ايتنا - روشی تازه با هوش مصنوعی برای شکار نشانه‌های حیات در سیاره‌های دیگر

پژوهشگران دانشگاه اوساکا روشی تازه برای یافتن نشانه‌های حیات در سیاره‌های دیگر ابداع کرده‌اند که هوش مصنوعی را با سیگنال‌های الکتریکی ترکیب می‌کند. هدف آن‌ها ساخت ابزاری به‌اندازه کافی حساس و در عین حال کوچک است که بتوان آن را به سیاره‌ای دیگر فرستاد.

یافتن حیات در فضا مستلزم جست‌وجوی «نشانگرهای زیستی» است، یعنی ردهایی که موجودات زنده از خود به جا می‌گذارند. دشواری کار در این است که دستگاه‌ها باید هم بسیار حساس باشند و هم جمع‌وجور، تا بتوان آن‌ها را عملاً به سیاره‌ای دیگر فرستاد.

یکی از راه‌های رایج تفکیک موجودات زنده از فرایندهای غیرزنده، بررسی اسید آمینه‌هاست؛ واحدهای سازنده پروتئین‌ها. اسید آمینه‌ها با وجود فرمول شیمیایی یکسان، در دو شکل آینه‌ای وجود دارند. در موجودات زنده اسید آمینه‌ها تقریباً همگی از نوع «ال» (L) و قندها از نوع «دی» (D) هستند، اما فرایندهای غیرزنده هر دو شکل را تقریباً به یک میزان تولید می‌کنند. بنابراین نسبت میان این دو شکل می‌تواند نشانگر زیستی باشد. با این حال، تاکنون اجرای عملی این کار ممکن نبود، چون نیازمند جمع‌آوری مجموعه‌های بزرگی از مولکول‌هاست و فاصله بسیار زیاد سیاره‌ها این کار را دشوار می‌کند.

پژوهشگران برای رفع این مشکل به سراغ جریان برق رفتند. چنین روشی ساده‌تر است، هنگام نمونه‌برداری حساسیت کمتری به لرزش دارد و نیازی به مواد شیمیایی ندارد.

در پژوهش جدید، دانشمندان توانستند مولکول‌ها را هنگام عبور از شکاف میان دو قطعه سیم طلای بسیار نازک شمارش کنند. شکل موج جریان بسته به نوع اسید آمینه متفاوت است و دستگاه می‌تواند با شمارش مولکول‌ها هنگام عبور، آن‌ها را از هم تشخیص دهد.

تاکاهیتو اوشیرو، نویسنده اصلی مقاله، می‌گوید با ترکیب روش تونل‌زنی شکاف نانومتری و هوش مصنوعی توانسته‌اند شکل‌های «ال» و «دی» اسید آمینه‌ها را با دقتی بیش از ۸۰ درصد از هم تشخیص دهند. به گفته او این نخستین بار است که دست‌سانی اسید آمینه‌ها در سطح تک‌مولکولی تفکیک می‌شود و این دستاورد پیشرفتی بنیادی در حسگری شیمیایی است. (دست‌سانی یا کایرالیته، خاصیتی است که در آن یک شیء با تصویر آینه‌ای خود انطباق‌پذیر نیست؛ بسیاری از مولکول‌های مهم بدن، از جمله اسید آمینه‌ها و قندها، کایرال‌اند.)

برای آزمایش روش، آن را روی دو نمونه زمینی به کار بردند: یکی از شهاب‌سنگ مورچیسون در استرالیا و دیگری از خاک بیابان آتاکاما در شیلی. عملکرد روش با روش‌های رایج قابل مقایسه بود و ترکیب اسید آمینه‌های نمونه‌ها را مشخص کرد.

پژوهشگران امیدوارند از این فناوری ابزارهای کوچک الکتریکی بسازند که بتوانند نشانه‌های حیات فرازمینی را شناسایی کنند.

این پژوهش با عنوان «تفکیک دست‌سانی اسیدهای آمینه در عصاره‌های شهاب‌سنگ و خاک بیابان از طریق رسانایی شکاف نانومتری در سطح تک‌مولکولی» در مجله «نیچر کامیونیکیشنز» (Nature Communications) منتشر شده است.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.