ReadyPlanet.com


หุ่นยนต์ DNA ได้รับการออกแบบภายในไม่กี่นาทีแทนที่จะเป็นวัน


บาคาร่า สมัครบาคาร่า

 สักวันหนึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหุ่นยนต์ที่ใช้ดีเอ็นเอขนาดเล็กและอุปกรณ์นาโนอื่น ๆ จะส่งยาเข้าไปในร่างกายของเราตรวจจับการมีอยู่ของเชื้อโรคร้ายแรงและช่วยผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กลงมากขึ้น

นักวิจัยก้าวไปสู่อนาคตที่ยิ่งใหญ่โดยการพัฒนาเครื่องมือใหม่ที่สามารถออกแบบหุ่นยนต์ดีเอ็นเอและอุปกรณ์นาโนที่ซับซ้อนมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมาในช่วงเวลาสั้น ๆ

ในบทความที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (19 เมษายน 2564) ในวารสารNature Materialsนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอซึ่งนำโดยอดีตนักศึกษาปริญญาเอกวิศวกรรมศาสตร์ Chao-Min Huang ได้เปิดตัวซอฟต์แวร์ใหม่ที่พวกเขาเรียกว่า MagicDNA

ซอฟต์แวร์ช่วยให้นักวิจัยออกแบบวิธีการใช้ดีเอ็นเอเส้นเล็ก ๆ และรวมเข้าเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนโดยมีชิ้นส่วนเช่นใบพัดและบานพับที่สามารถเคลื่อนย้ายและทำงานได้หลากหลายรวมถึงการจัดส่งยา

คาร์ลอสคาสโตรผู้เขียนร่วมของการศึกษาและรองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศของรัฐโอไฮโอกล่าวว่านักวิจัยได้ทำสิ่งนี้มาหลายปีแล้วด้วยเครื่องมือที่ช้าลงพร้อมขั้นตอนที่น่าเบื่อ

"แต่ตอนนี้อุปกรณ์นาโนที่อาจต้องใช้เวลาหลายวันในการออกแบบก่อนที่ตอนนี้เราจะใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที" คาสโตรกล่าว

และตอนนี้นักวิจัยสามารถสร้างอุปกรณ์นาโนที่ซับซ้อนและมีประโยชน์ได้มากขึ้น

"ก่อนหน้านี้เราสามารถสร้างอุปกรณ์ที่มีส่วนประกอบแต่ละชิ้นได้ถึงหกชิ้นและเชื่อมต่อกับข้อต่อและบานพับและพยายามทำให้มันเคลื่อนไหวได้อย่างซับซ้อน" Hai-Jun Su ผู้ร่วมวิจัยด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศของรัฐโอไฮโอกล่าว .

"ด้วยซอฟต์แวร์นี้ไม่ใช่เรื่องยากที่จะสร้างหุ่นยนต์หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีส่วนประกอบมากกว่า 20 ชิ้นซึ่งควบคุมได้ง่ายกว่ามากนับเป็นก้าวสำคัญของความสามารถของเราในการออกแบบอุปกรณ์นาโนที่สามารถดำเนินการที่ซับซ้อนตามที่เราต้องการให้ทำ .”

ซอฟต์แวร์นี้มีข้อดีหลายประการที่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ออกแบบอุปกรณ์นาโนที่ดีขึ้นมีประโยชน์มากขึ้นและนักวิจัยหวังว่าจะย่นระยะเวลาก่อนที่จะใช้งานในชีวิตประจำวัน

ข้อดีอย่างหนึ่งคือช่วยให้นักวิจัยสามารถออกแบบทั้งหมดในรูปแบบ 3 มิติได้อย่างแท้จริง เครื่องมือออกแบบก่อนหน้านี้อนุญาตให้สร้างในรูปแบบ 2 มิติเท่านั้นบังคับให้นักวิจัยจับคู่การสร้างสรรค์ของตนเป็น 3 มิติ นั่นหมายความว่านักออกแบบไม่สามารถทำให้อุปกรณ์ของพวกเขาซับซ้อนเกินไป

ซอฟต์แวร์นี้ยังช่วยให้นักออกแบบสร้างโครงสร้างดีเอ็นเอ "จากล่างขึ้นบน" หรือ "จากบนลงล่าง"

ในการออกแบบ "จากล่างขึ้นบน" นักวิจัยจะใช้ดีเอ็นเอแต่ละเส้นและตัดสินใจว่าจะจัดระเบียบให้เป็นโครงสร้างที่ต้องการได้อย่างไรซึ่งจะช่วยให้สามารถควบคุมโครงสร้างและคุณสมบัติของอุปกรณ์ในท้องถิ่นได้อย่างดี

แต่พวกเขายังสามารถใช้วิธีการ "จากบนลงล่าง" ซึ่งพวกเขาตัดสินใจว่าอุปกรณ์โดยรวมของพวกเขาจะต้องมีรูปร่างอย่างไรในทางเรขาคณิตจากนั้นจึงทำให้วิธีการรวมสายดีเอ็นเอเข้าด้วยกันโดยอัตโนมัติ

การรวมทั้งสองอย่างเข้าด้วยกันช่วยเพิ่มความซับซ้อนของรูปทรงเรขาคณิตโดยรวมในขณะที่ยังคงควบคุมคุณสมบัติของส่วนประกอบแต่ละชิ้นได้อย่างแม่นยำคาสโตรกล่าว

องค์ประกอบหลักอีกประการหนึ่งของซอฟต์แวร์คือช่วยให้สามารถจำลองว่าอุปกรณ์ DNA ที่ออกแบบมาจะเคลื่อนไหวและทำงานได้อย่างไรในโลกแห่งความเป็นจริง

"ในขณะที่คุณสร้างโครงสร้างเหล่านี้ให้ซับซ้อนมากขึ้นก็ยากที่จะคาดเดาได้ว่าจะมีลักษณะอย่างไรและจะมีพฤติกรรมอย่างไร" คาสโตรกล่าว

"จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสามารถจำลองการทำงานของอุปกรณ์ของเราได้จริงมิฉะนั้นเราจะเสียเวลามาก"

ในการแสดงให้เห็นถึงความสามารถของซอฟต์แวร์ผู้ร่วมเขียน Anjelica Kucinic นักศึกษาระดับปริญญาเอกสาขาวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลที่รัฐโอไฮโอได้นำนักวิจัยในการสร้างและกำหนดลักษณะโครงสร้างนาโนจำนวนมากที่ออกแบบโดยซอฟต์แวร์

บาคาร่า สมัครบาคาร่า



Post by Rimuru Tempest :: Date 2021-05-02 19:57:26


Opinion
Opinion *
By  *
E-Mail 
Don't Display E-mail


Copyright © 2010 All Rights Reserved.