همگرایی فناوری‌نانو و هوش ‌مصنوعی: تولید ابزار شناسایی مولکولی با دقت بالا

پژوهشگران EPFL روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان حضور مولکول‌های خاص در یک نمونه‌ی پیچیده را شناسایی کرد. این کار با استفاده از هوش ‌مصنوعی و فناوری‌ نانو انجام شده‌است.

این نانوحسگر که به metapixels شهرت دارد، روی سطح دستگاه قرار می‌گیرد و یک سیستم بارکد ویژه را ایجاد می‌کند که به هر ذره که روی دستگاه قرار می‌گیرد، بارکد ویژه‌ای می‌دهد. این بارکدها با استفاده از سامانه‌ی تشخیص الگوی هوش مصنوعی و شبکه‌ی نرونی مصنوعی خوانده می‌شوند.

مولکول‌های آلی از لرزش‌های ویژه‌ای در پیوندهای خود برخوردار هستند که موجب جذب طول موج خاصی از نور می‌شوند. یکی از روش‌های شناسایی مواد، تشخیص اثرانگشتی این جذب‌ها در طیف‌سنجی است. در این روش می‌توان حضور یک مولکول خاص را در یک ترکیب پیچیده شناسایی کرد و اگر بتوان دقت آن را بهبود داد، می‌توان دستگاه جدیدی براساس این دستاورد تولید نمود. با استفاده از این نانوحسگر می‌توان توان طیف‌سنج را افزایش داد و توانایی شناسایی را به مقادیر بسیار کوچک رساند. هاتیس آلتوک از محققان این پروژه می‌گوید: «مولکول‌هایی که ما قصد شناسایی آن‌ها  را داریم در مقیاس ‌نانومتری هستند. بنابراین ضروری است که بتوان به این مقیاس از شناسایی رسید.»

این گروه تحقیقاتی از metapixels برای شناسایی آفت‌کش‌ها و ترکیبات آلی در نمونه‌های پیچیده استفاده کردند. الکساندر لیتس از محققان این پروژه می‌گوید: «به دلیل خواص نوری منحصر به فرد این نانوحسگر ما می‌توانیم بارکدهایی برای منابع نوری و شناساگرهای مختلف تولید کنیم.»

این دستاورد محققان می‌تواند رهیافت ارزان‌قیمتی در تحقیقات فیزیک، فناوری‌ نانو، هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی باشد. پژوهشگران این پروژه پیش‌بینی می‌کنند که این فناوری بتواند روش‌های شناسایی رایج را تغییر و دامنه خدمات را افزایش دهد. برای مثال، می‌توان تجهیزات پزشکی قابل حمل ساخت که برای هر زیست‌شناساگر، بارکدهای ویژه‌ای ایجاد کند و بتوان با شناسایی آن‌ها در خون، آزمایش‌های تشخیص طبی انجام داد.

این پروژه به نوعی همگرایی میان فناوری‌ نانو و هوش‌مصنوعی بوده و نتایج آن در نشریه Science به چاپ رسیده‌است.