انتشارات

فصلنامه فناوری‌های همگرا

شماره ۸

مرداد 1398

آرشیو فصلنامه
رویدادها
    آرشیو رویداد ها

    فناوری‌های همگرا چیست؟

    مقدمه

     

    بشر از دیرباز به دنبال راه‌های جدیدی برای حل مشکلات و بحران‌های پیش روی خود بوده است. این چالش‌ها اغلب با بهره‌گیری از یک رشته تخصصی یا مهارت فنی در یک موضوع خاص قابل‌حل بوده‌اند. بشر با حل این چالش‌ها در بستر پیشرفت تاریخی خود قرار گرفت تا امروز پس از گذشت دهه‌ها شاهد رشد بیش از پیش دانش و دستیابی به فناوری‌های تراز بالا باشد. اگرچه راه‌حل‌های سنتی در بسیاری از مواقع پاسخگوی نیازهای بشر هستند، اما در نیم قرن گذشته، با تغییر روند پیشرفت‌های علمی و فنی، نیاز به توسعه رویکردهای فرارشته‌ای و چندتخصصی احساس شد. امروزه، دیگر یک رشته یا زمینه فنی خاص، بدون تلفیق و همگرایی طیف وسیعی از علوم و فناوری‌ها نمی‌تواند برای حل یک چالش مشترک فرارشته‌ای مورد استفاده قرار گیرد. از این رو است که در سال‌های اخیر پژوهشگران و صنعتگران به دنبال توسعه حوزه‌های بین‌رشته‌ای بوده‌اند تا از این رهگذر بر مشکلات حال حاضر جهان فایق آیند. «انبیک» نام یکی از این حوزه‌ها است که تلاش می‌کند «فناوری نانو»، «فناوری زیستی»، «فناوری اطلاعات»، و «علوم شناختی» را با یکدیگر تلفیق کرده و در کنار خلق موقعیت‌های بدیع، به رفع بسیاری از نیازهای بشر بپردازد. مهمترین ویژگی این حوزه نوظهور، همکاری نزدیک دانشمندان از حوزه‌های علمی مختلف است. این دیدگاه، «چالش» را به صورت یک سیستم چندجزیٔی می‌نگرد و تلاش می‌کند بخش‌های مختلف این پازل را بین متخصصین حوزه‌های مختلف توزیع کرده و با تلفیق نتایج حاصل از آنها، راه‌حل نهایی را برای مواجهه با آن ارائه دهد. در سایه همین همگرایی، کاربردهای متعددی نیز توسعه یافته‌اند و بسیاری از کشورهای پیشرفته با سرمایه‌گذاری‌های کلان بر روی آن‌ها، درآمدهای ناخالص ملی خود را افزایش می‌دهند.

    در ادامه به منظور آگاهی بیشتر مخاطبان فراخوان نوپا به تعریف مفهوم «فناوری‌های همگرا»، «فناوری نانو»، «زیست‌فناوری»، «فناوری اطلاعات» و «علوم شناختی» خواهیم پرداخت.

     

     

    تعریف فناوری‌های همگرا

     

    براساس گزارش سازمان همکاری و توسعه اقتصادی (OECD)، «فناوری‌های همگرا» معمولاً به عنوان یک اصطلاح جامع مورد استفاده قرار می‌گیرد و به گروهی از فناوری‌ها که پتانسیل تلفیق(برقراری ارتباط) با یکدیگر را دارند اطلاق می‌شود. چنین ادغامی منجر به هم‌افزایی و منافع مشترک واحدهای اولیه و همچنین ایجاد ارزش افزوده می‌شود. همگرایی فناوری، همان تحول فعالیت‏‌های چندرشته‌‏ای به سوی فعالیت‏‌های ‌میان‌رشته‌‏ای می‏‌باشد. در فعالیت‏‌های میان‌رشته‏‌ای، رشته‌‏های قبلی که جدای از یکدیگر بوده‌‏اند به طور هم‌‏افزایی در کنار یکدیگر قرار می‌‏گیرند تا فعالیت‌های جدیدی را شکل دهند. در حالی که فعالیت‌‏های چندرشته‌‏ای با هم‌‏افزایی تجربی باعث ارتقای تحقیق‌وتوسعه می‏‌شوند. در واقع همگرایی فناوری، چیزی فراتر از تلفیق رشته‌ها و فناوری‌‏های مختلف است. ارزشی که از طریق همگرایی افزوده می‌‏شود، ایجاد ایده‏‌ها، روش‌ها و خروجی‌های کاملا جدید را به دنبال دارد. طبق گزارش شورای اروپا، همگرایی همواره بستری مهم برای نوآوری بوده‌ است، زیرا پیشرفت‌های مهم در فناوری، اغلب در مرز بین فناوری‌های مختلف و بخش‌های صنعتی رخ می‌دهد.

     

     

    تعریف نانوفناوری

     

    طبق گزارش کمیته فنی ISO/TC 229 و استاندارد ISO/TS 80004-1:2015، نانوفناوری عبارتست از کاربرد دانش علمی در دستکاری و کنترل موادی که به طور عمده در مقیاس نانو هستند. هدف نانوفناوری، استفاده از خواص و پدیده‌هایی است که تنها وابسته به ساختار و اندازه هستند و با اتم‌ها و مولکول‌های منفرد یا برون‌یابی خواص ماده در اندازه بزرگتر، تفاوت دارند.


    طبق گزارش کمیته فنی ISO/TC 229 و استاندارد ISO/TS 80004-5:2011، نانوزیست‌فناوری عبارتست از کاربرد علم یا فناوری نانو در زیست‌شناسی یا زیست‌فناوری. این موارد شامل کاربرد نانوفناوری در پزشکی و دامپزشکی می‌شود. همچنین زیست‌نانوفناوری عبارتست از کاربرد زیست‌شناسی در نانوفناوری، برای مثال می‌توان به کاربرد مولکول‌های زیستی در نانومواد، ادوات و سیستم‌های نانومقیاس اشاره کرد.

     

     

    زیست‌فناوری

     

    زیست‌فناوری معمولا به کاربرد زیست‌شناسی سلولی و مولکولی برای ساخت یا اصلاح محصولات و فرایندها، اطلاق می‌شود. این حوزه فناوری متشکل از رشته‌های صنعتی و علمی می‌شود که در زمینه شناخت و دستکاری مواد زنده یا فعال زیستی در سطح مولکولی متمرکز هستند و معمولا شامل روش‌های مرتبط با DNA و آنالیز اطلاعات ژنتیکی هستند.

    بر طبق تعریف کتابی از سازمان همکاری و توسعه اقتصادی، زیست‌فناوری عبارتست از:

    تعریف منفرد: زیست‌فناوری عبارتست از کاربرد علم و فناوری در زمینه ارگانیسم‌های زنده و همچنین اجزا، محصولات و مدل‌های مرتبط به این ارگانیسم‌ها. هدف نهایی زیست‌فناوری تغییر مواد زنده و غیرزنده برای تولید دانش، محصولات و سرویس‌ها است. 

    تعریف بر پایه لیست:

    ۱-DNA و RNA: ژنومیکس، فارماکوژنومیک، پروب‌های اختصاصی ژن، مهندسی ژنتیک، توالی‌یابی /سنتز/تکثیر DNA/RNA، پروفایل بیان ژن، و استفاده از فناوری آنتی‌سنس  

    ۲- پروتئین‌ها و سایر مولکول‌ها: توالی‌یابی/ سنتز/ مهندسی پروتئین‌ها و پپتیدها (شامل هورمون‌های درشت‌مولکول)، روش‌های دارورسانی ارتقایافته مخصوص داروهای درشت‌مولکول؛ پروتئومیکس، جداسازی و استخراج پروتئین‌ها، سیگنالینگ و شناسایی گیرنده‌های سلولی 

    ۳- کشت و مهندسی بافت و سلول: کشت بافت/سلول، مهندسی بافت (شامل داربست‌های بافت و مهندسی پزشکی زیستی)، همجوشی (فیوژن) سلولی، محرک‌های ایمنی، واکسن‌ها، دستکاری جنین.

    ۴- روش‌های فناوری‌های زیستی: تخمیر با استفاده از واکنشگرهای زیستی، فرآوری زیستی، تصفیه زیستی، تخمیر زیستی، سولفورزدایی با استفاده از عوامل زیستی، تصفیه و پاکسازی با استفاده از ارگانیسم‌های زنده، فیلتریزاسیون (حذف آلاینده‌ها) با استفاده از عوامل زیستی، پاکسازی خاک با استفاده از گونه‌های گیاهی. 

    ۵- ناقل ژنی یا RNA: (ناقل ژنی در شبیه‌سازی مولکولی، حامل یا ناقل مولکول DNA می‌باشد که به عنوان ناقلی جهت انتقال ترکیبات ژنتیکی خارجی به سلول دیگر استفاده می‌شود و قابلیت تکثیر در سلول دیگر را دارد) ناقل‌های ویروسی، ژن درمانی

    ۶- زیست‌انفورماتیک: تولید پایگاه داده ژنوم‌ها، توالی‌یابی پروتئین، مدل‌سازی فرایندهای پیچیده زیستی از جمله سیستم‌های زیستی

    ۷- نانوزیست‌فناوری: از ابزارها و فرایندهای تولید در مقیاس نانو / میکرو برای مطالعه و تولید سیستم‌های زیستی و کاربردهایی در دارورسانی، تشخیص بیماری و... استفاده می‌کند.

     

     

    فناوری اطلاعات و ارتباطات

     

    طبق گزارش کمیته ISO/IEC JTC 1، سه فناوری پایه (فناوری اطلاعات، لوازم الکترونیکی مصرفی و مخابرات) به گونه‌ای همگرا می‌شوند که کاربرد هر یک از آنان در تمامی سه حوزه محسوس باشد. این نوع همگرایی که همگرایی افقی نامیده می‌شود؛ نتیجه‌اش ICT است. در واقع فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) شامل مشخصه‌یابی، طراحی و توسعه، تلفیق و یکپارچه‌سازی سیستم‌ها، ابزارها، و کاربردهایی می‌شود که موضوع اصلی آنان، انتقال داده، نمادبندی کدها (رمزگذاری و کد خوانی)، قابلیت دسترسی، پردازش، امنیت سیستم‌های ارتباطی، انتقال داده، تبادل بین شبکه‌ای داده‌ها، عرضه اطلاعات، مدیریت داده‌ها، سازمان‌دهی داده‌ها، ذخیره‌سازی و بازیابی اطلاعات و داده‌ها است. تمامی جنبه‌های فرهنگی، اجتماعی و زبانی (سازگار با زبان) موارد ذکرشده نیز جزئی از موضوعات فناوری اطلاعات و ارتباطات است. 

    طبق تعریف سازمان همکاری و توسعه اقتصادی، فناوری اطلاعات و ارتباطات به انواع شبکه‌های مخابراتی و فناوری‌های مورد استفاده در آن‌ها اشاره دارد. بخش فناوری اطلاعات و ارتباطات به ترکیب صنایع تولیدی و خدماتی‌ای می‌پردازد که محصولاتشان فرایند پردازش اطلاعات و ارتباطات را از طرق الکترونیکی مانند تراگسیل و نمایش ، تقویت یا اجرا می‌نمایند.

    بر اساس گزارش معاونت پژوهش‌های اقتصادی پژوهشکده تحقیقات راهبردی مجمع تشخیص مصلحت نظام، «کلیه فناوری‌هایی که در جمع‌آوری، انتقال، ثبت، پردازش، انتشار و نمایش اطلاعات به بشر کمک می‌کند» را فناوری اطلاعات و ارتباطات می‌گویند. بر اساس تعاریف گفته‌شده می‌توان فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات را در پنج گروه فناوری‌های دریافت اطلاعات شامل انواع حسگرها، صفحه کلید، ماوس و غیره، فناوری‌های انتقال اطلاعات شامل ماهواره‌‌ها، شبکه‌های زیرساخت مخابرات و ارتباطات و غیره، فناوری‌های پردازش اطلاعات شامل انواع رایانه‌های بزرگ و کوچک و ریزپردازنده‌های نهفته در وسایل مصرفی، فناوری‌های ثبت و نگهداری اطلاعات شامل انواع حافظه‌ها و فناوری‌های نمایش اطلاعات شامل انواع نمایشگرها و چاپگرها و غیره رده‌بندی کرد.

     

     

    علوم شناختی

     

    طبق تعریف دانشنامه فلسفه دانشگاه استنفورد علوم شناختی مطالعه بین‌رشته‌ای مباحث ذهن و هوش، فلسفه، روان‌شناسی، هوش مصنوعی، عصب‌شناسی، زبان‌شناسی و انسان‌شناسی است. ریشه اصلی این علم به سال‌های ۱۹۵۰ برمی‌گردد زمانی‌که محققین در رشته‌های مختلف شروع به توسعه تئوری‌هایی‌ مبتنی بر ذهن انسان بر اساس فرایندهای پیچیده محاسباتی کردند. 

    طبق تعریف دکتر Earl Hunt، علوم شناختی تلاشی برای یکپارچه‌سازی دیدگاه‌های فکری مرتبط با مطالعات روان‌شناسی، زبان‌شناسی، انسان‌شناسی، فلسفه، علوم کامپیوتر و علوم اعصاب است. از آنجایی‌که علوم شناختی بیشتر یک چشم‌انداز است تا یک رشته علمی خاص، ارزیابی یافته‌های حاضر در یک زمینه خاص تقریبا غیرممکن است.

     

     

    NBIC

     

    منظور از NBIC (انبیک) ترکیب ۲ یا ۳ یا ۴تایی فناوری‌های نانو، زیست، اطلاعات و شناختی با یکدیگر است. در صورتی که در فرایند ساخت یک محصول از حداقل دو فناوری از دو حوزه فناوری‌های همگرا (NBIC) بهره گرفته شده باشد، بدین معنی که این دو حوزه نقش کلیدی در ساخت محصول ایفا کنند، می‌توان نام محصول همگرا را بدان اطلاق کرد. فراخوان نوپاهای فناوری‌های همگرا به دنبال حمایت از این دست محصولات است که بیشتر در دسته محصولات هایتک و پیشرفته قرار می‌گیرند.