با تلاش محققان ممکن شد

دستورالعمل چاپ سه‌بعدی در اشیاء ذخیره می‌شود / اطلاعاتی پنهان در دل وسایل روزمره

با تلاش محققان دستورالعمل‌های چاپ سه بعدی اشیاء در آن‌ها ذخیره شده و قابل بازیابی هستند.

کد خبر: ۸۱۲۰۶۳

شنبه - ۲۳ آذر ۱۳۹۸ / December 14, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، ادامه حیات و دستور‌های مورد نیاز برای زندگی به شکل DNA هستند، اما این موضوع درباره اشیاء بی جان اینگونه نیست و برای چاپ سه‌بعدی نیاز به یک سری دستورالعمل است؛ اگر همان شی چندسال بعد بخواهد چاپ شود باید اطلاعات اصلی دیجیتالی در دسترس باشد، زیرا خود شیء اطلاعات را ذخیره نمی‌کند.

محققان ETH زوریخ با همکاری دیگر کشور‌ها وسیله‌ای برای ذخیره اطلاعات گسترده تقریبا در هر شیء ارائه کردند. رابرت گراس استاد گروه شیمی وعلوم زیستی کاربردی گفت: با این روش ما می‌توانیم دستورالعمل سه‌بعدی را در یک شیء قرار دهیم تا پس از گذشت دهه‌ها یا حتی قرن‌ها بتوان دستورالعمل را مستقیما از خود شیء دریافت کرد.

تحولات سال‌های گذشته این پیشرفت را ممکن کرده است. یکی از آن‌ها روش Grass برای علامت گذاری محصولات با بارکد DNA است که در دانه‌های شیشه‌ای کوچک تعبیه شده است. این دانه‌ها در صنعت به عنوان ردیاب برای آزمایش‌های زمین شناسی یا بعنوان نشانگر محصولات غذایی با کیفیت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین آن‌ها را با استفاده از یک بارکد نسبتا کوتاه متشکل از یک کد ۱۰۰ بیتی از نمونه تقلبی متمایز می‌کند. این فناوری اکنون توسط Haelixa اسپین آف ETH تجاری شده است.

ذخیره داده‌های با حجم بالا در DNA ممکن شده است. همکار گراس، دانشمند علوم کامپیوتری یک روش تئوری ارائه داده است که ذخیره اطلاعات تا ۲۱۵۰۰۰ ترابایت را در یک گرم DNA ممکن می‌سازد. خود گراس قادر است تا یک آلبوم موسیقی کامل با حجم ۱۵ مگابایت را در DNA ذخیره کند.

برای نمونه محققان با استفاده از چاپ ۳بعدی خرگوشی پلاستیکی چاپ کردن که حاوی دستورالعمل‌های چاپ آن (اطلاعاتی در حدود ۱۰۰ کیلو بایت) است. محققان با افزودن دانه‌های شیشه‌ای ریز حاوی DNA، این خرگوش را تولید کرده اند. گراس می‌گوید: درست مثل خرگوش‌های واقعی، خرگوش ما نیز طرح خود را دارد.

درست مانند زیست‌شناسی این روش جدید اطلاعات را چندین دهه حفظ می‌کند (ویژگی که دانشمندان با بازیابی دستورالعمل‌های چاپ، بخش کوچکی از خرگوش را چاپ و از این اطلاعات برای چاپ بقیه آن استفاده کرده‌اند.) آن‌ها قادرند تا این فرآیند را پنج مرتبه تکرار کنند و در واقع نوه ی- نوه ی- نوه ی- نوه خرگوش اولیه را ایجاد کرده‌اند.

همه شکل‌های ذخیره شده یک هندسه مشخص دارند، سخت‌افزار شبیه به سخت‌افزار، سی‌دی شبیه به سی‌دی و شما نمی‌توانید بدون تغییر اطلاعات شکل را تغییر دهید.

پنهان کردن اطلاعات
از دیگر کاربرد‌های این فناوری می‌توان به پنهان کردن اطلاعات در اشیاء روزمره اشاره کرد. برای نشان دادن این موضوع، دانشمندان به تاریخ روی آوردند. در میان اسناد معدودی که گواه زندگی گتوی ورشو (بزرگترین گتو در اروپا) در طول جنگ جهانی دوم بوده، بایگانی مخفی وجود داشت که توسط یک مورخ یهودی و ساکن گتو جمع آوری شده بود و از نیرو‌های هیتلر در یک قوطی شیر پنهان شده بود.

گراس و همکارانش از این فناوری برای ذخیره فیلم کوتاه (۱.۴ مگابایت) در مورد این بایگانی در دانه‌های شیشه‌ای استفاده کردند، سپس آن‌ها را در لنز‌های شیشه‌ای معمولی ریختند. از نظر تئوری، پنهان کردن دانه‌های شیشه باید در هر اجزای پلاستیکی که در طول مراحل تولید به حرارت زیاد نمی‌رسند صورت بگیرد مانند اپوکسیدها، پلی استر، پلی اورتان و سیلیکون.

همچنین این فناوری می‌تواند برای نشان دادن دارو‌ها یا مواد ساختمانی مانند چسب یا رنگ مورد استفاده قرار گیرد. گراس توضیح می‌دهد که اطلاعات در مورد کیفیت آن‌ها می‌تواند به طور مستقیم در دارو یا خود مواد ذخیره شود. این بدان معناست که ناظران محصولات پزشکی می‌توانند نتایج تست کنترل کیفیت تولید را مستقیماً از محصول بخوانند. در حال حاضر، این روش هنوز هم نسبتاً گران است. گراس می‌گوید، ترجمه یک فایل چاپ ۳بعدی مانند اطلاعات ذخیره شده در DNA خرگوش پلاستیکی حدود ۲۰۰۰ فرانک سوئیس هزینه دارد. مقدار زیادی از آن به تولید مولکول‌های DNA مربوط می‌شود. با این حال، هرچه اندازه اشیاء بزرگتر باشد، هزینه واحد پایین‌تر خواهد بود.