کنترل نانوبات‌ها با استفاده از ترانزیستورهای کوچک مغزگونه

تاکنون محققان انواع مختلفی از نانوبات های (nanobots) کوچک را برای اهداف خاص طراحی کرده و ساخته اند، اما پیش از این، نانوبات ها با یکدیگر و به شکل جمعی عمل نکرده اند. اخیراً محققانی از موسسه ملی علم موادِ ژاپن، برای اولین بار، «مغز» هایی بسیار ریز و پرتوان برای نانوبات ها ساخته اند که به کمک آنها، نانوبات ها می توانند مانند اعضای یک کارخانه کوچک، به صورت جمعی فعالیت کنند. این مغز های مانند مغز انسان، از پردازش موازی بهره می گیرند.

تاکنون محققان انواع مختلفی از نانوبات های (nanobots) کوچک را برای اهداف خاص طراحی کرده و ساخته اند، اما پیش از این، نانوبات ها با یکدیگر و به شکل جمعی عمل نکرده اند.
اخیراً محققانی از موسسه ملی علم موادِ ژاپن، برای اولین بار، «مغز» هایی بسیار ریز و پرتوان برای نانوبات ها ساخته اند که به کمک آنها، نانوبات ها می توانند مانند اعضای یک کارخانه کوچک، به صورت جمعی فعالیت کنند. این مغز های مانند مغز انسان، از پردازش موازی بهره می گیرند.
اندازه مغز های مذکور که توسط آنیربان باندیوپادیای و سوموبراتا آچایرا ساخته شده اند، تنها ۲ نانومتر است. این ابزار ها همانند ترانزیستور های رایانه ای کوچک عمل می کنند، اما برخلاف ترانزیستور های معمولی که در یک زمان تنها یک عملیات را اجرا می کنند، می توانند ۱۶ عملیات را به شکل همزمان اجرا کنند.
ابزار های مذکور از ۱۷ مولکولِ دوروکوینون (duroquinone) که مانند گیت های منطقی عمل می کنند، تشکیل می‌شوند. از میان مولکول های مذکور، ۱۶ مولکول به دور یک حلقه چیده شده و مولکول هفدهم در مرکز قرار می‌گیرد. این مولکول ها دارای چهار زنجیره مجزا بوده و برخلاف ترانزیستور معمولی که دو حالت منطقی (روشن و خاموش) دارد، دارای چهار حالت منطقی هستند.
برای به کار اندازی این ابزار، محققان از طریق نوک یک SEM، یک پالس الکتریکی را به مولکول میانی منتقل می کنند و این پالس از طریق پیوند های هیدروژنی به مولکول های حلقه منتقل می شود. از آنجا که هر مولکول چهار حالت منطقی دارد، یک پالس می تواند ۱۶^۴ یا ۴٫۳ میلیارد حالت منطقی متفاوت ایجاد کند (در مقابل ۱^۲ یا دو حالت در ترانزیستور معمولی). البته گروه مذکور به این حد اکتفا نکرده و قصد دارند به جای یک حلقه دو بعدی از یک کره سه بعدی با ۱۰۲۴ مولکول استفاده کنند. این کره، از دیدگاه نظری، ۱۰۲۴^۴ حالت منطقی به وجود خواهد آورد.
گروه مذکور، مغز های دوبعدی خود را بر روی نانوبات ها سوار کرده و نشان دادند که چنین نانوبات هایی می توانند به صورت همزمان به یک دستور واحد پاسخ دهند. این نانوبات ها می توانند در آینده در عملیات های پزشکی مانند جراحی ها و درمان تومر ها (بدون باز کردن بدن) به کار گرفته شوند.
علاوه بر این، دانشمندان مزبور توانستند به کمک این مغز ها، کوچکترین بالابر دنیا که تنها۲ نانومتر طول دارد را بسازند. همچنین محققان مذکور قصد دارند، این مغز ها را در موتور های نانومقیاس، پروانه ها، کلید ها و حسگر ها جایگذاری کنند.

نتایج این بررسی در مارس ۲۰۰۸ در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است.