران، فروشندگان، پلیس و خیلی افراد دیگر می توانند شما را ببینند، چرا نباید مسئولین تصویر شما را با دوربین ببینند. اگر مساله شناسایی افراد باشد، درست است که تار کردن چهره قدری آن را مشکل تر می کند، اما آدم ها را می توان از روی حالات و ژست راه رفتن، دویدن، طرز لباس پوشیدن و مانند آن هم شناخت. این ها پرسش هایی هستند که منطق استفاده از این فناوری را زیر سوال می برند.
با همه این حرف ها؛ کسانی هستند که نمی خواهند حس کنند همیشه و همه جا تحت نظارت و جلوی دوربین هستند. خصوصا این که از این تصاویر ضبط شده گه گاه، به ویژه وقتی موضوع جالب یا اتفاق خاصی مانند یک حادثه یا جرم مطرح باشد، استفاده های دیگری هم می شود. برای مثال ممکن است در یک برنامه مستند تلویزیونی، اخبار، سایر رسانه ها، سایت های اینترنتی یا برنامه های تبلیغاتی از آن ها استفاده شود. البته اطمینان به این که این فناوری جدید راه حل مناسبی است، قدری دشوار به نظر می رسد.
براون همچنین به این نکته اشاره می کند که در دو سوی اقیانوس اطلس قوانین متفاوتی در این زمینه وجود دارد. در اروپا، قوانین حفاظت اطلاعات، ویدیوهای نظارتی را منع می کند؛ در حالی که تنها در ایالت های محدودی از آمریکا چنین قانونی وجود دارد. وی اضافه می کند که تشویق مهندسان به در نظر گرفتن حریم خصوصی از همان ابتدای طرح هایشان می تواند راه حل مناسب تری باشد.
براسیل قرار است اواخر امسال کارش را به عنوان بخشی از کتاب نظارت ویدیویی منتشر کند. به عقیده وی، براون از کارش دست خواهد کشید. او می گوید: فناوری خیلی سریع تر از آن پیشرفت می کند که ما بتوانیم مفهوم حریم خصوصی را درک کنیم.
اما بسیاری از مردم با این ایده موافق نیستند. به نظر بسیاری از ساکنان شهرهایی که دوربین های نظارتی در مکان های عمومی آن ها نصب شده، این کار کمکی به حفظ امنیت شهروندان است. با توجه به ضعف سیستم های مجری قانون، خصوصا پلیس، برای آن ها مساله ای مهم تر از حریم خصوصی مطرح است. از دید آن ها، در حال حاضر، داشتن مدرکی تصویری از مرتکبین جرم برای امنیت و کنترل جرایم مهم تر است. یکی از شهروندان می گوید:« من ترجیح می دهم حریم خصوصی به این شکل نداشته باشم؛ اما در عوض اگر کسی از من دزدی کرد، تصویر او روی ویدیوهای نظارتی باشد.»
می توان به موضوع جور دیگری هم نگاه کرد. در حال حاضر از تصاویر به عنوان مدرک ارتکاب جرم استفاده می شود. با فناوری کلوک، هر کسی می تواند چهره اش را تار کند و جرمی را که می خواهد، انجام دهد؛ یا می تواند تلفن همراهش را نزد یکی از دوستانش بگذارد و بعد ادعا کند که در آن زمان در محل وقوع جرم نبوده است. اطلاعات سیستم هم نشان خواهند داد که وی نزد دوستش در آن سوی شهر بوده است.
در حال حاضر، برای کسانی که نمی خواهند در دوربین های نظارتی دیده شوند، راه های ساده تری هم وجود دارد، بدون این که نیازی به ردیابی مسیر آن ها باشد. برای مثال کلاه هایی وجود دارند که سر فرد را در نظر بسیاری از انواع دوربین های نظارتی، یک لامپ نورانی نشان می دهند و دوربین قادر نخواهد بود تصویری از فرد بگیرد. برای این که متوجه شوید این کلاه ها چه طور کار می کنند، کنترل تلویزیون را رو به روی دوربین تلفن همراهتان بگیرید و سریع چند دکمه را پشت سر هم فشار دهید.
در مجموع، با وجود این که ایده براسیل جالب و بحث برانگیز به نظر می رسد، نتوانسته است منطقی قوی را پشتوانه طرح خود قرار دهد. با نداشتن تعریف مشخصی از حریم خصوصی، اشاره به آن در این طرح باعث ابهامات و سوالات بسیاری شده که اعتبار و ضرورت این ایده را مورد تردید قرار می دهند.

حضور ذهن ندارم کسی در بازی آرزوهای گیکی آرزو کرده باشد بتواند مغز خود را مستقیماً به اینترنت متصل کند یا از تراشه ها و پردازنده های کامپیوتری برای افزودن بر توانایی های ذهنی خود استفاده کند، تا اینکه در مقاله یی خواندم در یک نظرسنجی جالب از ۱۰ هزار شهروند امریکایی پرسیده شده بود اگر امکان پیوند بی خطر وسیله یی به مغز ممکن باشد که اجازه دسترسی مستقیم ذهنی به اینترنت را بدهد، حاضر به امتحان آن هستند یا نه؟ ۱۱ درصد پاسخ دهندگان گفته بودند بسیار مشتاق به چنین کاری هستند، یا چنین چیزی را بسیار دوست دارند. نویسنده این مقاله در ادامه با نگاهی توام با شک و تردید و بدبینی به مساله نگریسته و از به خطر افتادن امنیت و حریم خصوصی کاربران چنین فناوری و همچنین سرریز غیرقابل کنترل اطلاعات، متعاقب استفاده از این ابزارها ابراز نگرانی کرده بود. این نوشته باعث شد کمی در اینترنت جست وجو کنم و ببینم اصلاً داستان از کجا آغاز شده و آگاهان و کارشناسان چه پیش بینی هایی در مورد عملی بودن یا کاربرد پیوندهای مغزی و دسترسی ذهنی به اینترنت انجام داده اند. سه سال پیش مردی که از هر چهار اندامش فلج بود، توانست با استفاده از کنترل مغزی شروع به بازی های ویدئویی کند. چنین کاری در نگاه نخست ممکن است تنها یک تفریح به نظر آید، ولی همین کار می تواند تحولی در تعامل ما با کامپیوترها ایجاد کند. روزهایی فرا خواهد رسید که کیبورد و موس ، تنها به منزله ابزارهای قرون وسطایی شکنجه مچ دست ها و انگشتان در نظر گرفته شوند و کاربران بتوانند همه کارهای کامپیوتری شان را از چک کردن میل گرفته تا کار با صفحات گسترده و جست وجو در گوگل را با کنترل ذهنی انجام دهند. چنین چیزی رویاپردازی نیست.
مدتی پیش، پژوهشی به وسیله دانشگاه «براون» و سه موسسه تحقیقاتی دیگر با همکاری شرکت Foxborough انجام شد. این تحقیق نخستین بار در مجله علمی انگلیسی «نیچر» منتشر شد. این تحقیق روی یک مرد ۲۶ ساله فلج از هر چهار اندام به نام «متیو ناگل» انجام شد. در این پروژه یک پیوند مغزی با اندازه یی کوچک تر از یک قرص آسپرین در مغز «ناگل» جاسازی شد. «ناگل» کم کم یاد گرفت چطور با کنترل مغزی، نشانگر را روی صفحه اینترنت حرکت دهد، بازی های ساده انجام دهد، یک بازوی روباتیک را تکان دهد و با کنترل از راه دور، تلویزیون را کنترل کند. او همه این کارها را در زمانی کمتر از نصب یک ویندوز روی کامپیوتر یاد گرفت.
● رمزگشایی مغز
بدون رمزگشایی سیگنال های مغزی و تفسیر طرح های آن، چنین کارهایی غیرممکن بود. تا سال ۱۹۹۹ محققان توانستند طرح های خاص مغز را که نشان دهنده یک یک حروف الفبا است، شناسایی کنند. در حال حاضر شرکت ها و دانشمندان سایبرنتیک سعی می کنند از این دانش استفاده عملی کنند و محصولات تجاری براساس آن بسازند. هم اکنون ۳۰۰ شرکت مختلف در حال کار روی این پروژه هستند. آنها قصد دارند ابزارهایی برای کمک به بیماران دچار آسیب مغزی، نخاعی و اعصاب بسازند. بازار این ابزار و وسایل، بازاری است که سالانه گردش مالی ۴/۳ میلیارد دلاری دارد. ولی تنها هدف دانشمندان سایبرنتیک، تخفیف بیماری های مغزی بیماران نیست. آنها قصد دارند بیماران را قادر سازند با کنترل ذهنی از وسایل الکترونیکی استفاده کنند. در حال حاضر افراد با استفاده از این فناوری می توانند در هر دقیقه ۱۵ کلمه تایپ کنند؛ تقریباً نصف کلماتی که یک فرد عادی در هر دقیقه می تواند با دست بنویسد. با یادآوری قانون مشهور «سیلیکون ولی» که می گوید توان پردازش پردازنده ها شش ماه، دو برابر می شود، ما می توانیم به آینده امیدوار باشیم و انتظار داشته باشیم در سال ۲۰۱۲ سرعت رمزگشایی امواج مغزی به سرعت گفتار یعنی ۱۱۰ تا ۱۷۰ کلمه در دقیقه برسد. تصور کنید با سرعت گفتار بتوانید به یک کامپیوتر فرمان بدهید، در سال ۲۰۰۴ پروفسور «تئودور برگر» رئیس مرکز مهندسی عصبی دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، یک تراشه سیلیکونی قابل پیوند را ساخت که از عملکرد هیپوکامپ مغز تقلید می کرد. هیپوکامپ منطقه یی از مغز است که در فرآیند حافظه موثر است.
این تراشه در صورت تکمیل می تواند به افرادی که به علت آسیب هیپوکامپ قادر به خاطر سپردن به خاطرات جدید نیستند، کمک کند. همچنین در سال های اخیر پیشرفت های زیادی در ساخت شبکیه ها و حلزون های شنوایی پیشرفته تر و انتقال سیگنال های آنها به مغز به وقوع پیوسته است. ولی آیا یک فرد سالم هم به اندازه یک فرد بیمار فلج علاقه مند به پیوند زدن یک تراشه به مغزش خواهد بود؟ شاید در آینده اصلاً نیازی به پیوند زدن این تراشه ها در داخل حفره جمجمه نباشد. فناوری رمزگشایی مغزی، فناوری است که به سرعت پیشرفت می کند. دوسال پیش شرکت سونی، ابزاری برای بازی ساخت که داده ها را مستقیماً و بدون نیاز به هیچ گونه پیوند مستقیماً به مغز می رساند. در این فناوری از سیگنال های اولتراسونیک برای القا کردن حس های بویایی، شنوایی و دیداری استفاده شده بود. «نییلز بیربومر» دانشمند متخصص مغز و اعصاب از دانشگاه توبینگن آلمان وسیله یی ساخت که تنها با تماس پوستی و بدون نیاز به پیوند و تنها با خواندن امواج مغزی، افراد ناتوان را قادر به ارتباط با هم می کرد. بنابراین می توانیم امیدوار باشیم که به زودی بتوانیم همه ماشین ها را با ذهن مان کنترل کنیم. اما چنین طرح بلندپروازانه یی، نه پایانی بر آرزوهای آدمی است و نه آغازی بر این پایان است. شاید بتوانیم آن را پایان یک آغاز بدانیم چرا که می توانیم به یاری چنین فناوری امکان تله پاتی شبکه یی را فراهم سازیم؛ نوعی انتقال بلادرنگ افکار که می تواند شما را قادر کند افکارتان را مستقیماً به ذهن هر شخص دیگری منتقل کنید
● پیوند مغزی و ملاحظات اخلاقی
بعضی از آینده نگرها، به پیوند مغزی به عنوان مکمل فرآیند تکامل نژاد بشر نگاه می کنند. پیوندهای مغزی که بتوانند امکان ذخیره داده و پردازش آسان آن را فراهم کنند یا اینکه توانایی های حسی مافوق بشری به انسان ها بدهند و امکان دسترسی انسان ها را به نسخه های جدید اینترنت بدهد، می تواند از انسان کنونی، موجودات سایبرنتیک بسازد. در همین جا است که اخلاق گرایان، نگران سوء استفاده از این فناوری ها و منحرف شدن آن از اهداف اولیه هستند. آنها نگران هستند که این فناوری ها موجب کنترل افکار یا تغییر تلقی انسان ها از واقعیت شود.
● پیوند مغزی از نگاه فلاسفه و ادبیات
نخستین بار «رنه دکارت» در سال ۱۶۳۸ در کتابی که در مورد «وجود» بحث می کرد، از این زاویه به قضیه نگاه کرد که اگر اهریمن ذهن بشر را مبدل به یک «جعبه سیاه» و کلیه داده های ورودی و خروجی را کنترل کند، آدمی نمی تواند از چنین تسخیری مطلع شود. یک فیلسوف دیگر به نام «هیلاری پوتنام» در یکی از آثارش نوشت فکری که مستقیماً توسط یک کامپیوتر تغذیه شود، قادر نخواهد بود واقعیت را از فریب تشخیص دهد.
نویسندگان آثار تخیلی در قرن بیستم، نگاه توام با هراسی به پیوند مغزی و کنترل ذهنی داشتند. «مایکل کرایتون» در «بشر پایانی» درباره یک بیمار مبتلا به ضایعه مغزی نوشت برای جلوگیری از حملات تشنج، وسیله یی در مغز او قرار داده می شود و او از این وسیله برای ایجاد لذت در خود سوء استفاده می کند. سوءاستفاده دولت ها و نظامیان از فناوری کنترل با نیروی ذهن و پیوند مغزی موضوعی است که در آثار زیادی به آن اشاره شده است. در سریالی با عنوان مرد کابوس زا که در سال ۱۹۸۱ از شبکه بی بی سی پخش شد، ناخدای یک زیردریایی فوق پیشرفته با استفاده از پیوند مغزی، زیردریایی را کنترل می کند. ولی او با استفاده از این تراشه، مبدل به یک قاتل کنترل نشدنی شد. شاید تاثیرگذارترین رمان درباره پیوند مغزی، رمان Neuromancer باشد که در سال ۱۹۸۴ به وسیله «ویلیام گیبسون» نوشته شد. در این رمان نیروهای ارتشی با مسلح شدن به تراشه های مغزی، قدرت و توانایی دیداری و حافظه بیشتری پیدا می کنند.
اما به احتمال زیاد تریلوژی ماتریکس و فیلم های پالپ فیکشن و قسمت دوم فیلم مرد عنکبوتی، آثار آشناتری برای ما هستند که در آنها به نحوی به پیوند مغزی و کنترل ذهنی اشاره شده است.

رسانه‌هاي رسمي انگليس تصاويري از درختاني كه وسايل اطراف خود را خورده‌اند، منتشر كردند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
به گزارش ايسنا، بر اساس گزارش رسانه‌هاي رسمي انگلستان اين تصاوير كه از مناطق مختلف جنگلي اين كشور تهيه شده‌اند نشان مي‌دهد كه درختان هر چيزي را كه سر راهشان قرار داشته خورد و از ميان آنها عبور كرده‌اند.
بر اساس گزارش روزنامه ديلي ميل، در برخي از اين تصاوير جالب نشان داده شده كه درختان حتي سيم‌هاي خاردار، ‌صندوق‌هاي پست، دوچرخه و خودرو را رد كرده و از ميان آنها رشد كرده‌اند. علت اين پديده هنوز نامشخص است. البته در برخي از موارد دانشمندان معتقدند كه درختان در طول مدت 30 سال اين اشيا را بلعيده و از ميان آنها راهي براي رشد ايجاد كرده‌اند.

در سال ۲۰۰۴ در بندر ساوتهمپتون انگلیس پس از پنج سال تلاش متخصصان بزرگ ترین، مرتفع ترین، مجلل ترین و پرهزینه ترین کشتی مسافربری برای جهان تولید شد. این کشتی غول پیکر که کویین مری ۲ نام دارد بار دیگر عصر طلایی کشتی های پرشکوه اقیانوس پیمای اوایل قرن بیستم را با تکنولوژی و علوم پیشرفته قرن بیست و یکم در خاطره ها زنده کرد. در دوره یی نزدیک به ۶۵ سال، خطوط دریایی «کونارد» بریتانیا تنها یک اقیانوس پیما روی اقیانوس اطلس شمالی داشت که کویین الیزابت بود و اکنون زیر سایه سنگین کویین مری قرار گرفته است. برای درک بهتر این غول دریایی کافی است مجسم کنید جسم شناوری را که طول آن به اندازه ۴۳ اتوبوس دو طبقه یعنی ۵۵ متر بلندتر از برج ایفل است و در پهن ترین قسمت عرضی به اندازه یک زمین فوتبال دارد. جالب اینکه ارتفاع کویین مری از سطح عرشه آن تا دودکش به اندازه یک برج ۱۵ طبقه است.
این کشتی اقیانوس پیما که مجهز به پیشرفته ترین سیستم های رانش است می تواند فاصله بین بندر ساوتهمپتون تا نیویورک را در مدت کمتر از دو هفته طی کند. هر کشتی دیگری از انجام چنین کاری ناتوان است. مدیران خطوط دریایی کونارد از حدود ۱۵ سال پیش به فکر تولید و استفاده از چنین کشتی غول پیکری بودند و به همین دلیل برنامه تولید آن را در اولویت کاری خود قرار دادند. به همین دلیل هم یک گروه متخصص حرفه یی به سرپرستی «گری الیس» افسر ارشد کشتی الیزابت ۲ و نیز «استفان پین» مهندس طراح سازه های دریایی تشکیل دادند تا عملیات طراحی و تولید بزرگ ترین کشتی اقیانوس پیمای جهان را آغاز کنند. از همان ابتدا شکل ظاهری کشتی بسیار حائز اهمیت بود زیرا به دلیل انجام سفر در مناطق سرد و یخبندان لازم بود از ایجاد بالکن رو به جلو در کویین مری صرف نظر شود. همچنین لازم بود برای مقابله با امواج خروشان دریا، جلوی کشتی شکل کاملاً تیزی داشته باشد. ضمن اینکه اختصاص بخش خاصی برای حمل قایق های تندرو از دیگر مشخصات مهم آن محسوب می شود. برای انجام چنین طرحی، بخش زیرین کویین مری که در آب قرار می گیرد، بلندتر، پهن تر و هیدرودینامیک تر از هر کشتی اقیانوس پیمای دیگری است. جالب اینکه با توجه به طول ۳۵۰ متری محاسبه شده برای این اقیانوس پیما، هیچ کدام از شرکت های کشتی سازی بریتانیا، توانایی ساخت آن را نداشتند. به همین دلیل هم مکانی خارج از کشور انگلیس برای ساخت کویین مری انتخاب شد. این در حالی است که هم اکنون در جهان پنج شرکت هستند که توانایی و تکنولوژی ساخت چنین سازه هایی را دارند که از آن جمله کشورهای ایتالیا، کره جنوبی، فرانسه، ایالات متحده و آلمان را می توان نام برد. از بین این کارخانه های بزرگ، مجتمع فنی «آلستوم شانتیر» واقع در منطقه «سنت قازار» در جنوب غربی فرانسه انتخاب شد زیرا شرکت های نزدیک به بریتانیا در اولویت بودند که از بین شرکت های فرانسوی و آلمانی، توانایی ها و تکنولوژی های شرکت فرانسوی، در سطح بالاتری تشخیص داده شد و عملیات ساخت کویین مری در آنجا شروع شد. طراحی و تولید این اقیانوس پیمای عظیم الجثه در اواسط سال ۲۰۰۱ میلادی آغاز شد و در اوایل سال ۲۰۰۴ به پایان رسید. عملیات ساخت به اندازه یی گسترده بود که نزدیک به چهار هزار نفر در قالب ۴۵ شرکت پیمانکار، شرکت برنامه ریزی و مهندسی و نیز کارگر و تکنسین در این زمینه مشغول به فعالیت بودند. ضمن اینکه همه روزه از ساعت ۳۰/۶ صبح کار شروع می شد و تا ساعت ۱۰ شب ادامه داشت. کویین مری ۲ در واقع جایگزین کویین مری ۱ شد. این اقیانوس پیما (کویین مری ۱) با به پایان رسیدن دوران فعالیتش، هم اکنون به یک موزه جالب تبدیل شده و در ایالت کالیفرنیا روزانه از هزاران بازدیدکننده پذیرایی می کند.
در بخشی از این موزه شناور نحوه عملکرد پرسنل بخش موتورخانه و نحوه زندگی آنها در یک کشتی بخار نشان داده می شود. یعنی جایی که کارگران با سرعت و با حالتی دیوانه وار مشغول پر کردن محفظه دیگ های بخار از زغال سنگ هستند تا با ایجاد فشار بخار کافی کشتی را از برخورد با یک کوه یخ (همان بلایی که موجب شد اقیانوس پیمای تایتانیک برای همیشه به اعماق دریا برود) ایمن نگه دارند.
کشتی کویین مری۲ در واقع باعث احیای دوباره سفرهای لوکس و تجملاتی کشتی های بخار اوایل قرن بیستم شده است ولی با این تفاوت که دیگر خبری از آن جنجال های تجملاتی یک قرن پیش نیست، ضمن اینکه کشتی بخار جای خود را به اقیانوس پیماهای مجهز به موتورهای پیشرفته و توربین های گازی داده است. کشتی کویین مری به شش نیروگاه تولید برق مجهز است که چهار نیروگاه آن از توربین های دیزلی بدون آلایندگی بهره می برند و محصول کمپانی warsila در نزدیکی شهر نوکیای فنلاند است. این توربین های دیزلی بدون آلایندگی مجهز به تکنولوژی «ریل مشترک» بوده و سیستم سوخت آنها به صورت الکترونیکی و با سیستم های کنترلی پیشرفته هدایت می شود تا درنهایت با کمترین میزان مصرف حداکثر بازدهی را داشته باشد.
موتورهای به کار رفته در این اقیانوس پیما توسط دو توربین جت تقویت می شوند و برای کاهش میزان اکسیدهای نیتروژن در آنها مقدار درجه حرارت هر سیلندر قبل از تزریق سوخت توسط سیستم های ابزار دقیق کاهش می یابد. جالب اینکه ژنراتورهای کویین مری به قدری قوی هستند که زمان قرار گرفتن در مدار (وقتی به طور همزمان فعال می شوند) این توانایی را دارند که برق یک شهر کوچک را تامین کنند.
برق تولیدی این ژنراتورها، روشنایی تمام بخش های این اقیانوس پیمای غول پیکر را از فروشگاه ها گرفته تا سیستم تهویه و شبکه پیشرفته کامپیوتری آن تامین می کند. کویین مری ۲ از لحاظ سطح آسایش و راحتی هم فوق العاده است به طوری که نه تنها در سطح دریاها بلکه شاید در خشکی نیز هیچ هتلی و اقامتگاهی تا این اندازه لوکس نباشد.
بهترین بخش اقامتی این کشتی بخش آپارتمان های ویژه آن است که از زیربنای ۱۵۰ تا ۲۵۰ مترمربع برخوردار بوده و از بهترین هتل آپارتمان ها نیز مجلل ترند. دو طبقه از کشتی هر کدام شامل پنج آپارتمان ویژه با چشم اندازی رو به دریا هستند و همچنین مجهز به محوطه ورزش اختصاصی، کتابخانه شخصی و سیستم اینترنت پرسرعت بوده و نیز دارای یک سالن سینمای شخصی و سرویس بهداشتی مخصوص مهمانان هم هستند.
با تولید این کشتی عظیم الجثه، بریتانیا ثابت کرد در کنار کشورهای کره جنوبی و ایالات متحده که بزرگ ترین صنایع کشتی سازی جهان را دارا هستند، حرف های زیادی برای گفتن دارد.

امروزه به ندرت اتفاق می افتد که کامپیوتر به بدن افراد وصل شود. بدن انسان به طور کلی به گونه یی ساخته شده است تا جهان اطراف خود را لمس کرده و با آن ارتباط برقرار کند اما کامپیوترها فقط با نوک انگشتان دست انسان در تماس هستند. البته همین نوک انگشت نیز اجازه ندارد از تمام قابلیت های خود استفاده کند. کامپیوترهایی طراحی شده است تا همه جانبه با انسان تعامل داشته باشد و در لحظات مختلف حس های گوناگونی را از انسان دریافت کند تا بتواند اطلاعات را انتقال دهد. من به عنوان یک متخصص کامپیوتر، بیش از ۲۰ سال روی پروژه یی به نام «واقعیت مجازی» کار کرده ام تا کل بدن را به تعامل با کامپیوتر درآورم.
شما می توانید یک دستگاه ایده آل «واقعیت مجازی» را به صورت یک آینه با موتور حسگر در نظر بگیرید که در مقابل بدن انسان قرار گرفته است. هر جا که بدن ما دارای حسگر است (مانند گوش، چشم و زبان) سیستم «واقعیت مجازی» باید تحریکی را برای آن نقطه از بدن ایجاد کند تا یک دنیای توهمی و غیرواقعی متناظر با آن تحریک به وجود آید. به عنوان مثال چشم به یک نمایش تصویری، گوش به صدایی برای شنیدن و زبان به مزه یی برای چشیدن نیاز دارد؛ البته این فقط بخش ساده موضوع است. بیشتر قسمت بدن انسان دارای پوست است. بنابراین دستگاه ایده آل «واقعیت مجازی» (VR) عمدتاً به لمس و حس کردن اختصاص یافته است. اصطلاح خاص این بخش از VR«حس لامسه» است.
من انتظار زیادی از حس لامسه دارم. هنگامی که مردم به صورت فیزیکی خود را حس کرده و نشان می دهند، به طور عمیق تر و خلاقانه تر فکر می کنند. مانند هر شخص دیگری که یاد می گیرد چگونه پیانو بنوازد، من در شگفتم که دستان من چگونه می تواند مسائل پیچیده ریاضی را به راحتی و سریع تر از آنچه من بتوانم درباره آنها به طور ذهنی بیندیشم، حل کند. من همواره شیفته این قابلیت بوده ام و تلاش کرده ام بتوانم مولکول های DNA و مسائل انتزاعی هندسه را درون سیستم های تخیل پردازانه VR تجربه کنم؛ سیستم هایی که واکنش تمام اعضای بدن را برای آنها امکان پذیر می سازد. متاسفانه پیشرفت در این زمینه به کندی صورت می گیرد. فناوری VR به مقدار زیادی قدرت محاسبه نیاز دارد. سیستم اینترنتی Second Life امسال توجه زیادی را به خود جلب کرده است، که البته استحقاق آن را نیز داشت زیرا نشان می دهد می توان مردم را با کاربردهای مبتکرانه VR، که بسیار فراتر از بازی های کامپیوتری است، مجذوب کرد اما یک پدیده محبوب دیجیتالی دیگر (که البته آن نیز لامسه یی است) وجود دارد. این پدیده (گرچه به طور گسترده یی مورد توجه قرار نگرفته است) نیز که به اندازه مورد قبلی درباره آینده VRسخن می گوید، کنترل کننده «وای» (Wii) نام دارد. این وسیله به عنوان آغازگر یک انقلاب لامسه یی در اذهان باقی خواهد ماند.
در اوایل دهه ۸۰ من و همکارانم زمان زیادی را صرف کردیم تا کشف کنیم چگونه بدن انسان می تواند بهترین تعامل را با دنیای مجازی داشته باشد. شاخصی که از پروژه VR حاصل شد، «دیتا گلاو» نام داشت. آن یک دستکش پر شده با حسگر بود که می توانست یک مدل مجازی آنی از دست انسان را به سوی دنیایی که به وسیله کامپیوتر ایجاد شده بود، هدایت کند. چیزی که من خیلی امیدوار بودم درباره «دیتا گلاو» اتفاق بیفتد آن بود که مردم بتوانند به آسمان برسند و اشیای مجازی را به گونه یی لمس کنند که گویی خودشان در حال ساخت بلوک ها هستند. به عنوان مثال ما محیط های برنامه ریزی مبتنی بر دستکشی را ساختیم که شخص می توانست موتورهای اسباب بازی مجازی را مونتاژ کند یا برنامه های کامپیوتری را سر هم کند، مانند مدارهایی که عملکرد بخش های مختلف یک نرم افزار را ارائه می دهد.
البته مشکلات زیادی نیز در این مسیر وجود داشت. جدی ترین مشکل در رابطه با ردیابی حسگرهای موجود در «دیتا گلاو» این بود که موقعیت و بالا و پایین بودن دست را اندازه گیری می کرد. معمولاً کاربران بدون آنکه خودشان بدانند، حرکات خود را به آهستگی انجام می دادند تا به حسگرهای کند و باتاخیر، زمان کافی بدهند. آنگاه این افراد اعوجاج زمان را تجربه می کردند. آنها تصور می کردند برای مدت زمان کمتر از زمان حقیقی در دنیای VR قرار داشتند. آن یک نمایش زیبا از این موضوع بود که چگونه بعضی اوقات مغز انسان از ریتم های بدن برای اندازه گیری گذر زمان استفاده می کند.
دشواری هایی که ما با آنها روبه رو شدیم در حقیقت منجر به ابداعات مهم و جالبی شد، از جمله روش جدیدی برای درمان فیزیکی. با استفاده از یک «دیتا گلاو» نسل اول می شد توپ های مجازی را در فضای VR پرتاب کرد (ولی خیلی آهسته)، به گونه یی که گویا توپ ها در حالت اسلوموشن حرکت می کنند. این مفهوم در حال حاضر در توانبخشی پیشرفته، یک کار متداول است. به عنوان مثال سیستم های معالجه و درمانی وجود دارد که از VRدارای حرکت آهسته بهره می گیرد تا به بیماران کمک کند که اعضای آسیب دیده شان به سرعت عادی خود دست یابد.
خوشبختانه درحال حاضر حسگرها و ریزپردازه ها خیلی بهتر و ارزان تر شده است، به طوری که کنترل کننده های «وای» امروزه می توانند خود را با حرکات تند و سریع باز و تطبیق دهند. «دیتا گلاو» از خاصیت آهن ربایی برای تعیین جهت و موقعیت استفاده می کرد. «پاور گلاو» که نسخه بعدی آن بود، از خاصیت مافوق صوت بهره می گرفت که گام های آن خیلی بالاتر از آستانه شنوایی انسان است. سیستم کنترل کننده «وای» ترکیبی از هر دو فناوری را به کار گرفته است. آن دوربینی دارد که beacon (امواج رادیویی که برای هدایت هواپیما به کار می رود) نور مرئی را می بیند و دارای شتاب سنج هایی است که حرکت را در سه جهت اندازه گیری می کند. هر دو حسگر به اندازه کافی سریع هستند. در نتیجه بازیگران «وای» می توانند چیزها را به همان خوبی که بازوی انسان انجام می دهد، پرتاب کرده و تاب دهند. متاسفانه کنترل کننده های «وای» در فعالیت هایی که مستلزم دوام و پیوستگی یا ساختمان است، مزیتی نسبت به دستکش های قدیمی فوق الذکر ندارند. این دو عامل جالب ترین چیزهایی است که می توان در فضای VR انجام داد.
خلاصه آنکه سیستم «واقعیت مجازی» کمک می کند افرادی که دارای معلولیت های ذهنی یا برخی معلولیت های جسمی هستند بتوانند بهتر و راحت تر با محیط اطراف خود ارتباط برقرار کنند. ضمن اینکه این سیستم به ما کمک می کند در دنیای دیجیتال با سرعت بیشتری رو به جلو گام برداریم.

بیوتکنولوژی یا زیست فناوری، شاخه یی از فناوری است که بر پایه زیست شناسی بنا شده و در ارتباط با کشاورزی، غذا، تولید دارو و کشف روش هایی فناورانه برای بهبود سطح سلامت بشر است.
کنوانسیون سازمان ملل متحد در تنوع بیوتکنولوژیک، این علم را در یک جمله ساده تعریف می کند؛ «هرگونه به کارگیری فناوری با استفاده از سیستم های زیست شناسی، ارگانیسم های زنده و سایر مشتقات آن که محصولاتی را برای استفاده یی مرتبط، تولید یا دچار تغییر کند.»
در قرن بیست و یکم، بیوتکنولوژی به نوعی برای اشاره به مهندسی ژنتیک استفاده می شود، که البته یک کاربرد وسیع تر دارد و هرگونه ایجاد تغییر در ارگانیسم های زنده برای ارائه خدمتی تازه به آینده بشر را شامل می شود.
بیوتکنولوژی، شاخه های مختلفی را دربرمی گیرد که ایمونولوژی، بیوتکنولوژی کشاورزی، مولکولی، دارویی و غذایی از آن جمله است. کنوانسیون سازمان ملل در تنوع بیوتکنولوژیکی که اختصاراً به عنوانBiodiversity Convention شناخته می شود، در سال ۱۹۹۲ در ریو دو ژانیرو برزیل معرفی شد و غیر از عراق، آندورا، واتیکان، سومالی و ایالات متحده امریکا، همه کشورهای دنیا عضویت در آن را پذیرفته اند.
این علم به نسبت سایر شاخه های زیست شناسی و فناوری، یک رشته نوپا و تازه کار است و به همان نسبت در ایران نیز از علوم کمتر شناخته شده محسوب می شود، با این حال برخی از موسسات و مراکز تحقیقاتی علمی که غیر از فعالیت های تولیدی و اقتصادی، در زمینه بیوتکنولوژی و توسعه آن، پروژه های علمی و بین المللی اجرا می کنند نیز در کشور ما فعال هستند. از جمله انستیتو پاستور ایران که یک موسسه تحقیقاتی و پژوهشی شناخته شده در حوزه بیوتکنولوژی محسوب می شود و از سال ۱۹۲۰ میلادی و طی یک پروژه مشترک علمی بین دولت های ایران و فرانسه تاسیس شد.
متاسفانه کشور ما از لحاظ تعداد مقالات پژوهشی در حوزه بیوتکنولوژی، جایگاه قابل توجهی در سطح جهان و آسیا ندارد و در بین ۴۰ کشور نخست قرار گرفته و به صورت دقیق تر، در رتبه هشتم آسیا قرار دارد. با این حال، نتایج برخی پژوهش ها، اختراعات و دستاوردهای دانشمندان ایرانی در این عرصه، برای آینده امیدوارکننده است و نوید روزهای بهتری را می دهد.
از جمله جدیدترین این دستاوردهای ملی، اخیراً در یک پروژه مشترک به دست آمده و طی آن، پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با همکاری سازمان انتقال خون ایران، موفق به تبدیل سلول های بنیادی مغز استخوان به سلول های کبدی روی داربست سه بعدی نانو الیاف شدند.
نارسایی شدید کبدی، یکی از بیماری های صعب العلاج شناخته شده است و پیوند کبد برای بیماران مبتلا به این درد، آخرین راه درمان به حساب می آید. از همین رو مراکز پژوهشی مختلف همواره به دنبال استفاده از سلول های بنیادی برای تبدیل به سلول های کبدی هستند که ساختار دوبعدی استفاده شده تاکنون به علت از بین رفتن کامل کبد به عنوان محل رشد سلول های جدید موفقیت چندانی را نصیب پژوهشگران نکرده است.
به گفته دکتر «سمیه کاظم پور» که دانش آموخته دانشکده علوم پزشکی دانشگاه تربیت مدرس است، در این پژوهش، ابتدا سلول های بنیادی مزانشیمی از مغز استخوان جداسازی شده و روی داربست پلیمری سه بعدی در مقیاس نانو که برای این تحقیق در مرکز فناوری بن یاخته تهیه شده بود، قرار داده شد.
نتایج به دست آمده از کشت سلولی بیانگر تبدیل موفقیت آمیز سلول های بنیادی به سلول های کبدی بود و نشان می داد که این سلول ها توانایی ترشح نشانگرهای کبدی را داشتند.
در حال حاضر روابط بین المللی ایران در زمینه بیوتکنولوژی با کشورهایی همچون آلمان، فرانسه، سوئیس، ونزوئلا و در سطح آسیا با کشورهایی همچون مالزی، اندونزی و سوریه برقرار است و برخی از دانشگاه های سراسری از جمله دانشگاه تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، دانشگاه گرگان، دانشگاه کردستان، دانشگاه رازی کرمانشاه، دانشگاه مازندران و بسیاری از شعبه های دانشگاه آزاد اسلامی در سراسر کشور نیز دوره های تحصیلی این رشته در مقاطع گوناگون را ارائه می کنند.
هرچند که علم نوپای زیست فناوری در ایران برای ادامه راه خود با چالش های فراوانی روبه رو است، اما تشکیل ستاد ویژه بیوتکنولوژی که دو ماه پیش با دستور رئیس جمهور اتفاق افتاد، نقطه امیدی بود که آینده را برای بومی سازی و شکوفایی کامل این فناوری تاثیرگذار و پرمنفعت در ایران روشن کرد.
توانایی دانشمندان ایرانی برای تولید داروهایی همچون آیمود، گاما اینترفرون و آنژی پارس که بیماری های صعب العلاج از جمله ایدز، سرطان و زخم پای بیماران دیابتی را درمان می کنند و به کمک زیست فناوری ساخته شده اند، در حال حاضر بخش عمده و مهمی از دارایی ملی ما در عرصه بیوتکنولوژی را تشکیل می دهد و با توجه به اخباری که به صورت پراکنده از برخی دانشگاه ها و موسسات آموزش عالی کشور در زمینه برنامه های آتی آنها در توسعه بیوتکنولوژی شنیده می شود. به نظر می رسد این علم راه خود را برای حرکت به بهترین سطوح پیشرفت و توسعه پیدا کرده است.

دانشمندی به نام «سی بک» در سال ۱۸۲۳ دریافت اگر محل اتصال دو فلز ناهمانند دارای اختلاف دمایی باشد، افت ولتاژ ایجاد می شود. بعدها این پدیده به نام «پدیده سی بک» شناخته شد. حالت معکوس این پدیده آن است که اگر افت ولتاژی در محل اتصال این دو فلز حفظ شود، یکی از آنها گرم و دیگری سرد می شود که به آن «پدیده Peltier» می گویند. در سال های بعد دانشمندان دیگری نشان دادند وقتی قطره آبی در محل اتصال سیم های فلزی ساخته شده از آنتیموان و بیسموت ریخته و جریان الکتریسیته اعمال شود، این قطره آب یخ خواهد زد و زمانی که جریان معکوس می شود، یخ ذوب می شود. این موضوع از اصول سرمایش ترموالکتریکی به شمار می رود. علت این پدیده آن است که الکترون ها حامل انرژی گرمایی هستند و می توانند توسط اعمال ولتاژ از باتری، از انتهای سرد به انتهای گرم حرکت کنند. بر این اساس حدود دو دهه بعد موضوع ساخت یخچال های ترموالکتریکی برای خانه ها مطرح شد که در آنها از نیمه هادی ها بهره گرفته شد. بعدها این موضوع به علت محدودیت در سرمایش توسعه چندانی نیافت ولی مثلاً در خودرو برای خنک کردن نوشابه مورد استفاده قرار گرفت. امروزه با توجه به افزایش قیمت حامل های انرژی در سطح جهان، دانشمندان در پی آن هستند که با بهره گیری از مواد ترموالکتریک بتوانند حرارت های ناخواسته را به این مواد اعمال کرده و الکتریسیته تولید کنند. یکی از مشهورترین این حرارت های ناخواسته همانا حرارت خروجی از اگزوز خودرو است که گروه های زیادی از محققان سعی در بهره برداری از این حرارت دارند.(علاقه مندان به دیگر روش های جدید برای تولید برق می توانند به مقاله «منابع تازه انرژی در راه است» روزنامه اعتماد، مورخ ۲۸/۳/۸۷ مراجعه کنند.)
خودروی شما بین ۷۰ ۶۰ درصد از انرژی ورودی را به صورت گرما هدر می دهد. این در حالی است که با افزایش کارایی مواد ترموالکتریک می توان این شرایط را تغییر داده و این حرارت را به الکتریسیته تبدیل کرد.
همان طور که می دانید در موتورهای بخار از حرارت برای تولید بخار جهت به حرکت درآوردن تجهیزات استفاده می شود. همان طور که بیان شد، در تجهیزات ترموالکتریکی نیز به طریق مشابه می توان از حرارت برای حرکت الکترون ها در مسیر مورد نیاز بهره جست. از آنجایی که در اکثر تجهیزات مکانیکی و الکتریکی حرارت غیرمفید تولید می شود، می توان با بهره گیری از مواد ترموالکتریک از این حرارت مقادیر زیادی انرژی مفید به دست آورد.
مطالب فوق بدان معنی است که با قرار دادن قطعات کوچکی از مواد ترموالکتریک در سطوح گرم یا داغ(مثل اگزوز خودروها یا پروسسور کامپیوترها)، می توان انرژی تولید کرد.
البته مشکل اینجا است که مواد ترموالکتریک کنونی دارای راندمان پایینی هستند. این راندمان توسط عدد ZT (ZT figure) تعریف می شود. باید گفت به رغم چندین دهه پژوهش هنوز بهترین مواد ترموالکتریک دارای عدد ZT نزدیک به یک هستند و فقط زمانی که بتوان این عدد را به حدود ۳ تا ۴ رساند، می توان این روش را با دیگر روش های تولید برق مقایسه کرد.
● بهبود راندمان
یکی از متغیرهای عدد ZT، مقدار حرارتی است که یک قطعه مشخص از مواد ترموالکتریک می تواند در یک لحظه به برق تبدیل کند. امروز به اثبات رسیده است که می توان این خاصیت را بهبود بخشید. جوزف هرمانس و ولادیمیر یوویچ از دانشگاه ایالتی اهایو روشی را برای تغییر این خاصیت در ماده تلورید سرب(مرسوم ترین ماده ترموالکتریک) یافته اند.
اساساً درون ماده تلورید سرب تعداد معدودی الکترون با امکان دارا بودن انرژی کافی برای تبدیل حرارت به الکتریسیته وجود دارد. اصطلاحاً به این انرژی، انرژی یا سطح فرمی گفته می شود.
افراد فوق الذکر در آزمایش های خود دریافتند با افزودن مقادیر کمی تالیم به ترکیب تلورید سرب می توان الکترون های بیشتری را به این سطح از انرژی رساند. این موضوع به دلیل رزونانس(تشدید) مناسب بین الکترون های موجود در تالیم با ماده تلورید سرب است.
آزمایش ها نشان می دهد بهترین کارایی معجون تالیم با تلورید سرب، در دمای ۵۱۰ ۲۳۰ درجه سانتیگراد حاصل شده است که این معادل دمای موتور خودروها است. ضمناً در دمای ۵۱۰ درجه سانتیگراد عدد ZT به ۵/۱ می رسد.
● تلفیق دو راهکار
هرمانس می گوید؛«در سال ۲۰۰۶ پروفسور ماهانتی از دانشگاه ایالتی میشیگان موفق به محاسبه رزونانس خاص بین الکترون های تالیم و الکترون های اتم تلوریم شد.»
البته اوایل این سال ژیفنگ رن و گروه همکارش از کالج بوستون در ماساچوست توانسته بودند ماده ترموالکتریکی با عدد ZT معادل ۴/۱ را از روش دیگری تولید کنند. آنها به روش فیزیکی ساختمان کریستالی تلورید بیسموت، آنتیموان را به نحوی تغییر دادند تا حرارت عبوری از این ماده کاهش یابد و بدین طریق نسبت حرارت تبدیل شده به الکتریسیته افزایش یابد که این به معنی افزایش راندمان است.
در این باره رن متذکر شده است؛«پس از دستاوردهای ما در زمینه بهبود عدد ZT اکنون زمان مناسبی برای مشاهده نتایج به دست آمده توسط هرمانس ویوویچ است.» یوویچ نیز می گوید؛«نکته جالب آن است که حالا ما می توانیم دیدگاه جدید خود را با دیدگاه جدید گروه رن در هم بیامیزیم. هر چند تخمین محدوده ZT حاصل از این تلفیق کار سختی است ولی واضح است که به عدد ZT بالاتر از ۵/۱ خواهیم رسید.»
● تئوری در مرحله اجرا
همان طور که ذکر شد، با استفاده از گازهای بدبوی خروجی از اگزوز خودروها می توان مصرف سوخت خودرو را کاهش داد. اخیراً وزارت انرژی امریکا از خودروسازان خواسته است با به خدمت گرفتن انرژی اتلافی در اگزوز خودروها، مصرف سوخت را به میزان ۱۰ درصد کاهش دهند و محققان نیز درتلاشند به این هدف تعیین شده، دست یابند. شرکت جنرال موتورز در حال رسیدن به این هدف است ولی باید اذعان کرد این شرکت در این مسیر تنها نیست و یکی از زیرمجموعه های خودروسازی BMW به همراه دانشگاه ایالتی اهایو توجه خود را روی این موضوع معطوف کرده اند. نهایتاً این موضوع به بحث «مواد ترموالکتریک» مربوط شد. نباید فراموش کرد این بحث دربرگیرنده دانشی است که طی آن سعی می شود از اختلاف دما برای تولید الکتریسیته و برق استفاده کرد و برای رشد این دانش نیز هیچ زمانی بهتر از دوره کنونی نیست که قیمت سوخت افزایش یافته است و همه از راهکارهای صرفه جویی در مصرف سوخت حمایت می کنند.
یانگ که یکی از محققان شرکت جنرال موتورز است، اظهار می دارد با قرار دادن صفحات فلزی خاص در اطراف اگزوز خودروی شورولت مدل Suburban توانسته اند ۵ درصد از مصرف سوخت این خودرو بکاهند که این به معنی افزایش مسافت یک مایل به ازای هر گالن سوخت است که در خودروهای کوچک تر، کاهش مصرف سوخت بیش از این ارقام خواهد بود. باید توجه داشت شرکت جنرال موتورز اعلام کرده است رسیدن به کاهش ۱۰ درصدی در مصرف سوخت، فقط در خودروهای ساخت این شرکت باعث صرفه جویی معادل ۱۰۰ میلیون گالن سوخت در سال برای امریکا خواهد شد. از نظر یانگ «این موضوع بسیار جذابی است.»
در همین ارتباط وزارت انرژی امریکا با پرداخت قسمتی از هزینه این تحقیقات به خودروسازان توانسته است آنها را در ساخت یک ژنراتور ترموالکتریک برای کامیون های سنگین یاری کند. ۱۲ سال پیش، این مولد تست هایی معادل ۵۵۰ هزار مایل را از سر گذراند. فیر بانکز مدیر توسعه تکنولوژی ترموالکتریک این وزارتخانه است. او متذکر شده است موفقیت دستگاه فوق به راه اندازی یک رقابت در سال ۲۰۰۴ منجر شد تا دستگاهی ساخته شود که بتواند یا جایگزین دینام شود یا به عملکرد آن کمک کند.
برای این رقابت سه گروه انتخاب شدند که شرکت جنرال موتورز و شرکت BSST که از سازندگان مواد ترموالکتریک به شمار می رفت، روی خودروهای سواری متمرکز شدند و دانشگاه ایالتی میشیگان توجه خود را به کامیون های سنگین معطوف کرد. او می افزاید ساخت ژنراتورهای ترموالکتریک طی سه سال آینده به تولید انبوه خواهد رسید. او می گوید؛«این فناوری احتمالاً در کوتاه ترین زمان بیشترین تاثیر را خواهد گذاشت.»
اساساً این فناوری شبیه چیزی است که سازمان ناسا برای تولید الکتریسیته در کاوشگر های فضایی به خدمت می گیرد، چون در آنجا نیز تجهیزات مستعد سایش وجود دارند. امروزه حدود ۳۰ سال است که از فناوری ترموالکتریک در کاوشگرهای فضایی استفاده می شود.
همان طور که بیان شد دستگاه های ترموالکتریک به دو صورت کار می کنند، یعنی اگر به آنها برق داده شود، می توان از آنها برای سرمایش یا گرمایش استفاده کرد ولی اگر بر آنها اختلاف درجه حرارت اعمال شود، می توان از آنها الکتریسیته گرفت.
البته خودروسازان بر کارکرد دوم آن متمرکز شده اند. این بدان خاطر است که در یک موتور احتراق داخلی فقط حدود یک چهارم از انرژی بنزین صرف چرخاندن چرخ ها می شود و حدود ۴۰ درصد از این انرژی از اگزوز خارج می شود و حدود ۳۰ درصد باقیمانده نیز از طریق خنک کردن موتور از بین می رود. این بدان معنی است که حدود ۷۰ درصد از انرژی سوخت هدر می رود. حال اگر بتوان قسمتی از این انرژی را بازیابی و به الکتریسیته تبدیل کرد، می توان بهره وری از سوخت را افزایش داد.
قابل ذکر است که یک خودروی شورولت مدل Suburban طی یک سیکل ترافیک شهری حدود ۱۵ کیلووات توان حرارتی را از اگزوز خارج می کند که با این توان قادر خواهیم بود سه یا چهار کولر گازی را به طور همزمان به کار بگیریم.
البته از آنجایی که نمی توان تمامی حرارت خروجی از اگزوز خودرو را تحت کنترل درآورد، بنابراین طبق اطلاعات موجود هنگامی که سرعت این خودرو حدود ۶۰ ۵۰ مایل در ساعت است، این مولد می تواند ۸۰۰ وات توان تولید کند. با این میزان الکتریسیته می توان تجهیزاتی از قبیل دستگاه GPS، دستگاه دی وی دی، رادیو و احتمالاً پمپ آب خودرو را به کار انداخت.
قرار است دستگاه ساخته شده توسط گروه یانگ سال آینده در این خودروی شورولت به خدمت گرفته و آزمایش شود. البته قرار است دستگاه ساخته شده توسط محققان دانشگاه ایالتی اهایو و شرکت BSST نیز در سال ۲۰۰۹ روی یک خودروی BMW نصب شود.
همان طور که قبلاً نیز بیان شد، ژنراتورهای ترموالکتریک با گرم شدن یک قطعه فلزی شروع به کار می کنند. چون الکترون های برانگیخته شده به سمت قسمت فلزی سرد حرکت می کنند که این حرکت باعث ایجاد جریان الکتریسیته می شود.
هنوز مشخص نیست قیمت این ژنراتور به چه میزان قیمت خودرو را افزایش می دهد و بر این اساس دانشمندان به دنبال آن هستند که این دستگاه را اقتصادی تر کنند. بل ریاست شرکت BSST را بر عهده دارد که یکی از زیرمجموعه های شرکت Amerigon Inc است. او در مورد این ژنراتور می گوید؛ «تا تجاری سازی این مواد ترموالکتریک در خودروها چند مرحله دیگر وجود دارد، ولی ما خوشبین هستیم می توانیم با موفقیت از پس آنها برآییم.»
البته شرکت BSST هم اکنون در پروژه دیگری ضمن همکاری با شرکت Ford Motor Co، قرار است بر پایه مواد ترموالکتریک سیستم هایی را برای کنترل شرایط آب و هوایی توسعه دهد.
در این پروژه شرکت فورد سیستمی را خواهان است که به جای آنکه همیشه مقدار زیادی هوا را به درون تمامی فضای خودرو بدمد تا دمای اتاق خودرو را تغییر دهد، به گونه یی عمل کند که فرد احساس خنکی کند.
مارانویل یکی از محققان شرکت فورد است. او در مورد این پروژه می گوید؛ «ما فکر می کنیم می توانیم سریع تر احساس خنک شدن را به افراد منتقل کنیم تا سریع تر احساس آرامش کنند و این در حالی است که توان کمتری نیز صرف سیستم تهویه مطبوع خودرو خواهد شد.»
البته شرکت هوندا نیز از تحقیق های دانشگاهی در زمینه سیستم های ترموالکتریک حمایت می کند ولی یکی از سخنگویان آنها اعلام کرده است شرکت آنها دارای برنامه تحقیقاتی در این زمینه نیست.
(همان طور که در مقاله «شیوه های تامین انرژی در خودروهای جدید» روزنامه اعتماد، مورخ
۳۰/۴/۸۷ ذکر شد، قرار است در نسل جدید خودروهای هیبریدی پریوس مجموعه یی از سلول های خورشیدی روی سقف آنها تعبیه شود که در صورت تحقق این موضوع و به کارگیری مواد ترموالکتریک در خودروهای جدید می توان تصور کرد وضعیت تولید الکتریسیته در خودروها به چه میزان تغییر کرده و بهبود خواهد یافت.)
با توسعه مواد ترموالکتریک می توان امیدوار بود در آینده بتوان از انرژی های حرارتی اتلافی در نیروگاه های برق و به خصوص دود خروجی از توربین های گازی، مجدداً الکتریسیته تولید کرد.

دستگاه های متن خوان الکترونیکی در عصر حاضر جایگاه مهم و انکارناپذیری به دست آورده اند، اما به نظر نمی رسد بتوانند جای متون و کتاب های چاپی را بگیرند. در عین حال آنها باید با سایر رسانه های دیجیتالی مصرفی رقابت کنند.فروش متن خوان های الکترونیکی محبوبی چون سونی و kindle آمازون به سرعت در حال افزایش است. این روند، شرکت های کوچک تر را وادار می کند نمونه های متن خوان الکترونیکی خود را در معرض نمایش و قضاوت کاربران قرار دهند و ناشران را به انتشار یک نسخه دیجیتالی از کتاب شان متقاعد سازند.متن خوان های الکترونیکی دستگاه های قابل حمل کوچک و سبکی است که به راحتی در یک کیف دستی جا می شود و نیاز به جابه جا کردن کتاب های سنگین و روزنامه های دست و پا گیر را از طریق اتصال به اینترنت و دریافت متون به صورت آنلاین برطرف می کند.
کارشناسان بر این باورند که دستگاه های متن خوان الکترونیکی می تواند همان طور که دستگاه پخش موسیقی آی پاد اپل صنعت موسیقی را دگرگون کرد، بازار متون دیجیتالی را تحت تاثیر عمیق و گسترده قرار دهد.«جان مکینسون» مدیر عامل شرکت انتشاراتی تپنگوئن می گوید؛ «متن خوان های الکترونیکی به وسیله یی عادی در میان مردم تبدیل شده است که تقاضای زیادی برای خرید آن وجود دارد و دیگر، اهالی فن و نخبگان، تنها مصرف کنندگان متن خوان های الکترونیکی نیستند.»
انتشارات پنگوئن تمام عنوان های منتشرشده خود را در دو نسخه چاپی و دیجیتالی عرضه می کند. همچنین بسیاری از کتاب های قبلی خود را به کتاب های الکترونیکی تبدیل کرده است. شرکت تحقیقات فناوری iSuppli پیش بینی می کند فروش متن خوان های الکترونیکی از ۵/۳ میلیون دلار در سال ۲۰۰۷ به ۲۹۱ میلیون دلار در سال ۲۰۱۲ افزایش خواهد یافت.به گفته بازدیدکنندگان نمایشگاه کتاب فرانکفورت، متن خوان های الکترونیکی در حال حاضر عمدتاً توسط نخبگان، دانشمندان و عده معدودی از مردم مورد استفاده قرار می گیرد، اما این دستگاه ها ابزار ایده آلی برای کاهش حجم باری است که مردم ناچارند با خود حمل کنند.شرکت هلندی Polymer Vision در نمایشگاه کتاب فرانکفورت دستگاه متن خوان الکترونیکی به نام Readius را معرفی کرد که صفحه نمایش آن تاشو است.
«رونالد شیلد» رئیس یکی از شرکت های خدماتی پیشتاز صنعت کتاب آلمان به نام MVB بر این باور است که کتاب خوان های الکترونیکی جای کتاب های چاپی را نخواهد گرفت، اما مزیت های خاص خود و در نتیجه مشتریان ویژه اش را خواهد داشت.
«شیلد» می گوید؛ «بچه های من هنوز کتاب های عکس دار خود را به صورت چاپی می خوانند، اما فکر نمی کنم دوست داشته باشند ۶ ۵ کیلو کتاب و بار را همراه خود هر روز تا مدرسه جابه جا کنند.»اما دیگر علاقه مندان به متن خوان های الکترونیکی طرفداران محیط زیست هستند. این دستگاه ها انرژی کمی مصرف می کنند و می توانند تاثیر بسزایی در کاهش مصرف کاغذ داشته باشند.«جفری ون اد» رئیس شرکت سونی در آلمان می گوید؛ «کتاب خوان های الکترونیکی اصولاً انرژی مصرف نمی کنند، مگر اینکه یک صفحه دیجیتالی را ورق بزنید.»
● جانشین های ارزان
عده یی قیمت متن خوان های الکترونیکی را (به خصوص در بحران اقتصادی کنونی جهان) عامل بازدارنده خرید این محصولات الکترونیکی می دانند. «فرانسیس دوبریه» مدیر اتحادیه کتاب فروشان اروپا می گوید؛ «بحران اقتصادی که سراسر جهان را در خود فرو برده است، روند فروش دستگاه های متن خوان الکترونیکی را کند می کند.»با این وجود گروهی از کارشناسان معتقدند تلفن همراه به دلیل فراوانی بیشتر در میان مردم به دستگاه محبوب تری برای خواندن متن های دیجیتالی تبدیل خواهد شد.«یورگن بوس» مدیر نمایشگاه کتاب فرانکفورت می گوید؛ «ناشران اهل آفریقای جنوبی «موبایل» را بزرگ ترین ابزار خواندن پس از کاغذ می دانند. هر کسی در آفریقای جنوبی یک موبایل دارد، بنابراین خوراک این دستگاه های همراه هم تامین خواهد شد.» وی در ادامه می افزاید؛ «یک متن خوان دیجیتالی ۳۰۰ تا ۴۰۰ دلار قیمت دارد، اما هنوز بازار برای پذیرش چنین قیمتی آمادگی ندارد.»در حال حاضر در ژاپن داستان های کوتاه مخصوص تلفن های همراه به صورت دنباله دار به موبایل علاقه مندان ژاپنی ارسال می شود. همچنین تلفن همراه آیفون اپل هم امکان مطالعه رمان را برای کاربران فراهم آورده است.بسیاری از مردم و کارشناسان فناوری حاضر در نمایشگاه کتاب فرانکفورت گفته اند که برای مطالعه محتوای الکترونیکی، حق انتخاب متنوعی مانند کامپیوتر، ساعت دیجیتالی و متن خوان های الکترونیکی را پیش رو دارند. «آلن آدلر» رئیس کمیته کپی رایت انجمن ناشران امریکا می گوید؛ «شما قادر هستید متون دیجیتالی خود را روی دستگاه دلخواهتان دانلود کنید.»
اما بسیاری از نویسندگان و خوانندگان حرفه یی بر این باورند که نوع کاربری و تعامل با دستگاه های متن خوان الکترونیکی و جدید بودن شان هیچ گاه حس و لذت مطالعه یک کتاب چاپی را منتقل نمی کند. «اورهان پاموک» نویسنده ترک برنده جایزه نوبل ادبیات در سال ۲۰۰۶ می گوید؛ «با نگاهی به استاندارد فناوری های امروزی، برای کتاب خوان الکترونیکی، جایگاه قابل اعتنایی متصور نیستم. اما شاید زمانی فرا برسد که دستگاه های دیجیتالی، رایحه خوش کتاب های کاغذی را پراکنده سازند و جای آنها را بگیرند.»

در طول شب هواپیمای نظامی با عبور از فراز منطقه جنگی، «گرد» نرمی را در سراسر منطقه پخش می کند. صبح فردا به محض کوچک ترین جابه جایی نیروهای دشمن، این «گرد و غبار»، فعال شده و شروع به ارسال سیگنال های اطلاعاتی می کنند.
«ذرات» ریزی که روی ناخن انگشتان مرد چسبانده شده اند، با محاسبه جهت، سرعت و شتاب حرکت انگشتان، به عنوان یک صفحه کلید بی سیم عمل کرده و اطلاعات نوشتاری و گرافیکی را به ریزپردازنده موجود در ساعت مچی او می فرستند.
«پودر» بسیار نرم موجود در سرنگ، به بازوی زن تزریق می شود. ظرف کمتر از یک شبانه روز «پودر» سیگنال هایی را به گیرنده خارجی ارسال کرده و نشان می دهد زن تا ۱۰ سال دیگر به سرطان سینه مبتلا خواهد شد اما خوشبختانه به دلیل تشخیص بسیار زودهنگام، می توان بیماری را سال ها قبل از بروز درمان کرد.
اینها صحنه هایی از فیلم های علمی تخیلی هالیوودی نیستند. لااقل از این پس دیگر تخیلی نیستند؛ بلکه تنها نمونه هایی از کاربردهای بی شمار «غبار هوشمند» یا Smart Dust هستند. امروزه واژه MEMS که به معنای «سیستم های الکترومکانیکی میکرومتری» است، تبدیل به عبارتی معروف و کاربردی در فناوری برتر و تلفیقی دنیا شده است. این فناروی برای ساخت ابزارهای بسیار ریز (در ابعاد میلی متری تا میکرومتری) به کار می آید. این وسایل و ادوات کوچک، نه تنها همچون یک قطعه الکترونیکی به پردازش و انتقال اطلاعات می پردازند، بلکه می توانند وظایف مکانیکی را هم بر عهده بگیرند؛ گاهی همچون ریزحسگرها، مشخصات محیط یا حرکت های مکانیکی را ثبت می کنند و گاهی مثل روبات های ریز، خود عامل ایجاد یا انتقال حرکت می شوند و مثلاً چرخ دنده های بسیار کوچکی را به گردش درمی آورند. تحقیقات اولیه در این زمینه، در سال های آغازین دهه ۷۰ قرن گذشته میلادی شروع شد و طی دو دهه بعد و با پیشرفت حیرت انگیز نانوتکنولوژی، دو واژه جدید دیگر نیز در کنار MEMS پدیدار شدند؛
۱) MOEMS یا «سیستم های میکرومتری الکترومکانیکی نوری»، نوع خاصی از MEMS است که یا به عنوان ریزحسگر، سیگنال های نوری را دریافت و پردازش می کند یا چنین سیگنال هایی را تولید می کند و انتقال می دهد.
۲) NEMS یا «سیستم های الکترومکانیکی نانومتری» که قابلیت های MEMS را در ابعاد بسیار کوچک تر به کار می گیرد. شاید تاکنون هیچ یک از این عبارت ها را نشنیده باشید، اما احتمالاً بدون آنکه خود بدانید، در محیط کار و خانه با آنها سروکار دارید؛ ریزحسگرهای الکترومکانیکی به وفور در افشانه چاپگرهای جوهرافشان، گوشی های تلفن همراه، تجهیزات پزشکی و به ویژه کیسه هوای اتومبیل ها و بسیاری از تجهیزات دیگر به کار گرفته شده اند. ذرات کوچکی را با ابعاد میلی متری تصور کنید که هر کدام به اندازه یک دانه ماسه هستند اما این ذره های ریز درون خود، دارای ساختارهای نانو، ابزارهای الکترومکانیکی و قابلیت ارسال و دریافت اطلاعات هستند. این تصور بلندپروازانه امروز عملی شده است و دانشمندان آن را با نام «غبار هوشمند» معرفی می کنند. محققان عبارت غبار هوشمند را برای توصیف تعداد بسیار زیادی از ریزحسگرهای ارزان قیمت برگزیده اند که پس از پراکنده شدن در محیط می توانند انواع شاخصه های محیطی، از ویژگی های شیمیایی خاک تا رایحه های موجود در هوا را شناسایی کنند. این حسگرها می توانند دما، رطوبت، فشار، شدت نور، بو، سرعت، شتاب، جهت، ارتفاع، شیب، لرزش و سایر پارامترهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی را بررسی و تحلیل کنند. پروفسور «کریستوفر پیستر» استاد دانشکده مهندسی الکترونیک و علوم کامپیوتر دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و مدیر مرکز حسگرها و محرک های برکلی، از سال ۱۹۹۷ تحقیق در زمینه «غبار هوشمند» را آغاز کرد.
یک سال بعد یکی از موسسه های وابسته به پنتاگون به نام موسسه پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (دارپا) که در سال های آغازین دهه ۱۹۷۰ پایه گذار اصلی اینترنت بود، به این پروژه علاقه مند شد و با تخصیص بودجه، از پروفسور «پیستر» خواست ظرف پنج سال، ضمن عملی کردن این ایده ارزشمند، کاربردهای نظامی آن را نیز (از جمله در زمینه نظارت و جاسوسی) گسترش دهد.
بدین ترتیب، فاز جدیدی از تحقیقات آغاز شد. طرح پروفسور «پیستر» عبارت بود از تولید «ذرات» کوچک و ارزان قیمت، مرکب از MEMS، مغز محاسباتی و تحلیلی، به همراه سیستم ارتباطی دوسویه و بی سیم؛ به نحوی که بتوانند با سایر «ذرات» تبادل اطلاعات کرده و در نهایت اطلاعات پردازش شده را به یک گیرنده دستی، کامپیوتر یا حتی ماهواره ارسال کنند. در بخش سخت افزاری پروژه، شرکت عظیم «اینتل» و شرکت Crossbow با مرکز حسگرهای برکلی همکاری تنگاتنگی دارند.
از دیگر سو به دلیل هوشمندی این «ذرات»، یک سیستم عامل بسیار ویژه نیز مورد نیاز بود که نسخه اول آن تحت عنوان TinyOS و به صورت منبع باز (اوپن سورس) در دانشکده کامپیوتر دانشگاه برکلی طراحی شد و تاکنون نسخه دوم آن نیز ارائه شده است. نکته جالب آنکه حافظه مورد نیاز برای بارگذاری این سیستم عامل، کمتر از هشت کیلوبایت است. با توجه به گسترش روزافزون MEMS و NEMS و نیز پیشرفت های چشمگیر نانوتکنولوژی، در زمینه ساخت «ذرات» غبار هوشمند یا Moteها مشکل فنی چندانی متصور نبوده و نیست. به عنوان مثال، دکتر «مایکل سیلر» از شیمیدانان دانشگاه کالیفرنیا در سن دیه گو توانسته حسگرهایی به ابعاد سطح مقطع یک تار موی انسان را بسازد.
پروفسور «پیستر» نیز تاکنون موفق به ساخت «ذرات» یا moteهای کامل، به ابعاد یک دانه برنج شده است اما مشکل اصلی، تامین انرژی مصرفی و مورد نیاز آنهاست.
استفاده از باتری های شیمیایی معمولی و در ابعاد مناسب برای moteها، عملی نیست؛ چراکه در این صورت، «ذرات» به سرعت توان خود را از دست داده و از کار می افتند. برای حل این مشکل اساسی، تاکنون روش های مختلفی در نظر گرفته شده یا در دست بررسی است. از جمله آنها می توان به استفاده از باتری های خورشیدی، اتمی و نیز استفاده از تایمر (برای کاهش مصرف انرژی در زمان های غیرفعال) اشاره کرد.
همچنین هم اکنون در برکلی، تحقیق روی طرحی برای استفاده از سلول سوختی در جریان است و امید می رود تا سال ۲۰۰۹ عملی شود. این سلول های سوختی، از انرژی های محیطی، از جمله نور بسیار کم یا حتی لرزش خفیف زمین (ناشی از تردد یا کارکردن تجهیزات) بهره جسته و آنها را به انرژی الکتریکی مورد نیاز «غبار هوشمند» تبدیل می کنند. مشکل دیگری که در راه توسعه «غبار هوشمند» وجود داشت، هزینه تولید آنها بود؛ چراکه برای ایجاد شبکه های متشکل از این «ذرات»، تعداد بسیار زیادی از آنها مورد نیاز است. اما با پیشرفت سریع تکنولوژی و افت شدید هزینه ها، این مشکل تقریباً برطرف شده است؛ آنچنان که «مایکل همیلتون» از دانشگاه کالیفرنیا می گوید؛ «اگر ۲۰ سال پیش می خواستیم این ذرات را بسازیم، باید برای هرکدام میلیون ها دلار هزینه می کردیم اما اکنون هزینه هریک از آنها کمتر از یکصد دلار است و تا قبل از سال ۲۰۱۰ به کمتر از یک دلار تقلیل خواهد یافت.»
با تولید ذرات یک دلاری، فکر استفاده گسترده از غبار هوشمند در سطح صنعتی و تجاری، دیگر دور از دسترس نخواهد بود و عملی به نظر می رسد.
همچنین نباید فراموش کرد تولید و فروش «غبار هوشمند»، بسیار سودمند و اقتصادی خواهد بود. مجله «تایم» طی گزارشی در سال ۲۰۰۶ اعلام کرد تولید این ذرات می تواند در ۱۰ سال آینده، به بازاری ۵۰ میلیارد دلاری دست یابد اما این طرح نیز همچون هر نوآوری دیگر، منتقدانی دارد. بسیاری از این منتقدان نقض احتمالی حریم خصوصی افراد را بزرگ ترین اشکال وارد بر آن می دانند. گروهی دیگر نیز تاثیرات زیست محیطی استفاده از «غبار هوشمند» را گوشزد می کنند اما پروفسور «پیستر» در پاسخ به منتقدان می گوید؛ «هرکاری، از مهندسی تا آرایش موی سر، در کنار فواید خود، ممکن است نکاتی منفی نیز به همراه داشته باشد، با وجود این اگر احتمال می دادم جنبه های منفی غبار هوشمند، بیشتر یا حتی قابل قیاس با آثار مثبت آن باشد، به هیچ وجه کار روی این پروژه را نمی پذیرفتم.» در هر حال بدیهی است پنتاگون از سرمایه گذاری روی این پروژه کاملاً راضی است؛ به گونه یی که بودجه بسیار بیشتری را برای ادامه تحقیقات در این زمینه اختصاص داده است.
هم اکنون از شبکه های غبار هوشمند (هرچند هنوز ابعاد ذرات شان بسیار بزرگ تر از ابعاد گرد و غبار واقعی است) در زمینه رهگیری جنگجویان طالبان در افغانستان استفاده می شود و پنتاگون از نتایج حاصل از آنها، اظهار رضایت کرده است، اما پروفسور «پیستر» چشم اندازی بسیار فراتر از این را در نظر دارد. وی می گوید؛ «شاید به زودی بتوانیم حسگرهای حرارتی و رطوبتی را که در تار و پود لباس هایمان تنیده شده اند، به تن کنیم. حسگرهایی که به طور پیوسته با محیط اطراف در ارتباط بوده و شرایط را با توجه به نیازهای ما تنظیم می کنند.»
پروفسور «پیستر» که از سال۲۰۰۵ مدیریت شرکت Dust Inc را نیز در اختیار دارد، در ژانویه ۲۰۰۸ جایزه الکساندر شوارتسکف را برای عملیاتی و تجاری کردن «غبار هوشمند» دریافت کرده است.