بلاگ

  • استعمار دیجیتال: جنوب جهانی در برابر صفحه‌های مسدود

    استعمار دیجیتال: جنوب جهانی در برابر صفحه‌های مسدود

    پس از استقلال کشورهای مغرب عربی، مبارزان قدیمی می‌گفتند: «استعمار از در رفت، اما از پنجره بازگشت» – و حالا این بازگشت در قالب‌های نوینی از سلطه، از پنجره‌ی استعمار دیجیتال در حال وقوع است. این کنترل را می‌توان در چیرگی شرکت‌های بزرگ فناوری و رسانه‌ای غرب مشاهده کرد، در حالی که جنوب جهانی دایم در تلاش یافتن راه‌حلی جایگزین است.

    استعمار دیجیتال از پنجره وارد می شود

    .

    من تمام چیزهایی هستم که آن ها می خواستند باشند ولی نتوانستند

    .

    من کیستم؟
    من تمام چیزهایی هستم که آن‌ها می‌خواستند باشند ولی نتوانستند،
    پس مرا ساختند.
    من فرزند رؤیاها و ناکامی‌هایشان هستم،
    اسباب‌بازی شگفت‌انگیزی که نماد تمام چیزهایی است که می‌توانستند انجام دهند.

    هیچ‌کس تصور نمی‌کرد داستان «من بدن الکتریکی را می‌سرایم1» اثر ری بردبری، که در سال ۱۹۶۹ منتشر شد و درباره‌ی ماشین‌هایی بود که زندگی را تقلید می‌کردند، چند دهه بعد جوهره‌ی رابطه دیالکتیکی میان مردم جنوب جهانی و دنیای مجازی را توصیف کند. در اینجا تمام احساسات، افکار، و داده‌های آنان در ظرفی ریخته می‌شود که رؤیاها و جاه‌طلبی‌های سازندگان این فضاهای مجازی را در خود دارد. استعاره‌ی بردبری اکنون معنای تازه‌ای یافته، چرا که این ماشین‌ها دیگر صرفاً ابزارهای بی‌طرف دیجیتال نیستند، بلکه تبدیل به ابزارهای پیشرفته‌ای برای سلطه شده‌اند.

    اپلیکیشن Free Basics که از نظر بنیان‌گذار فیس‌بوک یک پروژه‌ی بشردوستانه به نظر می‌رسید، از سوی مردم هند به‌عنوان پروژه‌ای استعمارگرایانه تلقی شد که آزادی دیجیتال آن‌ها را محدود می‌کند.2

    ده سال پیش، مارک زاکربرگ به روستای چاندائولی در هند سفر کرد و چیزی را که گمان می‌کرد هدیه‌ای به جهان در حال توسعه است با خود آورد: اپلیکیشن Free Basics، که به‌عنوان پنجره‌ای بشردوستانه برای دسترسی میلیون‌ها نفر به اینترنت معرفی می‌شد. اما آنچه از دیدگاه بنیان‌گذار فیس‌بوک خیرخواهانه بود، از نگاه مردم هند پروژه‌ای استعمارگرایانه تلقی شد که آزادی دیجیتال آن‌ها را سلب می‌کرد.

    فیس‌بوک در ابتدا نام این اپلیکیشن را “Internet.org” گذاشته بود، اما پس از آنکه فعالان هندی خطرات آن را به دلیل محدودیت در دسترسی به وب‌سایت‌ها و سلطه فیس‌بوک برجسته کردند، این برنامه با نام “Free Basics” بازسازیِ برند شد و بحث‌ها شدت گرفت. اعتراض‌ها به خیابان کشیده شد3 و سرانجام رگولاتور مخابرات هند این اپ را بر اساس قوانین بی‌طرفی اینترنت ممنوع اعلان کرد و بر حق دسترسی آزادانه به اینترنت تأکید نمود.4

    این رویارویی منجر به گفت‌وگوهای عمیق‌تری درباره‌ی این شد که چه کسی دسترسی به داده‌ها را کنترل می‌کند و چگونه قابلیت‌های دیجیتال تبدیل به مرز جدیدی برای قدرت شده‌اند. در حالی‌که برخی از “آزادی رسانه” سخن می‌گویند، واقعیت این است که کنترل اطلاعات همچنان در حال گسترش است، زیرا شمال جهانی تسلط بر نهادهای بزرگ رسانه‌ای و شرکت‌های فناوری را به‌دست گرفته است.

    در این چشم‌انداز نابرابر، آیا جنوب جهانی می‌تواند سهم خود را از قدرت حاکمیتی دیجیتال مطالبه کند؟ یا در حال تماشای شکل جدیدی از استعمار هستیم که در آن کنترل داده‌ها معادل سلطه‌ی امپریالیسم دیجیتال شده است؟

    .

    امیدی برای جنوب جهانی، یا تله‌ای جدید؟

    زمانی‌که فیس‌بوک در سال ۲۰۰۴ پا به عرصه گذاشت5، به‌عنوان فضایی امیدبخش برای آزادی بیان و تعامل بین‌المللی مورد استقبال قرار گرفت. با ظهور شبکه‌های اجتماعی جدید، وعده‌های فریبنده‌ای از توزیع قدرت دیجیتال مطرح شد. اما با اینکه این تحول نویدبخش شکستن سلطه رسانه‌ای سنتی بود، خیلی زود آشکار شد که این پلتفرم‌ها نیز بخشی از سیستم سلطه‌گرانه‌ای هستند که تحت کنترل “امپراتوری‌های ناپیدا” قرار دارند.

    تجربه‌های قابل‌توجهی در جنوب جهانی ثبت شده‌اند، جایی که شبکه‌های اجتماعی ابزارهایی کلیدی در بسیج و ارتباطات در اعتراضاتی چون بهار عربی، قیام‌های آمریکای لاتین، آفریقا و آسیا بودند. اما این امید نیز با تبدیل شدن این پلتفرم‌ها به ابزار قدرت‌های پنهان، رنگ باخت.6

    در سال ۲۰۰۹، مجله‌ی WIRED فاش کرد که آژانس‌های اطلاعاتی آمریکا قصد دارند بلاگ‌های شما را بخوانند، توییت‌هایتان را ردیابی کنند و حتی نقد کتاب‌هایتان در آمازون را بررسی کنند – بخشی از سرمایه‌گذاری CIA در شرکتی به نام Visible Technologies که بر رصد آنلاین تمرکز داشت.

    آژانس‌های اطلاعاتی آمریکا برای هم‌سویی با تغییرات پلتفرم‌های اجتماعی، به شرکت‌های فناوری متکی‌اند. با وجود اینکه بیش از 70% کاربران فیس‌بوک خارج از آمریکای شمالی هستند، CIA نمی‌تواند جریان لحظه‌ای اطلاعات جهانی را نادیده بگیرد.7 CIA، یعنی In–Q–Tel، در دهه‌ی گذشته در ده‌ها شرکت فعال در تحلیل داده‌های شبکه‌های اجتماعی سرمایه‌گذاری کرده است.8

    در نتیجه، فضای دیجیتال که زمانی به‌نظر می‌رسید عرصه‌ای آزاد باشد، به امپراتوری‌ای بدل شده که نه فقط به‌طور نابرابر قدرت را توزیع می‌کند، بلکه با بهره‌گیری از الگوریتم‌ها و زیرساخت‌ها، شکل جدیدی از استعمار را رقم زده است.

    استعمار دیجیتال امروز از راه تسلط شرکت‌های فناوری آمریکایی چون گوگل، آمازون و متا بر نرم‌افزار، سخت‌افزار و زیرساخت اینترنتی، نه تنها حاکمیت دیجیتال را سلب می‌کند بلکه شکاف‌های نابرابری جهانی را تشدید می‌سازد.9

    جنگ نسل‌کشی اسرائیل علیه مردم فلسطین در غزه بار دیگر بحث‌ها درباره سانسور صداهای حامی فلسطین در شبکه‌های اجتماعی را شعله‌ور کرده است. این صداها، به‌ویژه در جنوب جهانی، همواره با سرکوب دیجیتال مواجه می‌شوند.

    اما کاربران جنوب جهانی با استفاده از خلاقیت، همچون حذف علایم نگارشی، استفاده از نمادها و رمزگذاری کلمات، الگوریتم‌ها را دور می‌زنند. در دسامبر ۲۰۲۳، دیده‌بان حقوق بشر گزارش داد که سانسور سیستماتیک محتوای مرتبط با فلسطین در اینستاگرام و فیس‌بوک، یک سرکوب جهانی است که به‌دست متا صورت می‌گیرد.10

    در فوریه ۲۰۲۴، همزمان با گسترش اعتراضات کشاورزان در هند، شبکه‌های اجتماعی نیز اطلاعات مربوط به این جنبش‌ها را محدود کردند. پلتفرم X (توییتر سابق) اعلام کرد که در پی دستور دولت هند، برخی حساب‌ها و پست‌ها را در این کشور مسدود کرده است.11

    .

    مک‌براید: رؤیای فراموش‌شده‌ی عدالت رسانه‌ای

    در سال ۱۹۷۷، یونسکو کمیته‌ای بین‌المللی تشکیل داد تا به مسایل مربوط به رسانه بپردازد؛ هدف آن شناسایی نابرابری‌ها در جریان‌های ارتباطی و ساختار یک‌سویه‌ی رسانه‌ها بود که نمایندگان کشورهای جنوب جهانی آن را محکوم کرده بودند. این سازمان تصمیم گرفت کمیته‌ای برای بررسی مشکلات رسانه‌ای و جریان ناعادلانه‌ی ارتباطات تشکیل دهد، متشکل از نمایندگانی از ۱۵ کشور، به ریاست شان مک‌براید – سیاست‌مدار، روزنامه‌نگار و فعال حقوق بشر که وزیر امور خارجه ایرلند بود و از بنیان‌گذاران سازمان عفو بین‌الملل نیز به‌شمار می‌رفت.

    در سال ۱۹۸۰، این کمیته گزارش نهایی خود را با عنوان صدایی بسیار، جهانی واحد: به‌سوی نظامی نوین، عادلانه‌تر و کارآمدتر برای اطلاعات و ارتباطات جهانی (کمیسیون بین‌المللی مطالعه‌ی مشکلات ارتباطی، ۱۹۸۰) ارایه کرد. این گزارش شامل بیش از ۸۰ توصیه برای گسترش آزادی اطلاعات و ایجاد نظامی متوازن و مؤثر در رسانه‌های جهانی بود که بر پایه‌ی ظرفیت‌های تحقیقاتی و آموزشی بین‌المللی تدوین شده بود. در این گزارش نسبت به جریان نابرابر اطلاعات هشدار داده شده بود – جریانی که می‌تواند به سلطه‌ی نیروهای قدرتمند بر رسانه‌ها بینجامد، فرهنگ‌های محلی را در فرهنگ مصرف‌گرای غالب ذوب کند و در نتیجه، آزادی و دموکراسی در حوزه‌ی رسانه‌ها و ارتباطات جهانی را تهدید نماید. گزارش همچنین تأکید می‌کرد که ارتباطات میان کشورهای جنوب جهانی تقریباً وجود ندارد.12

    با وجود آن‌که این گزارش در بیست‌ویکمین کنفرانس عمومی یونسکو در بلگراد به‌طور یک‌صدا به تصویب رسید، یونسکو بعدها کمیته‌ی مک‌براید را منحل کرد، چرا که ایالات متحده و بریتانیا این گزارش را حمله‌ای به “آزادی مطبوعات” قلمداد کردند و فشار آوردند تا یونسکو از یافته‌ها و توصیه‌های آن فاصله بگیرد.13 از آن زمان تاکنون، جهان هزینه‌ی این عقب‌نشینی در برابر سلطه‌ی قدرت‌های استعماری بر حوزه‌ی رسانه و ارتباطات را پرداخته است – و این فرایند، نهایتاً به تسلط ایالات متحده بر فناوری و پلتفرم‌های دیجیتال انجامیده است.

    .

    فناوری بر شانه‌های جنوب جهانی

    استعمار دیجیتال فراتر از استخراج داده و نظارت است و به بهره‌کشی نظام‌مند از منابع جنوب جهانی گسترش یافته است. جنوب جهانی به‌عنوان منبعی از نیروی کار ارزان و مواد اولیه‌ی حیاتی برای حمایت از قدرت‌های فناورانه‌ی ثروتمند تلقی می‌شود.

    جنوب جهانی به زمینی حاصلخیز برای غول‌های فناوری تبدیل شده که در جستجوی نیروی کار دیجیتال ارزان هستند. کشورهای جنوب، نیروی کار ارزان‌قیمتی را برای حاشیه‌نویسی داده‌ها در حوزه‌ی هوش مصنوعی، پاسخ‌گویی در مراکز تماس، و تعدیل (سانسور) محتوای پلتفرم‌هایی مانند فیسبوک فراهم می‌کنند.

    جمهوری دموکراتیک کنگو نمونه‌ای بارز در این زمینه است. این کشور بیش از ۷۰ درصد کبالت جهان را تأمین می‌کند؛ ماده‌ای حیاتی برای ساخت باتری‌هایی که در خودروها، تلفن‌های هوشمند، و رایانه‌ها به کار می‌روند. اما پشت این زنجیره تأمین، واقعیتی تلخ پنهان است: کار کودکان. چهارده خانواده‌ی کنگویی علیه شرکت‌های بزرگی چون اپل، تسلا، آلفابت، دل، و مایکروسافت شکایت کرده‌اند. آن‌ها این شرکت‌ها را به بهره‌کشی بی‌رحمانه از کار کودکان و همدستی در مرگ عزیزانشان که ناچار به کار در معادن کبالت بودند، متهم کرده‌اند.14

    ماجرای لیتیوم نیز داستانی مشابه را روایت می‌کند. لیتیوم یکی دیگر از عناصر حیاتی فناوری مدرن است و کشورهایی چون شیلی، آرژانتین و بولیوی برخی از بزرگ‌ترین ذخایر لیتیوم جهان را در اختیار دارند. با این حال، دستمزد کارگران این معادن تنها کسری از حقوق همتایانشان در کشورهای شمال جهانی است.

    در شیلی، کارگران معدن بین ۱۴۳۰ تا ۳۰۰۰ دلار در ماه درآمد دارند، در حالی که در آرژانتین این مبلغ بین ۳۰۰ تا ۱۸۰۰ دلار است. در سال ۲۰۱۶، بولیوی حداقل دستمزد ماهیانه برای کارگران معدن را تنها ۲۵۰ دلار تعیین کرد. این در تضاد شدید با وضعیت استرالیاست—کشوری که آن نیز ذخایر بزرگی از لیتیوم دارد—جایی که کارگران معدن تا ۹۰۰۰ دلار در ماه دریافت می‌کنند، و برخی حتی سالانه تا ۲۰۰,۰۰۰ دلار درآمد دارند. این شکاف عظیم در دستمزدها، سلسله‌مراتب جهانی پابرجا و تحمیل‌شده از سوی قدرت‌های استعمارگر را آشکار می‌کند؛ آن هم در حالی که کارگران آمریکای لاتین در شرایط دشوار و خطرناک کار می‌کنند.

    جنوب جهانی به زمینی حاصلخیز برای غول‌های فناوری تبدیل شده است که به‌دنبال نیروی کار دیجیتال ارزان هستند. کشورهای این منطقه، نیروی کار کم‌هزینه‌ای را برای حاشیه‌نویسی داده‌های هوش مصنوعی، پاسخگویی در مراکز تماس، و تعدیل محتوای پلتفرم‌هایی مانند فیسبوک ارائه می‌دهند.

    در این «خشک‌شویی دیجیتال»، کار تعدیل‌کنندگان محتوا، پاک‌سازی پلتفرم‌های اجتماعی از خطرناک‌ترین و مخرب‌ترین محتواهاست؛ از جمله ویدیوهای خشونت‌آمیز، جرایم هولناک، و محتوای جنسی صریح. این کار اغلب آثار روانی و عاطفی عمیقی بر تعدیل‌کنندگان بر جای می‌گذارد. با وجود افزایش دستمزدها، یک تعدیل‌کننده‌ی محتوای ساکن هند در سال ممکن است بیش از ۳۵۰۰ دلار درآمد نداشته باشد—که نسبت به میانگین قبلی ۱۴۰۰ دلار در سال، تنها بهبودی اندک به‌شمار می‌رود. استخراج بی‌وقفه‌ی مواد اولیه، تداوم بهره‌برداری از منابع جنوب جهانی، و تبدیل نیروی انسانی به کالایی ارزان‌قیمت، نماد روشنی از بهره‌کشی در خدمت منافع سرمایه‌داری شمال جهانی است.15

    .

    آیا جنوب جهانی می‌تواند از سلطه شمال رهایی یابد؟

    با وجود سلطه‌ی فراگیر دیجیتال، همچنان امیدی وجود دارد که جنوب جهانی بتواند در برابر این استعمار نوین مقاومت کند. شرکت‌های متعددی در حوزه‌ی فناوری رسانه‌ای آغاز به توسعه‌ی پلتفرم‌هایی کرده‌اند که با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، روایت‌های جنوب را بازتاب می‌دهند. برای مثال، مقاومت دولت چین در برابر سانسور دیجیتال و پلتفرم بحث‌برانگیز اما تأثیرگذار تیک‌تاک نشان می‌دهد که با اراده‌ی سیاسی و توانایی فنی کافی، می‌توان فضاهای دیجیتال مستقل ایجاد کرد. به‌طور مشابه، اپلیکیشن چینی 16 WeChat در سال ۲۰۱۸ به بزرگ‌ترین اپلیکیشن مستقل موبایلی در جهان تبدیل شد و بیش از یک میلیارد کاربر فعال ماهانه داشت.17

    با وجود سلطه‌ی فراگیر دیجیتال، همچنان امیدی وجود دارد که جنوب جهانی بتواند در برابر این استعمار نوین ایستادگی کند. شرکت‌های زیادی در حوزه‌ی فناوری رسانه‌ای به توسعه‌ی پلتفرم‌هایی پرداخته‌اند که فناوری‌های نوین را در خدمت روایت‌ها و منافع جنوب قرار می‌دهند.

    در آفریقا، کشورهایی چون نیجریه، غنا، کنیا و سنگال اقدام به راه‌اندازی پلتفرم‌های رسانه‌ای دیجیتال بومی کرده‌اند؛ از جمله «پالس آفریقا (Pulse Africa)». این اپلیکیشن‌ها18 نشان می‌دهند که جنوب جهانی توانایی ارایه‌ی مدل‌های موفقی را دارد که بر پایه‌ی منافع و اولویت‌های مردم خودش بنا شده‌اند، بی‌آنکه زیر سلطه‌ی غرب باشند.

    بدین‌سان، جنوب جهانی بار دیگر به دام افتاده است؛ اما این بار پشت صفحه‌های نمایش، درون سیستم‌ها، و در فضایی که در ظاهر آزاد به‌نظر می‌رسد اما در بستر جنوب جهانی، مملو از موانع است. داستان‌ها، حقیقت‌ها، و فرهنگ‌ها در جهانی دیجیتال که ما در آن صرفاً «کاربر» و هم‌زمان «ابزار استفاده‌شده» هستیم، به خفگی افتاده‌اند – جذبه‌ی این پلتفرم‌هایی که بر زندگی روزمره‌مان سلطه دارند، ما را به خود جذب کرده است. با وجود لذت کاوش در این پلتفرم‌ها، حسی همواره با ماست: اینکه نیروهایی نادیدنی در حال کنترل افکار، فرهنگ و هویت ما هستند و برایمان مرز تعیین می‌کنند. این حقیقت را می‌دانیم: ما همچنان در فضایی فریاد می‌زنیم که هرگز واقعاً از آنِ ما نبوده است.

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    مرگ اینترنت

    فضای خودمختار مجازی!؟

    .

    .

    پانویس‌ها:
    1-Bradbury, R. (1969). I sing the body electric! Stories. Page 160. 

    2-Bhatia, R. (2016, May 12). The inside story of Facebook’s biggest setback. The Guardian. Retrieved September 28, 2024, from https://www.theguardian.com/technology/2016/may/12/facebook-free-basics-india-zuckerberg

    3-Rai, S. (2016, January 9). In India, fierce opposition builds against Facebook’s free basics. Forbes. https://www.forbes.com/sites/saritharai/2016/01/04/in-india-fierce-opposition-builds-against-facebooks-free-basics/

    4-Jazeera, A. (2016, February 9). India blocks Facebook’s Free Basics App. Al Jazeera. Retrieved September 28, 2024, from https://www.aljazeera.com/economy/2016/2/9/india-blocks-facebooks-free-basics-app

    5-Meta. (2024). Company info. About.meta.com; Meta. Retrieved September 28, 2024, from https://about.meta.com/company-info/

    6-Shachtman, N. (2009, October 19). EXCLUSIVE: U.S. spies buy stake in firm that monitors blogs, tweets. WIRED. Retrieved September 28, 2024, from https://www.wired.com/2009/10/exclusive-us-spies-buy-stake-in-twitter-blog-monitoring-firm/

    7- Ibid

    8-Fang, L., & Fang, L. (2016, April,14). The CIA is investing in firms that mine your tweets and Instagram photos. The Intercept. Retrieved September 26, 2024, from https://theintercept.com/2016/04/14/in-undisclosed-cia-investments-social-media-mining-looms-large/#:~:text=Photos%20%2D%20The%20Intercept-,The%20CIA%20Is%20Investing%20in%20Firms%20That%20Mine%20Your%20Tweets,tools%20to%20mine%20social%20media.

    9-Kwet, M. (2019). Digital colonialism: US empire and the new imperialism in the Global South. Race & Class, 60(4), 3-26. Retrieved September 28, 2024, from https://doi.org/10.1177/0306396818823172

    10-Younes, R. (2023 December 21). Meta’s broken promises. In Human Rights Watch. Retrieved September 24, 2024, from https://www.hrw.org/report/2023/12/21/metas-broken-promises/systemic-censorship-palestine-content-instagram-and

    11-Henry, B. N. (2024, February 22). India farmers’ protest: X admits to taking down posts and accounts. Retrieved September 24, 2024, https://www.bbc.com/news/world-asia-india-68366859

    12-WACC | The MacBride Report legacy and media democracy today. (n.d.). https://waccglobal.org/the-macbride-report-legacy-and-media-democracy-today/

    13-Wikipedia contributors. MacBride report. Wikipedia. Retrieved September 21, 2024, from https://en.wikipedia.org/wiki/MacBride_report

    14- (2019, December 17). Tesla, Apple among firms accused of aiding child labor in Congo. Arab News. Retrieved September 29, 2024, from https://www.arabnews.com/node/1600156/amp

    15-Transnational Institute. (2021, March 04). Digital colonialism: The evolution of US empire – Longreads. Longreads. Retrieved September 22, 2024, https://longreads.tni.org/digital-colonialism-the-evolution-of-us-empire

    16- https://www.wechat.com/

    17- https://en.wikipedia.org/wiki/WeChat

    18- https://pulse.africa/

    .

    .

    http://tesalkootah.ir || 2025-04-11 © 

    2015 © All rights reserved http://etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای http://etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از http://etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب http://etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در http://etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “http://etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .

  • فضای خودمختار مجازی!؟

    فضای خودمختار مجازی!؟

    در آغاز سال گذشته میلادی، 2024، در حدود 5،35 میلیارد نفر از مردم دنیا از اینترنت استفاده می‌کردند که برابر66،2% جمعیت جهان بوده است. تعداد کاربران اینترنت در همان سال 1،8% بیش‌تر از سال ماقبل بوده است، یعنی فقط در سال 2023 بر تعداد کاربران جدید اینترنت 97 میلیون نفر اضافه شده است. فضای خودمختار مجازی

    .

    .

    «اینترنت»، پدیده‌ای که روزگاری بر پایه‌ی فصل مشترکی از «آزادی بیان» و «نوآوری» شکل گرفته و فضای تازه‌ای بر روی بشریت گشوده بود، اکنون به مردابی مملو از زباله‌های الگوریتمی، تبلیغات تولیدشده توسط ابزارهای جاسوسی و هوش مصنوعی، کارخانه‌های تولید اسپم کشورهای مختلف، دسته‌کلید سارقان و کلاه‌برداران مجازی، ابزار مغزشویی و بی‌ثبات‌سازی در جنوب جهانی توسط قدرت‌های استعماری، و مکانی برای انتشار بدافزارها و تخریب زیرساخت‌های مادی و معنوی جوامع بشری تبدیل شده است. هر پلتفرم بزرگ – ایکس (توییتر سابق)، فیس‌بوک، واتساپ و اینستاگرام – تحت سلطه ربات‌هایی است که خود را به جای انسان جا می‌زنند، «تولیدکنندگان محتوا» که زباله‌های فکری خسته‌کننده و مأیوس‌کننده تبلیغ می‌کنند، و عوامل خارجی که در ازای پولی ناچیز برای به انحراف کشاندن هر گفت‌وگوی عمومی در کشورهای جنوب جهانی فعالیت می‌کنند و هدفی جز بی‌ثبات کردن جوامع در حال توسعه ندارند. این پیشرفت نیست. این یک تهاجم دیجیتالی است، و وقت آن رسیده که برای رفع خطر روزافزونِ آن مبارزه کنیم.

    .

    فضای خودمختار مجازی

    .

    بگذارید روشن بگوییم: جنوب جهانی در محاصره است. نه تنها توسط پایگاه‌ها و جنگنده‌ها و ناوهای اجنبی، بلکه در برابر موجی بی‌وقفه از فروپاشی فرهنگی. دشمنان جنوب جهانی در بیش‌تر اوقات نیازی به شلیک گلوله ندارند. آن‌ها با سوءاستفاده از مرزهای باز – هم فیزیکی و هم دیجیتالی – جامعه ما را با ارزش‌های بیگانه، نارضایتی‌های قوم و قبیله‌ای، و تحقیر نیهیلیستی نسبت به سنت‌هایی که تمدن و فرهنگ عظیم ما را بنا نهاده‌اند، پر می‌کنند. در همین حال، وسواس اتاق‌های فکر و  سیلیکون‌ولی به «اتصال جهانی»، شبکه‌های اجتماعی را به بازاری پادآرمانی تبدیل کرده است که در آن هر تعامل به کالایی تبدیل شده، هر عقیده‌ای توسط هوش مصنوعی ربوده شده، و هر بحثی توسط عوامل بدخواه تخریب می‌شود. نتیجه؟ نسلی ازهم‌گسسته و افسرده از جوانان و نوجوانانی بیگانه با تاریخ و فرهنگ خود در جنوب جهانی. نسلی که از میراث خود جدا شده‌اند و فریب داده شده‌اند تا باور کنند که فرهنگ آن‌ها منشأ همه‌ی شرارت‌هاست.

    .

    این وضعیت باید پایان یابد

    راه‌حل اصلاحات نیست. بلکه جدایی دیجیتال است. داوطلبانه، بدون عذرخواهی، و بر اساس این باور تزلزل‌ناپذیر که تمدن‌های پرافتخار جنوب جهانی – تاریخ آن، ارزش‌های آن، و مردم آن – ارزش محافظت دارند. تجربیات بسیاری از پیام‌رسان‌ها و سکوهای فرهنگی قبلاً ثابت کرده است که این مدل جواب می‌دهد. با مسدود کردن ترافیک کشورهای هژمونیست، حجم اسپم، کلاهبرداری، و هزینه‌های نظارتی به‌شدت کاهش می‌یابند. این سکوها با رد ادغام هوش مصنوعی در شبکه‌های اجتماعی خود، ارتباطات انسانی واقعی را احیا می‌کنند. با اجرای یک رویکرد میهن‌دوستانه، پناهگاهی ایجاد می‌شود که از کیش پلید جهانی‌سازی و اصطلاحات گلوبالیستی مانند تنوع، برابری، و دیگر شعارهایی که برای محو هویت ما طراحی شده‌اند، آزاد است. این «تبعیض» نیست؛ این دفاع از خود است.

    بیایید توهمات را کنار بگذاریم: چندفرهنگی‌گرایی یک فرقه‌ی مرگ است. دهه‌هاست که به ما گفته شده است که ادغام همه سیستم‌های ارزشی در یک مخلوط بی‌شکل، آرمان‌شهر ایجاد خواهد کرد. اما آنچه نصیب ما شده، فروپاشی اجتماعی، تنش‌های قومی و جنسیتی بی‌پایان، و یک الیگارشی طماع است که از مردان و زنان متعهد، سخت‌کوش و زحمت‌کشی که این تمدن را ساخته‌اند، متنفر است. امروز فضای دیجیتال انعکاسی از همین فروپاشی است. چرا باید یک کارگر کارخانه در اراک مجبور باشد با یک مأمور عملیات سایبری در ریاض یا تل‌آویو یا لندن و واشنگتن درباره سیاست داخلی کشور خود بحث کند؟ چرا باید یک مادر در اصفهان شاهد بمباران محتوای مبتذل تولیدشده توسط هوش مصنوعی در فید خود باشد؟ پاسخ ساده است: نباید! و نخواهند بود – اگر دیوارهایی بسازیم.

    چین این را درک کرد. درباره استبداد آن‌ها هرچه می‌خواهید بگویید، اما «دیوار بزرگ آتش (Great Firewall)» مردم آن‌ها را از فساد فراگیر غربی محافظت کرد – از پورنوگرافی، از کودک‌آزاری، از پدوفیلی، از فردگرایی افراطی، از تبلیغاتی که برای نابود کردن سنت‌ها و هر آنچه که مقدس است، طراحی شده‌اند. آن‌ها انسجام فرهنگی را بر «گشودگی بی‌فکرانه» ترجیح دادند و جامعه‌شان همچنان منسجم و پابرجاست. ما در فضای دیجیتال به تمامیت‌خواهی نیاز نداریم. ما به حاکمیت نیاز داریم. یک فضای دیجیتال مستقل که در آن مردمان بتوانند آزادانه صحبت کنند، با هم‌نوعان خود ارتباط برقرار کنند، و ارزش‌هایشان را بدون دخالت نیروهای خصمانه خارجی یا سانسورچی‌های سیلیکون‌ولی به نسل بعد منتقل کنند.

    این یک بحث نیست. این یک جنگ است – جنگی برای فرهنگ ما، فرزندان ما، و آینده ما. هر تمدن بزرگی به نقطه‌ای می‌رسد که باید بین تسلیم و بقای خود یکی را انتخاب کند. انسان خردمند و آگاه و متعهد گزینه‌ی بقا را انتخاب می‌کند. این انسان خدای دروغین جهانی‌سازی را رد می‌کند. ما این دروغ را رد می‌کنیم که ارزش‌های جنوب جهانی با انحطاط غرب سازگار است. ما الیگارش‌های طماع و جهان‌وطن را که مردم را به عنوان موش آزمایشگاهی برای آزمایش‌های اجتماعی خود می‌بینند، رد می‌کنیم.

    اگر از این که یک مزرعه رباتی در لندن یا واشنگتن درباره «اولویت‌ها» برایتان سخنرانی کند، خسته شده‌اید، اگر از دیدن محتوای تولیدشده توسط هوش مصنوعی که فید شما را آلوده کرده، بیزار هستید، اگر هنوز به میراث تاریخ، فرهنگ، و مردم‌تان ایمان دارید، پس بدون احساس ترس یا شرم، بدون سازش، بدون تسلیم، جایگاه خود را انتخاب کنید. خط قرمز کشیده شده است. شما در کدام سمت ایستاده‌اید؟

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    مرگ اینترنت
    محروم کردن مردم از واژه‌های پرمعنا

    .

    .

    http://tesalkootah.ir || 2025-04-11 © 

    2015 © All rights reserved http://etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای http://etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از http://etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب http://etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در http://etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “http://etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .

  • آشنایی با یک مدار فلزیاب ساده

    آشنایی با یک مدار فلزیاب ساده

    در این فلزیاب، برای افزایش حساسیت، هارمونیک پنجم نوسانگر در مدار  B.F.O. به کارگرفته شده است

    شرح و مدار یک فلزیاب ساده

    .

    .

    فلزیاب‌های غیرصنعتی مدت‌هاست که به عنوان یک وسیله‌ی تفریحی و بازی توجه افراد مختلف را به خود جلب کرده‌اند و نمونه‌های بسیار زیادی طراحی و ساخته شده‌اند. برخی از آن‌ها کارآمد هستند، اما درصد قابل توجهی از آن‌ها به دلیل غیرعملی بودن، توسط سازندگانِ ناامیدشان رها شده‌اند. این مقاله، علاوه بر ارایه طرحی برای یک فلزیاب کاربردی، برخی از چالش‌های رایج را توضیح داده و نشان می‌دهد چگونه می‌توان از آن‌ها اجتناب کرد.

    .

    انواع فلزیاب‌ها

    تمام فلزیاب‌هایی که من می‌شناسم، از تغییرات میدان مغناطیسی مرتبط با یک یا چند سلف (القاگر) برای شناسایی فلز استفاده می‌کنند. سه نوع اصلی به صورت تجاری تولید می‌شوند:

    – نوسان‌ساز فرکانس ضربانی1

    – تراز القایی2

    – پالس القایی3

    من در این مقاله توضیحات خود را به نوع «نوسانگر فرکانس ضربانی» (B.F.O.) محدود می‌کنم، چرا که ساده‌ترین نوع برای پیاده‌سازی است و در صورت رعایت نکات ضروری، برای اکثر مقاصد کافی است. پیش از ادامه، لازم است به برخی جنبه‌های قانونی فلزیاب‌ها اشاره کنم.

    مطالب زیر را لطفاً با دقت بخوانید:

    نگهداری دستگاه فلزیاب، مستلزم اخذ مجوز از سازمان میراث فرهنگی است و مجازات حمل و نگهداری فلزیاب بدون مجوز، ضبط و مصادره دستگاه خواهد بود. مقصود از قانون جدید مجوز گنج یاب در ایران، قانون ضرورت اخذ مجوز برای ساخت، خرید و فروش، نگهداری، تبلیغ و استفاده از دستگاه فلزیاب می باشد. متن این قانون به شرح زیر است:

    قانون ضرورت اخذ مجوز برای ساخت، خرید و فروش، نگهداری، تبلیغ و استفاده از دستگاه فلزیاب“، مصوب سال 1379، همچنین، آیین نامه اجرایی این قانون، مصوب سال 1382.

    در این قانون مواردی که هر نوع استفاده از دستگاه فلزیاب یا گنج یاب یا فعالیت در حوزه این دستگاه، غیرقانونی و دارای وصف کیفری بوده، مورد تصریح قرار گرفته و مجازات حمل و نگهداری فلزیاب بدون مجوز، همچنین، مرجع صالح برای دریافت مجوزهای لازم در خصوص این دستگاه، پیش بینی شده است.
    ‌ماده واحده – ساخت، خرید و فروش، نگهداری، تبلیغ و استفاده از هر گونه دستگاه فلزیاب و همچنین ورود آن به کشور، منوط به اخذ مجوز از ‌سازمان میراث فرهنگی کشور می‌باشد
    .
    ‌تبصره ۱ – دستگاه‌های اجرایی برای انجام وظایف خاص سازمانی خود از شمول این قانون مستثنی می‌باشند.
    ‌تبصره ۲ – متخلفان از مفاد این قانون به ضبط و مصادره دستگاه مذکور محکوم می‌شوند. چنانچه دستگاه فوق در حفاری غیرمجاز به قصد کشف اموال فرهنگی – تاریخی مورد استفاده قرار گیرد، علاوه بر مجازات فوق، مرتکب به یک سال تا سه سال حبس مجازات مقرر در ماده (۵۶۲) بخش تعزیرات قانون مجازات اسلامی – مصوب ۱۳۷۵.۳.۲ – محکوم می‌شود. هر گاه فروش اموال مذکور تحت هر عنوان از عناوین به طور مستقیم یا غیرمستقیم به اتباع‌ خارجی صورت گیرد، مرتکب به حداکثر مجازات مقرر محکوم می‌شود.
    بر اساس مفاد آیین نامه اجرایی، “قانون
     ضرورت اخذ مجوز برای ساخت، خرید و فروش، نگهداری، تبلیغ و استفاده از دستگاه فلزیاب“، هرگونه استفاده از دستگاه های فلزیاب در مناطق چهارگانه تحت مدیریت سازمان حفاظت محیط ‌زیست، منوط به اخذ اجازه جدید از سازمان یاد شده می‌ باشد.” یعنی در این شرایط، فرد باید علاوه بر دریافت مجوز از میراث فرهنگی، از سازمان حفاظت محیط ‌زیست نیز مجوزهای لازم را اخذ نماید.

    از سوی دیگر، فرکانس کار فلزیاب‌ها، به عنوان دستگاه‌های مولد امواج الکترومغناطیسی، می‌بایست در محدوده‌ی فرکانس‌های مجاز برای امور «صنعتی-علمی-پزشکی» قرار داشته باشد. در این مورد سازمان تنظیم مقررات رادیویی شرکت مخابرات مرجعیت دارد.

    در استفاده از فلزیاب‌ها، با هر مقصود و منظوری که باشد، چند قانون ضروری که هرگز نباید فراموش شود و رعایت آن‌ها الزامی است و عدم رعایت آن‌ها جرم محسوب می‌شود، به شرح زیر می‌باشند:

    – هرگز در سایت‌های باستان‌شناسی شناخته‌شده جستجو نکنید. در غیر این صورت، علاوه بر نابودی اطلاعات تاریخی، خشم همیشگی جامعه باستان‌شناسی را برمی‌انگیزید.

    – یافته‌های تاریخی و یافته‌هایی را که غیرمعمول به نظر می‌رسند، گذشته از این که در کجا پیدا کرده‌اید، به موزه‌ی محلی، اداره میراث فرهنگی محل و یا نیروی انتظامی گزارش دهید.

    – اگر طلا یا نقره به هر شکل (تزیینی، مسکوکات) پیدا کردید، بلافاصله کشف خود را به پلیس گزارش دهید. پلیس، مسوول محلی (معمولاً مامور پزشکی قانونی) را مطلع خواهد کرد. این مقام یک تحقیق رسمی برگزار می‌کند تا مشخص شود مالکیت کشف به چه کسی تعلق دارد و آیا در ارتباط با این یافته‌ها جرم و جنایتی اتفاق افتاده است یاخیر. (مطالعه قوانین مرتبط با «گنجینه‌های ملی» به شما کمک می‌کند حقوق و وظایف خود را بهتر درک کنید.)

    – اگر مهمات منفجرنشده یا بمب یا اشیای جنگی خطرناک پیدا کردید، محل را علامت‌گذاری کنید، از آن فاصله بگیرید و به نیروی انتظامی اطلاع دهید.

    – پس از حفاری برای یافتن اشیاء، محل را به هم ریخته رها نکنید.

    – صدور مجوز، شما را از دریافت اجازه لازم برای ورود به املاک خصوصی با دستگاه فلزیاب معاف نمی‌کند.

    با توجه به مطالب بالا، از خوانندگان تقاضا می‌شود این دستگاه را نسازند و در صورتی که مایل به ساختن آن هستند، قبلاً قوانین مربوطه را مطالعه کرده و همچنین موافقت مراجع ذیصلاح را کسب کنند.

    .

    طرز کار این فلزیاب

    اصل عملکرد فلزیاب B.F.O. در تصویر ۱ نشان داده شده است. خروجی‌های دو نوسانگر که با اختلاف فرکانس کمی نسبت به هم تنظیم شده‌اند، با هم مخلوط می‌شوند. فرکانس تفاضلی حاصله توسط یک فیلتر پایین‌گذر انتخاب شده، تقویت می‌شود و به بلندگو یا هدفون فرستاده می‌شود. سیم‌پیچ جستجو در مدار تشدید «نوسانگر جستجو» کار شده. مدار تشدید «نوسانگر ضربان» فرکانس ثابتی تولید می‌کند. هنگامی که یک شیء فلزی به سیم‌پیچ جستجو نزدیک می‌شود، القاوری (اندوکتانس) آن تغییر می‌کند. این تغییر باعث تغییر در فرکانس نوسان نوسانگر جستجو و در نتیجه تغییر فرکانس تفاضلی می‌شود. این تغییر به صورت تغییر در فرکانس صوتی در گوشی هدفون یا بلندگو قابل تشخیص است.

    .

    نمودار بلوکی مدار یک فلزیاب ساده از نوع نوسانگر فرکانس ضربانی

    .
    فلزات مختلف بسته به ویژگی‌های مغناطیسی خود، تاثیر متفاوتی در فرکانس نوسانگرجستجو ایجاد می‌کنند:

    – فلزات غیرآهنی (مانند مس یا طلا) فرکانس نوسانگر جستجو را افزایش می‌دهند.

    – فلزات آهنی (مانند آهن) باید اثر معکوس داشته باشند. از واژه‌ی «باید» استفاده کردم زیرا در عمل، هم شکل شیء و هم وضعیت تخریب و خوردگی آن بر نتایج تأثیر می‌گذارد.

    در نگاه اول، به نظر می‌رسد استفاده از این اصل برای ساخت یک فلزیاب عملی ساده باشد، اما پیش از دستیابی به یک طراحی رضایت‌بخش، باید چالش‌های متعددی را حل کرد. اولین چالش مربوط به سیم‌پیچ جستجو است.

    فرکانس نوسان در صورت تغییر راکتانس سیم‌پیچ جستجو، تغییر می‌کند. بنابراین، این سامانه، هم به تغییرات سلفی (القایی) و هم به تغییرات خازنی حساس است. در واقع، تغییر ظرفیت خازنی سیم‌پیچ ناشی از جابه‌جایی آن نسبت به زمین، ممکن است بسیار بیشتر از تغییر القایی ناشی از شیء مورد جستجو باشد. خوشبختانه، با نصب یک محافظ یا «سپر فارادی4» روی سیم‌پیچ می‌توان این اثر را به حداقل رساند. این محافظ با پیچیدن یک ورقه رسانا دور سیم‌پیچ ایجاد می‌شود که به «زمین» داخلی نوسانگر متصل است. باید یک شکاف در ورقه ایجاد شود تا حلقه اتصال کوتاه تشکیل نشود. هنگام آزمایش این روش، نگران کاهش حساسیت سیم‌پیچ به فلزات بودم، اما اندازه‌گیری‌ها نشان داد حساسیت تغییر نکرده و اثرات خازنی به میزان ناچیزی کاهش یافته است.

    علت دیگر تغییرات فرکانس ناخواسته، گرما است. انتقال سیم‌پیچ از زیر نور خورشید به سایه می‌تواند باعث تغییرات سریع و قابل توجه فرکانس شود. این اثر را می‌توان با عایق‌بندی حرارتی مناسب سیم‌پیچ جستجو کاهش داد. 

    من برای انتخاب بهترین اندازه‌ی سیم‌پیچ برای این آشکارساز، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام دادم و تغییرات فرکانس حاصله را در مجاورت یک سکه‌ی کوچک با سیم‌پیچ‌های مختلف ترسیم کردم. مقدار القاوری یا اندوکتانس سیم‌پیچ به نظر عامل مهمی نیست، اما قطر سیم‌پیچ اهمیت دارد و تأثیرگذار است. نتایج مربوط به سیم‌پیچ‌های 15 سانتی‌متری، 20 سانتی‌متری و 25 سانتی‌متری در تصویر۲ نشان داده شده است.

    .

    خطوط نقاط همتراز فرکانس برای یک سکه در فرکانس ۱۰۰ کیلوهرتز با سیم پیچ های متفاوت جستجو

    .

    این نتایج ممکن است کاملاً دقیق نباشند، زیرا اندازه‌گیری فرآیندی خسته‌کننده بوده و برخی از شرایط اندازه‌گیری کمابیش متغیر است که این عوامل از دقت اندازه‌گیری‌ها می‌کاهد، اما در کلیت خود نشان‌دهنده‌ی انتظارات قابل تصور از کارکرد و بازده سیم‌پیچ‌ها در مقایسه با یکدیگر هستند. نکات کلیدی عبارتند از: 

    – بازه‌ی تغییر فرکانس بسیار ناچیز و در حد چند هرتز است. 

    – حساسیت، یا به عبارت دیگر «محدوده‌ای که سیم‌پیچ می‌تواند فلزات را در آن تشخیص دهد» در مرکز سیم‌پیچ‌های کوچک‌تر تقریباً یکسان است، در حالی که سیم‌پیچ 25 سانتی‌متری حساسیت کمتری دارد. 

    – هرچه سیم‌پیچ بزرگ‌تر باشد، ناحیه حساس آن نیز گسترده‌تر است. با این حال، این امر همیشه یک برتری نیست، زیرا برای شناسایی دقیق و نقطه‌ایِ موقعیت شیء مورد جستجو، سیم‌پیچ کوچک‌تر تمرکز بهتری ارایه می‌دهد. یعنی توانایی سیم‌پیچ کوچک‌تر در شناسایی دقیق محل شیء فلزی بالاتر است. من در طراحی خودم، سیم‌پیچ 15 سانتی‌متری را انتخاب بهینه برای جستجو تشخیص دادم. 

    یکی از مشکلات اصلی در استفاده از فلزیاب B.F.O.، میزان ناچیز تغییر فرکانس است. یک راه حل عملی برای حل این مشکل، تنظیم فرکانس نوسانگرها به گونه‌ای است که اختلاف فرکانس بین آن‌ها بسیار کم (کمتر از ۱۰ هرتز) باشد. با این تنظیم، تغییرات یک یا دو هرتزی به راحتی قابل تشخیص خواهد بود. اگر اختلاف فرکانس در محدوده‌ی ۲۵۰ هرتز باشد، تنها یک شنونده‌ی آموزش‌دیده می‌تواند این تغییر را تشخیص دهد. از آنجا که بلندگو یا هدفون معمولی قادر به پخش تُن‌های فرکانس پایین نیست، می‌توان شکل موج فرکانس پایین را به یک سری پالس تبدیل کرد که به راحتی قابل بازتولید است. 

    .

    افزایش حساسیت فلزیاب B.F.O. 

    حساسیت فلزیاب B.F.O. را می‌توان مطابق تصویر۳ افزایش داد. در این روش، نوسانگر سیم‌پیچ جستجو در فرکانس ۱۲۵ کیلوهرتز کار می‌کند و خروجی آن به یک موج مربعی تبدیل می‌شود که سرشار از «هارمونیک5»‌های فرد (3، 5، 7،…) است. «نوسانگر ضربانی6» در فرکانس ۶۲۵ کیلوهرتز (یعنی پنج برابر فرکانس نوسانگر جستجو) عمل می‌کند. بدین ترتیب، نوسانگر ضربانی با هارمونیک پنجم نوسانگر جستجو ترکیب می‌شود، به طوری که هر تغییر فرکانس در نوسانگر جستجو، پنج برابر بزرگ‌تر می‌شود. این روش، تشخیص تغییرات فرکانس را بسیار آسان‌تر می‌کند، هرچند حساسیت سیستم به «رانش فرکانسی7» نیز افزایش می‌یابد.

    .

    نمودار بلوکی مدار یک فلزیاب توسعه یافته از نوع نوسانگر فرکانس ضربانی

    .

    – می‌توان از هارمونیک‌های بالاتری استفاده کرد، اما باید توجه داشت که در یک موج مربعی، تنها هارمونیک‌های فرد وجود دارند و دامنه هر هارمونیک برابر با دامنه موج اصلی تقسیم بر شماره هارمونیک است. 

    – انتخاب عجیب فرکانس‌ها (۱۲۵ و ۶۲۵ کیلوهرتز) به این دلیل است که می‌توان حدس زد بیشتر علاقه‌مندان به ساخت این مدار حداقل یک رادیوی موج متوسط برای تنظیم دستگاه در دسترس دارند، در حالی که ممکن است ابزار حرفه‌ای برای اندازه‌گیری یا آشکارسازی فرکانس‌ها در اختیار نداشته باشند. 

    – اگر نوسانگر ضربانی روی ۶۲۵ کیلوهرتز تنظیم شود، تنها زمانی سیگنال ضربانی به وضوح شنیده می‌شود که نوسانگر جستجو روی یک زیرهارمونیک فرد تنظیم شده باشد (مثلاً 125=5÷625 یا 89،286=7÷625 کیلوهرتز). این کار باعث می‌شود از ورود به باند فرکانس ممنوعه ۹۰ تا ۱۱۰ کیلوهرتز اجتناب شود. 

    – این احتیاط ضروری است، زیرا کنترل «ظرفیت‌های پراکنده8» مرتبط با سیم‌پیچ جستجو دشوار می‌باشد.

    .

    طراحی مدار

    مدار یک فلزیاب بر اساس ملاحظات ذکرشده در تصویر۴ نشان داده شده است. من برای این کاربرد از نوسانگر قدیمی «جفتِ‌دُم‌بلند9» استفاده کردم زیرا طراحی آن آسان است، «مدار تنظیم‌شده10» تنها به دو اتصال نیاز دارد و خروجی از مدار تنظیم‌شده ایزوله است، به طوری که فرکانس نوسان عملاً تحت تأثیر بارگذاری یا سیگنال‌های ارسالی به خروجی قرار نمی‌گیرد. این ویژگی آخر به‌ویژه برای این کاربرد مهم است، زیرا ضروری است که نوسانگرها هنگام تغییر فرکانس یا در این مورد، هارمونیک‌های فرکانس، به علت کم بودن تفاوت فرکانس‌هایشان به یکدیگر قفل نشوند.

    .

    مدار شماتیک فلزیاب نوسانگر فرکانس ضربانی

    .

    نوسانگر جستجوگر از ترانزیستورهای 1 و 2 تشکیل شده است که در کنار سلف 1 و خازن‌های 1، 2 و 3، مدار تنظیم‌شده یا مدار تشدید را تشکیل می‌دهند. احتمالاً لازم است ظرفیت خازن1 را برای رسیدن به فرکانس صحیح تغییر دهید، زیرا سپر فارادی و کابل ارتباطی، مقداری ظرفیت نامشخص به‌صورت موازی با سیم‌پیچ جستجو اضافه می‌کنند. این ظرفیت به ساختار فیزیکی سیم‌پیچ و مواد استفاده‌شده در ساخت آن بستگی دارد و معمولاً در هر ساختی متفاوت است. تنظیم اصلی توسط خازن2 انجام می‌شود، در حالی که خازن3 برای تنظیم دقیق به کار می‌رود. خروجی نوسانگر جستجوگر از کلکتور ترانزیستور2 به «مدار مخلوط‌کننده11» شامل ترانزیستور3 منتقل می‌شود. 

    نوسانگر ضربان از ترانزیستورهای 4 و 5 شکل گرفته است. سلف2 و خازن8 مدار تنظیم‌شده‌ی این نوسانگر را تشکیل می‌دهند که روی فرکانس ۶۲۵ کیلوهرتز تشدید پیدا می‌کند. سیگنال خروجی این نوسانگر از روی کلکتور ترانزیستور4 برداشته و به پایه بیس ترانزیستور3 که یک مدار «مخلوط‌کننده‌ی گیت موازی12» است، فرستاده می‌شود. فرکانس تفاضلی توسط فیلتر پایین‌گذر (متشکل از مقاومت9 و خازن9 انتخاب شده و توسط آیسی1 تقویت می‌شود. سپس این سیگنال انتخاب و تفکیک‌شده به ترانزیستور6 فرستاده می‌شود که هدفون یا بلندگو را راه‌اندازی می‌کند. میزان بلندی صدا را می‌توان با اتصال یک مقاومت متغیر کم‌اهم، مثلاً یک پتانسیوتر 100 اهمی، به‌صورت سری با خروجی، کنترل کرد.

    .

    فهرست افزاره های لازم در مدار فلزیاب نوسانگر فرکانس ضربانی

    .

    ساخت مدار 

    چگونگی مونتاژ مدار دشوار به نظر نمی‌رسد – یک روش مونتاژ با استفاده از بورد مدار چاپی حاضری (ویروبورد) در تصویر۵ نشان داده شده است. مدار را داخل یک جعبه‌ی فلزی یا جعبه‌ای که از داخل تمام دیواره‌های آن با زرورق مسی یا آلومینیومی پوشیده شده نصب کنید تا ظرفیت خازنی دست و بدن کاربر و دیگر نویزهای الکترومغناطیسی بر تنظیمات مدار تأثیر نگذارد.

    .

    طرح پیشنهادی برای مونتاژ مدار

    .

    ساخت سیم‌پیچ جستجو بسیار مهم است. این سیم‌پیچ باید به اندازه کافی محکم و مقاوم باشد تا در برابر ضربه‌های شدید و هر نوع تغییر شکل مقاومت کند، سبک باشد تا قابل حمل باشد و به‌خوبی در برابر تغییرات دما و رطوبت عایق‌بندی شود. من دریافتم که ساختار نشان‌داده‌شده در تصویر۶ عملکرد بسیار خوبی دارد. ابتدا یک حلقه به قطر داخلی 15 سانتی‌متر و پهنای حدود 10 میلی‌متر از تخته سه‌لایی مطابق شکل برش دهید. برای پیچیدن کویل، یک دایره به قطر 15،5 سانتی‌متر روی یک تکه چوب دیگر رسم کنید. سپس میخ‌های کوچکی به درازی دو سانت‌متر را با فاصله حدود ۲،۵ سانتی‌متر از هم دور این دایره بکوبید و سپس 45 دور سیم لاکی به قطر 0،45 میلی‌متر را دور این دایره‌ی میخ‌ها بپیچید. دور چهار نقطه‌ی این سیم‌پیچ نوارچسب بپیچید تا حلقه‌های آن از هم جدا نشوند. سپس میخ‌ها را با احتیاط بیرون بکشید. سیم‌پیچ را محکم به سمت زیرین حلقه چوبی با نوار چسب بچسبانید، به طوری که دو انتهای سیم‌پیچ دقیقاً مقابل زبانه (محل اتصال دسته) قرار گیرند. روی سیم‌پیچ را با یک لایه دیگر نوار بپوشانید.

    .

    راهنمای طرز ساختن سیم پیچ جستجو

    .

    یک نوار آلومینیومی به عرض ۲،۵ سانتیمتر از فویل آلومینیومی آشپزخانه برش دهید و سطح سیم‌پیچ را با آن بپوشانید، به طوری که از یک طرف زبانه (بخشی که برای اتصال دسته در نظر گرفته شده) شروع و در طرف دیگر پایان یابد. احتمالاً نیاز است از چند تکه فویل استفاده کنید که در این صورت، لبه‌های آنها باید روی هم قرار گیرند. با این حال، مطمئن شوید که ابتدا و انتهای این فویل به یکدیگر اتصال کوتاه نکنند. یک انتهای زرورق آلومینیومی سیم‌پیچ را به قطعه‌ای سیم مسی قلع‌اندود (برای جلوگیری از اکسیداسیون) به قطر0،7 میلی‌متر (مثلاً سیم تلفنی) محکم ببندید و آن را به یکی از دو سر سیم‌پیچ و به زره (سیم بافته‌ی) کابلِ هم‌محور (کابلِ کواکسیال، مانند کابل آنتن) متصل کنید. سر دیگر سیم‌پیچ به سیم مغزی کابلِ هم‌محور وصل می‌شود. روی سیم‌پیچ را با یک لایه نوار عایق بپوشانید. سپس نواری به عرض ۲،۵ سانتیمتر (۱ اینچ) از ورق پلی‌استایرن (یونولیت) نازک با ضخامت 3 میلی‌متر برش دهید و آن را دور سیم‌پیچ نوار پیچ ‌کنید. در انتها، دوباره لایه‌ای از نوار چسب دور این مجموعه بپیچید. حال دسته را به سیم‌پیچ متصل و محکم کنید و با رنگ‌روغن ضدآب تمام این مجموعه را دو دست رنگ بزنید.

    توجه شود که انجام تمام این مراحل شامل عایق‌بندی مناسب و جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی در سیم‌پیچ جستجو برای ساخت سیم‌پیچی دقیق، محکم و بادوام و برای عملکرد بهینه فلزیاب ضروری است.

    .

    راه‌اندازی مدار

    اولین مرحله، تنظیم نوسانگر ضربان (Beat Oscillator) روی فرکانس صحیح است. 

    – سیم‌پیچ جستجو را اتصال کوتاه کنید تا اسیلاتور جستجو غیرفعال شود. 

    – دستگاه را روشن کرده و هسته سلف2 را تنظیم کنید تا فرکانس نوسانگرِ ضربان روی ۶۲۵ کیلوهرتز تنظیم شود. اگر به فرکانس‌سنج دسترسی ندارید، می‌توانید از یک رادیوی موج متوسط (MW) استفاده کنید. صفحه نمایش رادیو را روی ۶۲۵ کیلوهرتز (طول موج ۴۸۰ متر) تنظیم کنید. اگر رادیو دارای ورودی آنتن است، آنتن را نزدیک نوسانگر قرار دهید. اما اگر رادیو فقط آنتن میله فریتی دارد، باید به سادگی رادیو را در نزدیکی نوسانگر بگذارید. این تنظیمات باید هنگامی که مدار فلزیاب در جعبه با مشخصات پیش‌گفته نصب شده است (بدون درب جعبه) انجام شود. برای دریافت حداکثر سیگنال، تنظیمات را تکرار کنید. فراموش نکنید که شما در رادیو در جستجوی دریافت یک سیگنال مدوله‌نشده هستید، یعنی با رادیو باید جایی را پیدا کنید که فقط سکوت یا یک صدای «هیس» مداوم پخش می‌کند. برای اطمینان بیش‌تر از این که دارید موج حامل مورد نظر را دریافت می‌کنید، می‌توانید دو سر سیم‌پیچ نوسانگر را اتصال کوتاه کنید و تغییر در صدای رادیو را مشاهده کنید. پس از اطمینان از دریافت سیگنال نوسانگر، با چرخاندن هسته‌ی سیم‌پیچ2 و به کمک رادیو به فرکانس 625 کیلوهرتز برسید. با چکاندن چند قطره شمع، هسته‌ی فریت را در جای خود ثابت کنید.

    حال زمان تنظیم نوسانگر جستجو فرارسیده است.

    – ابتدا اتصال کوتاه را از سیم‌پیچ جستجو بردارید. 

    – هر دو تنظیم‌کننده‌ی فرکانس در نوسانگر جستجو یعنی (خازن2) برای تنظیم اولیه و خازن3 برای تنظیم دقیق را در وسط بازه‌ی تنظیمی خود قرار دهید. 

    – یک خازن ۴۷۰ پیکوفاراد برای خازن1 نصب کنید. 

    – خازن2 را تنظیم کرده و بررسی کنید که «نُت ضربانی» (Beat Note) از بلندگی دستگاه قابل دریافت است. در صورت نیاز، مقدار ظرفیت خازن2 را با افزودن یک خازن ۱۰۰ پیکوفاراد افزایش دهید. 

    – پس از شنیدن نُت ضربان، فرکانس نوسانگر جستجو را به شرح زیر بررسی کنید: 

    – (الف) سلف تنظیم نوسانگر ضربان (سلف2) را اتصال کوتاه کنید. 

    – (ب) با استفاده از رادیو در نزدیکی سیم‌پیچ جستجو، هارمونیک‌های نوسانگر جستجو را جستجو و پیدا کنید که باید مطابق با جدول ۱ باشند. احتمالاً فقط قادر به شناسایی فرکانس‌های هارمونیک فرد خواهید بود.

    .

    جدول 1 فرکانس و طول موج هارمونیک های مورد استفاده در این مدار

    .

    (پ) اگر فرکانس‌ها بیش‌ازحد به هم نزدیک باشند، احتمالاً نوسانگرِ جستجو در فرکانس ۸۹،۳ کیلوهرتز کار خواهد کرد. در این حالت، مقدار خازن1 را کاهش داده و مراحل را تکرار کنید. 

    در صورت امکان بهتر است مقداری برای خازن1 انتخاب کنید که فرکانس صحیح را هنگامی که خازن2 در وسط بازه‌ی تنظیم خود قرار دارد، ایجاد کند. این تنظیم، امکان جبران انحراف فرکانسی احتمالی را در طول عمر عملیاتی فلزیاب به آسانی فراهم می‌کند.

    انجام این مراحل برای کالیبره کردن دقیق فرکانس نوسانگرها و نیل به هماهنگی دقیق بین آنها و حفظ پایداری فرکانس‌شان و عملکرد بهینه‌ی فلزیاب در بلندمدت ضرورت دارد.

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    ساده‌ترین مین‌یاب جهان

    .

    .

    پانویس‌ها:

    1- B.F.O.: مخفف Beat Frequency Oscillator : «نوسان‌ساز فرکانس ضربانی» است که اساس کار این نوع فلزیاب بر آن استوار است. در این نوع فلزیا‌ب‌ها داریم:

    – تغییر فرکانس ناچیز: چالش اصلی در طراحی، شناسایی تغییرات کوچک فرکانس ناشی از وجود فلز است.

    – تنظیم اختلاف فرکانس: کاستن از اختلاف فرکانس اولیه بین دو نوسانگر، حساسیت دستگاه را افزایش می‌دهد.

    2- Induction Balance

    3- Pulse Induction (PI)

    4- Faraday Shield : یک لایه محافظ رسانا برای کاهش اثرات الکترواستاتیک.

    5- Harmonic : فرکانس‌هایی که مضرب صحیحی از فرکانس اصلی هستند.

    6- Beat Oscillator

    7- Drift : تغییر ناخواسته فرکانس به دلیل عوامل محیطی مانند دما یا فرسودگی افزاره‌های تنظیم‌گر فرکانس.

    8- Stray Capacities : اثرات خازنی ناخواسته در مدار.

    9- Long-Tailed-Pair Oscillator : نوسانگر «جفت دم‌بلند»، این نوع اسیلاتور از یک جفت ترانزیستور تشکیل شده است که به‌صورت تفاضلی (Differential) به هم متصل شده‌اند. ساختار اصلی این مدار شبیه به یک مدار تقویت‌کننده تفاضلی است، اما با افزودن المان‌های تنظیم فرکانس (مانند سلف و خازن متغیّر) و فیدبک مناسب، به‌عنوان نوسانگر عمل می‌کند.

    مقاومت یا امپدانس بزرگی که در مسیر مشترک امیتر جفت ترانزیستورها قرار می‌گیرد، به‌صورت نمادین شبیه به یک «دُم بلند» دیده می‌شود. این المان جریان ثابتی ایجاد می‌کند که عملکرد تفاضلی ترانزیستورها را پایدار نگه می‌دارد.

    10- Tuned Circuit

    11- Frequency Mixer

    12- Shunt Gate Mixer : این میکسر یک مدار الکترونیکی است که برای ترکیب سیگنال‌های دو نوسانگر (معمولاً یک سیگنال متغیّر و یک سیگنال مرجع) و تولید فرکانس تفاضلی استفاده می‌شود. نام آن از ساختار خاص مدار سرچشمه می‌گیرد که در آن گیت (Gate) یک ترانزیستور (اغلبFET) به صورت شانت (موازی) با مسیر سیگنال قرار می‌گیرد. از ویژگی‌های این مدار سادگی و استفاده از افزاره‌های معمولی در ساختمان آن است. چون در این مدار، خروجی، از بخش تنظیم‌شده مدار جدا شده است، بنابراین تغییرات بار (Load) یا سیگنال‌های خارجی تأثیر اندکی بر فرکانس نوسان می‌گذارند (پایداری فرکانسی خوب در شرایط عملی مختلف). علاوه بر این‌ها، پایداری این مدار در برابر تداخل قابل توجه است و در کاربردهایی مانند  فلزیاب‌ها، از قفل شدن اسیلاتورها روی فرکانس یکدیگر (یا هارمونیک‌ها) به دلیل ایزولاسیون مناسب جلوگیری می‌کند و بروز چنین مشکلی را کاهش می‌دهد.

    .

    .

    http://tesalkootah.ir || 2025-04-04 © 

    2015 © All rights reserved http://etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای http://etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از http://etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب http://etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در http://etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “http://etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .

  • اولین ارتباط کوانتومی ایمن 10 هزار کیلومتری جهان

    اولین ارتباط کوانتومی ایمن 10 هزار کیلومتری جهان

    نمایش طولانی‌ترین ارتباط ایمن ضد هک تا به امروز در بین دو نیمکره زمین توسط تیم علمی تحت هدایت چین

    اولین ارتباط کوانتومی ایمن 10 هزار کیلومتری جهان

    .

    بلندترین ارتباط کوانتومی

    روز اول فروردین امسال 1403 (20 مارس 2025)، یک تیم علمی تحت هدایت چین به اولین ارتباط کوانتومی ایمن 10 هزار کیلومتری جهان دست یافت. یک گروه علمی بین‌المللی تحت هدایت و رهبری دانشمندان چینی، ارتباطات کوانتومی ایمن را در مسافتی بیش از 12 هزار و 900 کیلومتر بین چین و آفریقای جنوبی محقق کرده‌اند. این دستاورد جدید در فن‌آوری کوانتوم با استفاده از ماهواره میکرو-نانو «جینان-۱»1 و ایستگاه‌های مینیاتوری زمینی، پتانسیل ارتباطات کوانتومی ایمن در مقیاس جهانی را نشان می‌دهد.

    برای نخستین بار در جهان، گروه علمی تحت رهبری دانشگاه علم و فن‌آوری چین، فن‌آوری «توزیع کلیدهای رمزنگاری کوانتومی (QKD)2» را به صورت بلادرنگ بین ماهواره و ایستگاه‌های مینیاتوری کوچک زمینی، از جمله یک ایستگاه در شهر استلنبوش3 آفریقای جنوبی، ممکن ساخت.

    با بهره‌گیری از این دستاورد در حوزه مهندسی، دانشمندان چینی در همکاری با همتایان خود از دانشگاه استلنبوش آفریقای جنوبی، موفق به نمایش طولانی‌ترین ارتباط ایمن ضد هک تا به امروز در بین دو نیمکره زمین شدند.

    نتایج این تحقیق در روز چهارشنبه 19 مارس 2025 در مجله نیچر4 منتشر شد. داوران این مجله این دستاورد را «یک موفقیت فنی چشمگیر» توصیف کردند که نشان‌دهنده‌ی «پیشرفت قابل توجه در ایجاد شبکه‌های ماهواره‌ای قابل اطمینان برای خدمات گسترده QKD ماهواره‌ای» است و «رشد قابل توجه فن‌آوری QKD ماهواره‌ای» را نشان می‌دهد.

    .

    فن‌آوری توزیع کلید کوانتومی چیست؟

    این فن‌آوری یک روش پیشرفته برای ایجاد کلیدهای رمزنگاری امن بین دو طرف (مثلاً میان دو شخص فرضی زهره و سیامک و با حضور نفوذگری به نام تیمور؛ البته در متن‌های بین‌المللی از نام‌های آلیس و باب و ایو استفاده می‌شود) است که از اصول مکانیک کوانتومی برای تضمین امنیت مطلق استفاده می‌کند. برخلاف روش‌های کلاسیک که بر پیچیدگی ریاضیات تکیه دارند، QKD امنیت خود را از قوانین فیزیک کوانتومی می‌گیرد و هرگونه استراق سمع و شنود در مسیر را آشکار می‌سازد..

    فن آوری توزیع کلید کوانتومی یک روش پیشرفته برای ایجاد کلیدهای رمزنگاری امن بین دو طرف است

    .

    اصول پایه QKD

    ۱. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ5:

       – اندازه‌گیری یک سیستم کوانتومی (مثل فوتون) باعث تغییر حالت آن می‌شود.

      – اگر تیمور سعی کند کلید را مورد استراق سمع قرار دهد، حالت فوتون‌ها تغییر می‌کند و حضور او فاش می‌شود.

     

    ۲. درهم‌تنیدگی کوانتومی:

       – در برخی پروتکل‌ها (مثل E91)، «جفت فوتون‌های درهم‌تنیده6» مورد استفاده قرار می‌گیرند.

       – اندازه‌گیری یکی از فوتون‌ها، حالت دیگری را فوراً تعیین می‌کند، حتی اگر در فاصله دور باشند.

    .

    پروتکل‌های معروف QKD

    ۱. BB84 (پروتکل بنت و براسارد – ۱۹۸۴)، قدیمی‌ترین و معروف‌ترین پروتکل:

       – زهره کیوبیت‌ها (معمولاً فوتون‌ها) را در پایه‌های مختلف (مثلاً + یا ×) ارسال می‌کند.7

       – سیامک به صورت تصادفی پایه‌های اندازه‌گیری را انتخاب می‌کند.

       – پس از ارسال، طرفین پایه‌های استفاده شده را مقایسه می‌کنند و فقط بیت‌هایی را نگه می‌دارند که پایه‌هایشان یکسان بوده است.

    ۲. E91 (اکرت – ۱۹۹۱)، بر پایه درهم‌تنیدگی کوانتومی:

       – از جفت فوتون‌های درهم‌تنیده استفاده می‌کند.

       – امنیت مبتنی بر «نقض نابرابری بل»8 است.

    .

    مراحل کار QKD

    ۱. انتقال کوانتومی: ارسال فوتون‌ها از طریق کانال کوانتومی (مثلاً فیبر نوری یا فضای آزاد).

    ۲. تصحیح خطا: حذف بیت‌های ناهماهنگ با استفاده از ارتباط کلاسیک.

    ۳. تقویت امنیت: کاهش اطلاعاتی که ممکن است تیمور به دست آورده باشد.

    .

    مزایای QKD

    – امنیت مطلق: حتی با پیشرفت رایانه‌های کوانتومی، شکستن کلید غیرممکن است.

    – تشخیص استراق سمع: هرگونه تلاش برای شنود، تغییراتی ایجاد میکند که قابل شناسایی است.

    – سازگاری با زیرساخت‌های موجود: امکان ترکیب با رمزنگاری کلاسیک (مثل AES).

    .

    چالش‌ها و محدودیت‌ها

    ۱. محدودیت فاصله:

       – در فیبر نوری: بیشینه تا حدود۱۰۰-5۰۰ کیلومتر (به دلیل تلفات فوتون).

       – در فضای آزاد: تا ۱۲۰۰ کیلومتر (مثلاً ماهواره چینی موضوع این مقاله).

    ۲. هزینه بالا: نیاز به لیزرهای دقیق، آشکارسازهای تک‌فوتونی و خنک‌کننده‌های کریوژنیک.

    ۳. سرعت پایین: در مقایسه با روش‌های کلاسیک نرخ تولید کلید محدود به بین ۱ کیلوبیت بر ثانیه تا ۱ مگابیت بر ثانیه است.

    .

    کاربردهای عملی

    – شبکه‌های بانکی: انتقال امن داده‌های مالی.

    – شبکه‌های دولتی و نظامی: محرمانه‌سازی ارتباطات حساس.

    – اینترنت کوانتومی: ایجاد شبکه‌های جهانی امن (مثلاً پروژه EU’s Quantum Flagship).

    .

     نمونه‌های واقعی

    ۱. شبکه کوانتومی چین (ژنو-شانگهای): انتقال کلید کوانتومی بین دو شهر با فاصله ۲۰۰۰ کیلومتر.

    ۲. ماهواره Micius: اولین ارتباط کوانتومی ماهواره‌ای بین چین و اتریش..

    ارتباط کوانتومی امن چین به اتریش

    .

    مقایسه میان رمزنگاری های کلاسیک و کوانتومی
    تفاوت رمزنگاری کوانتومی با رمزنگاری کلاسیک
    .

    آینده‌ی QKD

    با پیشرفت فن‌آوری «تکرارگرهای کوانتومی9» محدودیت فاصله از بین خواهد رفت. انتظار می‌رود تا دهه ۲۰۳۰، QKD به بخش استاندارد زیرساخت‌های امنیتی جهانی تبدیل شود.

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    .

    منبع:

    شبکه تلویزیونی جهانی چین

    و منابع دیگر
    .

    .

    پانویس‌ها:

    1- ماهواره میکرو-نانو « Jinan-1»

    ماهواره میکرو-نانو «جینان-۱» یک ماهواره‌ی کوچک و پیشرفته ساخت چین است که برای مشاهدات زمینی و جمع‌آوری داده‌های سنجش از دور طراحی شده است. این ماهواره بخشی از منظومه‌ی ماهوارهای چین به نام Qilu (چیلو) است که هدف آن پوشش گسترده و کارآمد برای کاربردهای تجاری و علمی است. 

    مشخصات کلیدی: 

    – نوع: ماهواره میکرو-نانو (وزن حدود ۲۰ تا ۵۰ کیلوگرم). 

    – توسعه‌دهنده: توسعه‌یافته توسط مؤسسه فناوری فضایی شاندونگ (Shandong Institute of Aerospace Electro-technology). 

    – پرتاب: اولین ماهواره از این سری در سال ۲۰۲۳ به فضا پرتاب شد. 

    – مأموریت: جمع‌آوری داده‌های طیف‌سنجی و تصویربرداری چندطیفی با وضوح بالا.

    کاربردهای اصلی: 

    ۱. پایش محیط زیست: 

       – رصد تغییرات آب‌وهوایی، آلودگی هوا و وضعیت جنگل‌ها. 

       – نظارت بر منابع آب و خاک. 

    ۲. کشاورزی هوشمند: 

       – تحلیل سلامت محصولات و پیش‌بینی عملکرد کشاورزی. 

       – شناسایی آفات و بیماری‌های گیاهی. 

    ۳. مدیریت بحران: 

       – ارزیابی خسارت ناشی از بلایای طبیعی مانند سیل، زلزله و آتش‌سوزی. 

       – کمک به برنامه‌ریزی امداد و نجات. 

    ۴. شهرسازی هوشمند: 

       – نظارت بر توسعه شهری و ترافیک. 

       – برنامه‌ریزی زیرساخت‌ها بر اساس داده‌های به‌روز. 

     فناوری‌های به‌کاررفته: 

    – سنسورهای اپتیکی: قابلیت تصویربرداری با وضوح ۱ تا ۵ متر. 

    – طیف‌سنجی چندطیفی: تحلیل طیف‌های نوری برای شناسایی مواد و پدیده‌های زمینی. 

    – ارتباطات پیشرفته: انتقال داده‌ها به ایستگاه‌های زمینی با سرعت بالا. 

    مزایای ماهواره‌های میکرو-نانو: 

    – هزینه پایین: ساخت و پرتاب ارزان‌تر نسبت به ماهواره‌های سنتی. 

    – انعطاف‌پذیری: امکان پرتاب گروهی (منظومه‌ای) برای پوشش مداوم. 

    – به‌روزرسانی سریع: جایگزینی آسان نسل‌های جدیدتر. 

    اهمیت ماهواره جینان-۱ برای چین: 

    – تقویت برنامه سنجش از دور تجاری چین در رقابت با شرکت‌هایی مانند Planet Labs یا SpaceX. 

    – پشتیبانی از پروژه‌های اقتصاد دیجیتال و اینترنت اشیاء (IoT) در حوزه‌های زیرساختی. 

    – گسترش نفوذ فناوری فضایی چین در بازارهای جهانی.

    2- Quantum Key Distribution – QKD

    3- Stellenbosch، دومین شهری که اروپاییان در آفریقای جنوبی بنیان‌گذاری کردند. این شهر کوچک 80هزار نفری مرکز یکی از مهم‌ترین و معتبرترین دانشگاه‌های آفریقای جنوبی با نزدیک به 30هزار دانشجو است.

    4- Nature

    5- اصل عدم قطعیت هایزنبرگ یکی از پایه‌ای‌ترین مفاهیم در مکانیک کوانتومی است که توسط فیزیکدان آلمانی، ورنر هایزنبرگ، در سال ۱۹۲۷ مطرح شد. این اصل به زبان ساده می‌گوید: هیچگاه نمی‌توانید هم‌زمان مکان (موقعیت) و سرعت (تکانه) یک ذره کوانتومی (مثل الکترون) را با دقت کامل اندازه‌گیری کنید! زیرا:

    – اگر مکان ذره را دقیقاً بدانید، سرعت آن نامشخص خواهد بود. 

    – اگر سرعت ذره را دقیقاً بدانید، مکان آن نامشخص خواهد بود.

    چرا چنین اتفاقی می‌افتد؟ ذرات کوانتومی (مانند الکترون‌ها) هم‌زمان خاصیت موج و ذره دارند. وقتی می‌خواهید مکان یک ذره را اندازه بگیرید، مجبورید با آن تعامل کنید (مثلاً با تاباندن نور به آن). این تعامل، سرعت ذره را تغییر می‌دهد!

    مثال: تصور کنید می‌خواهید موقعیت یک توپ بیلیارد را در تاریکی پیدا کنید. برای این کار، باید نور به آن بتابانید. اما برخورد فوتون‌های نور به توپ، سرعت آن را تغییر می‌دهد. در دنیای کوانتومی، این تغییر سرعت آنقدر قابل توجه است که اندازه‌گیری دقیق موقعیت ذره را غیرممکن می‌کند. اما این فقط یک محدودیت ابزاری نیست! هایزنبرگ نشان داد این عدم قطعیت، یک ویژگی ذاتی طبیعت است، نه ناتوانی ابزارهای ما. به بیان دیگر، ذرات کوانتومی به طور ذاتی «گریزپا» هستند و نمی‌گذارند همزمان راز مکان و سرعت‌شان فاش شود! پیامدهای شگفت‌انگیز چنین واقعیتی عبارتند از:

    ۱. الکترون‌ها مدار مشخصی ندارند: در اتم، الکترون‌ها به جای حرکت در مسیرهای دقیق، در ابری احتمالی (اوربیتال) حضور دارند.

    ۲. جهان کوانتومی احتمالاتی است: پیش‌بینی رفتار ذرات تنها با احتمالات ممکن است.

    ۳. پایه‌‌ی فن‌آوری‌های مدرن: این اصل در ساخت لیزر، ترانزیستور و رایانه‌های کوانتومی نقش کلیدی دارد.

    هایزنبرگ به ما یادآوری می‌کند: «ذرات کوانتومی مثل آدم‌های مرموز هستند! هرچه بیشتر سعی کنید موقعیت‌شان را بدانید، کمتر از مقصدشان سر درمی‌آورید!»

    6- Entangled photon pairs

    7- در پروتکل BB84، «پایه» (Basis) به جهت قطبش فوتون‌ها اشاره دارد. قطبش (Polarization) یعنی جهت نوسان میدان الکتریکی فوتون. برای درک بهتر، تصور کنید فوتون مانند یک تیرِ پرچم است که می‌تواند به صورت عمودی، افقی، یا مورب نوسان کند. 

    پایه + و پایه × چیست؟ 

    ۱. پایه + (rectilinear basis): 

       – شامل دو جهت قطبش عمودی (↑) و افقی (→) است. 

       – مثلاً زهره خانم مثال ما فوتون‌ها را با قطبش عمودی (۰ درجه) یا افقی (۹۰ درجه) ارسال می‌کند. 

    ۲. پایه × (diagonal basis): 

       – شامل دو جهت قطبش ۴۵ درجه (↗) و ۱۳۵ درجه (↖) است. 

       – مثلاً زهره خانم فوتون‌ها را با قطبش ۴۵ درجه یا ۱۳۵ درجه ارسال می‌کند. 

    چرا از دو پایه متفاوت استفاده می‌شود؟ 

    – امنیت کوانتومی: سیامک (گیرنده) به صورت تصادفی یکی از پایه‌ها (+ یا ×) را برای اندازه‌گیری انتخاب می‌کند. 

      – اگر سیامک پایه‌ی درست را انتخاب کند (مثلاً هر دو طرف تماس از پایه + استفاده کنند)، نتیجه‌ی اندازه‌گیری دقیقاً مطابق ارسال زهره خواهد بود. 

      – اگر پایه‌ها متفاوت باشند (مثلاً زهره از + و سیامک از × استفاده کند)، نتیجه‌ی اندازه‌گیری تصادفی می‌شود و بی‌معنی است. 

    – تشخیص استراق سمع: 

      – اگر تیمور (فرد مخرب) بخواهد فوتون‌ها را اندازه‌گیری کند، مجبور است حدس بزند از کدام پایه استفاده کند. 

      – اگر پایه انتخابی تیمور با پایه‌ی زهره متفاوت باشد، اندازه‌گیری او باعث تغییر قطبش فوتون می‌شود. 

      – این تغییر در مرحله‌ی مقایسه‌ی پایه‌ها توسط زهره و سیامک آشکار می‌شود و وجود تیمور فاش می‌گردد. 

    مثال ساده: 

    فرض کنید زهره فوتونی با قطبش ↑ (پایه +) ارسال کند: 

    – اگر سیامک پایه + را انتخاب کند، قطعاً ↑ را اندازه می‌گیرد. 

    – اگر سیامک پایه × را انتخاب کند، نتیجه‌ی اندازه‌گیری تصادفی خواهد بود (↗ یا ↖). 

    – بعداً زهره و سیامک پایه‌های استفاده‌شده را با هم مقایسه می‌کنند و فقط بیت‌هایی را نگه می‌دارند که پایه‌هایشان یکسان بوده است. 

    نقش + و × در امنیت: 

    استفاده از دو پایه‌ی متفاوت، امنیت را تضمین می‌کند، زیرا هرگونه استراق سمعی که پایه‌ها را نشناسد، باعث ایجاد خطا در داده‌ها می‌شود. این خطاها در مرحله‌ی تصحیح کلید شناسایی شده و ارتباط قطع می‌گردد.

    8- نقض نابرابری بل (Violation of Bell’s Inequality) 

    پدیده‌ای در مکانیک کوانتومی است که نشان می‌دهد برخی پیش‌بینی‌های این نظریه با مفاهیم کلاسیکِ واقع‌گرایی محلی (Local Realism) ناسازگار است. این ناسازگاری، وجود پدیده‌های کوانتومی مانند درهم‌تنیدگی (Entanglement) را تأیید می‌کند و ثابت می‌کند جهان در سطح کوانتومی بر اساس قوانین عجیبی عمل می‌کند که در دنیای ماکروسکوپی قابل درک نیستند.

    پیش‌زمینه‌ی تاریخی:

    – مناقشه‌ی اینشتین-بور: اینشتین معتقد بود مکانیک کوانتومی ناقص است و پدیده‌هایی مانند درهم‌تنیدگی را با مفهوم متغیرهای پنهان محلی (Local Hidden Variables) توضیح می‌داد.

    – جان بل (John Bell): در سال ۱۹۶۴، بل با ارایه نابرابری‌های بل، راهی برای آزمایش تجربی این اختلاف‌نظر پیشنهاد داد. 

    نابرابری بل چیست؟ 

    بل یک فرمول ریاضی (نابرابری) ارایه کرد که بر اساس واقع‌گرایی محلی (دو فرضیه زیر) پیش‌بینی‌هایی انجام می‌داد: 

    ۱. واقع‌گرایی (Realism): ذرات پیش از اندازه‌گیری، ویژگی‌های قطعی دارند (مثلاً اسپین یا قطبش مشخص). 

    ۲. محلی‌گرایی (Locality): تأثیرگذاری بین ذرات نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور باشد. 

    اگر جهان کلاسیک درست می‌بود، نتایج آزمایش‌ها باید این نابرابری را رعایت می‌کردند.

    نقض نابرابری بل در آزمایش‌ها:

    آزمایش‌های پیشرفته نشان دادند که اندازه‌گیری‌های ذرات درهم‌تنیده (مثلاً جفت فوتون‌ها) نابرابری بل را نقض می‌کنند. این یعنی: 

    – نتایج آزمایش‌ها با پیش‌بینی‌های مکانیک کوانتومی همخوانی دارند، نه با واقع‌گرایی محلی. 

    – ذرات درهم‌تنیده حتی در فاصله‌های بسیار دور، هم‌بستگی‌هایی نشان می‌دهند که با توضیحات کلاسیک قابل توجیه نیستند. 

    پیامدهای نقض نابرابری بل:

    ۱. رد متغیرهای پنهان محلی: نظریه‌هایی که سعی می‌کردند مکانیک کوانتومی را با مفاهیم کلاسیک توضیح دهند، نادرست هستند. 

    ۲. تأیید درهم‌تنیدگی کوانتومی: ذرات می‌توانند به‌صورت غیرمحلی بر هم تأثیر بگذارند (هرچند این به معنای انتقال اطلاعات سریع‌تر از نور نیست!). 

    ۳. پایه‌گذاری فن‌آوری‌های کوانتومی: مانند رایانش کوانتومی، رمزنگاری کوانتومی (QKD) و تله‌پورت کوانتومی.

    مقایسه دنیای کلاسیک در برابر دنیای کوانتومی

    مقایسه‌ی دنیای کلاسیک در برابر دنیای کوانتومی:

    نمونه آزمایشی ساده 

    فرض کنید دو جعبه دارید که هر کدام یک لنگه‌ی دستکش (چپ یا راست) در خود جای داده‌اند. اگر یک جعبه را باز کنید و لنگه‌دستکش راست ببینید، می‌دانید در جعبه‌ی دیگر حتماً لنگه‌دستکش چپ قرار دارد. در دنیای کلاسیک، این هم‌بستگی از پیش تعیین شده است. 

    اما در دنیای کوانتومی، تا زمانی که جعبه‌ای را باز نکنید، دستکش‌ها هیچ جهت قطعی ندارند! این جهت فقط در لحظه‌ی اندازه‌گیری تعیین می‌شود و جعبه دیگر بلافاصله جهت مخالف را نشان می‌دهد، حتی اگر کیلومترها دورتر باشد. 

    جمع‌بندی 

    نقض نابرابری بل نشان می‌دهد که طبیعت در سطح کوانتومی غیرمحلی و غیرقطعی است و درهم‌تنیدگی یک ویژگی واقعی و اساسی جهان است. این کشف یکی از عمیق‌ترین مفاهیم فلسفی و علمی قرن بیستم محسوب می‌شود.

    9- Quantum Repeaters

    .

    .

    www.tesalkootah.ir || 2025-03-26 © 

    2015 © All rights reserved www.etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .

  • مرگ اینترنت

    مرگ اینترنت

    رویای اینترنت به‌عنوان بستری برای ارتباط جهانی بین انسان‌ها، در سیلی بنیان‌کن از محتوای پوچ و بی‌ارزش در حال غرق شدن است: آیا به نقطه‌ی غلبه‌ی محتوای غیرواقعی در اینترنت رسیده‌ایم؟

    مرگ اینترنت

    .

    .

    این یک ترفند قدیمی فروشندگان است، اما هنوز هم کار می‌کند: شما یک خدمات را با قیمتی بسیار پایین یا حتی رایگان ارایه می‌کنید و هنگامی که مشتری به مزایای محصول عادت کرد، فروشنده با قیمت واقعی وارد میدان می‌شود. برای مثال، می‌توانید برای مدت یک سال تقریباً به صورت رایگان تماس تلفنی برقرار کنید و هزینه را فقط از سال دوم پرداخت کنید، اما به میزانی که برای دو سال کافی باشد. و از آنجا که تغییر ارایه‌دهنده برای مشتری کاری پرزحمت است، فروشنده شانس خوبی دارد که مشتری نزد او بماند.

    البته بهترین حالت زمانی است که مشتری حتی متوجه نشود که اکنون باید برای یک خدماتی که قبلاً رایگان بوده، هزینه‌ای بپردازد. مثال: اینترنت. همه چیز رایگان است – سیستم‌عامل‌ها، مرورگرها، شبکه‌های اجتماعی غیراخلاقی، پورتال‌های اطلاعاتی متعلق به شرکت‌های رسانه‌ای – همه‌ی این‌ها فقط «برای رضای خدا» است؟ البته که نه! در واقع، ما مشتریان اینترنت در پیشخوان‌های گوگل، آمازون و اینستاگرام، حریم خصوصی خود را واگذار می‌کنیم. گوگل احتمالاً علایق و الگوهای خرید ما را بهتر از خودمان می‌شناسد و دنیای رنگارنگ خرید را دقیقاً متناسب با ما طراحی می‌کند. سایرین ما را روزانه با نظرات مورد علاقه‌مان تغذیه می‌کنند، یا آن‌قدر یک نظر خاص را به ما عرضه می‌کنند تا بالاخره مورد علاقه‌مان شود.

    همه ما این را می‌دانیم و به این امید که نجات پیدا کنیم، به تخته‌پاره‌هایی به نام „مقررات عمومی حفاظت از داده‌ها“  یا «قانون حفظ حریم خصوصی» چنگ می‌اندازیم. و البته، همیشه در وب‌سایت‌ها تا جایی که می‌توانیم کوکی‌ها را رد می‌کنیم، مگر اینکه گزینه‌ای نداشته باشیم، یا زمانی که عجله داریم.

    تا کنون، غول‌های فن‌آوری تلاش‌هایی برای حفظ اینترنت از محتوای نامناسب انجام داده‌اند. محتوای متنی، تصویری و ویدیویی نامناسب می‌توانند دنیای خرید دیجیتال را مختل کنند. علاوه بر این، همیشه افراد حساسی وجود دارند که به سرعت سیاستمداران را تحت فشار قرار می‌دهند تا محدودیت‌ها و ممنوعیت‌هایی برای پلتفرم‌ها اعمال کنند. برای پیشگیری از این موضوع، گوگل و سایر شرکت‌ها ارتشی از کنترل‌کنندگان، عمدتاً از فیلیپین، را به کار گرفته‌اند تا با دستمزدی ناچیز، محتوای نامناسب را از اینترنت حذف کنند.

    همچنین، برای اینکه اینترنت همچنان برای ما مشتریان مفید بماند، «خزنده‌های وب1» – به ویژه آن‌هایی که متعلق به گوگل هستند – بدون وقفه در سرتاسر اینترنت در حال جستجو هستند تا صفحات مرتبط را پیدا کرده و با نمایش در رتبه‌های برتر نتایج جستجو، به آن‌ها پاداش دهند.

    اما اکنون اوضاع در حال تغییر است. ChatGPT و سایر مدل‌های «هوش مصنوعی زایا2» به قدری محتوای بی‌ارزش تولید می‌کنند که هم کنترل‌کنندگان فیلیپینی و هم خزنده‌های دیجیتال دیگر نمی‌توانند آن را مدیریت کنند. ویدیوهای پوچ و بی‌محتوا، اینفلوئنسرهای دیجیتال با تصاویر بی‌ارزش، و البته محتوای پورنوگرافی، به ویژه با چهره‌هایی از زیبارویان مشهور، همه این‌ها در مدت کوتاهی و به‌طور رایگان تولید می‌شوند.

    علاوه بر این، در رسانه‌های اجتماعی، حجم زیادی از محتوای فاشیستی، نژادپرستانه، نئونازی، نفاق‌افکنانه و اضطراب‌آور نیز توسط هوش مصنوعی تولید می‌شود. استیو بنن، مشاور ترامپ، این استراتژی را „غرق کردن زمین بازی در مدفوع“ توصیف کرد. و برای گسترش نفوذ این محتوا، حساب‌های جعلی3 زیادی وجود دارند که با لایک‌های مصنوعی، دسترسی آن‌ها را افزایش می‌دهند.

    و این مدل حتی درآمدزایی هم دارد. در سال گذشته، در پلتفرم موسیقی «اسپاتیفای4»، ده‌ها هزار آهنگ تولیدشده توسط هوش مصنوعی آپلود شد و سپس توسط بات‌ها به‌طور انبوه پخش شدند. اسپاتیفای به هنرمندان تنها بر اساس تعداد پخش‌ها پرداخت می‌کند، بنابراین، بات‌ها آهنگ‌های ساخته‌شده توسط صاحب بات را گوش داده و او را به درآمد می‌رسانند. سناریوی عجیبی است!

    هوش مصنوعی نه تنها با سرعت بالا محتوا تولید می‌کند، بلکه وب‌سایت‌های کاملی را با سرعت سرسام‌آور می‌سازد. ما تازه در آغاز این تحولِ نمایی و تصاعدی هستیم. پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که تا سال ۲۰۳۰، قریب به ۹۰ درصد تمام محتوای آنلاین توسط هوش مصنوعی تولید خواهد شد. رویای اینترنت به‌عنوان بستری برای ارتباط جهانی بین انسان‌ها، در سیلی از محتوای پوچ و بی‌ارزش در حال غرق شدن است.

    به همین دلیل، برخی از محتواها دیگر در اینترنت منتشر نمی‌شوند یا حداقل از دسترس هوش مصنوعی خارج می‌مانند. اغلب، هوش مصنوعی محتوای اصلی را نادرست، ناقص یا تحریف‌شده ارایه می‌دهد. همچنین، این مدل‌ها «حقوق مالکیت معنوی و فکری» را زیر پا می‌گذارند. به همین دلیل، روزنامه «نیویورک تایمز» آرشیوهای خود را از دسترس خزنده‌های وب ChatGPT  خارج کرده است. برخی دیگر سعی دارند با توسعه‌دهندگان هوش مصنوعی توافقات و قراردادهای مالی امضا کنند.

    .

    پیدایی هوش مصنوعی و مرگ اینترنت

    .

    اما مساله فقط به متن، تصویر و ویدیو محدود نمی‌شود – بلکه انسان‌های جعلی نیز در حال افزایش هستند.

    افراد ساختگی! آن‌ها می‌توانند برخی از کارهای ما را انجام دهند: برای ما چت کنند، ما را در جلسات زوم کسل‌کننده نمایندگی کنند (با ظاهری آراسته و چهره‌ای هوشیار)، مشتریان را راهنمایی کنند، و جدیدترین و پرسروصداترین تحول: نمایش صحنه‌های جنسی مورد علاقه‌ی افراد!

    در حال حاضر، بردگان جنسی که چهره و بدن آنان توسط هوش مصنوعی بهینه‌سازی شده، موفقیت چشمگیری در فضای آنلاین دارند. داستان این فیلم‌ها واقعی است، اما ظاهر بازیگران توسط هوش مصنوعی تغییر داده شده است. اما در نهایت، به‌زودی هر کسی خواهد توانست صحنه‌های مورد علاقه خود را با بدن و داستانی دلخواه، کاملاً توسط هوش مصنوعی تولید کند. آیا این پایان پلتفرم‌های پورنو و شغل‌های مرتبط با آن است؟

    یک نفر همیشه از قبل می‌دانست! بحران بانکی، پاندمی، سونامی – همیشه کسی بود که هشدار داده بود. این بار، «مکس رید5» در سال ۲۰۱۸ پیش‌بینی کرده بود: „انسان‌های جعلی با حساب‌های جعلی در رسانه‌های اجتماعی، که با نشانگرهای جعلی، روی صفحات جعلی، کلیک‌های جعلی می‌زنند!“

    هوش مصنوعی شاید اینترنت را نابود کند، اما در دستان دانشمندان حقیقی و متعهد به اصول انسانی و اخلاقی، „تحول بزرگ بعدی“ خواهد بود. هنوز چیزهای زیادی در راه است…

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    فضای خودمختار مجازی!؟
    محروم کردن مردم از واژه‌های پرمعنا

    .

    .

    پانویس‌ها:

    1- Webcrawler، رباتی اینترنتی است که به‌طور خودکار اطلاعات وب‌سایت‌ها را مرور کرده و صفحات سایت را بر اساس معیارهای مختلف برای فهرست‌بندی در موتورهای جست‌وجو بررسی می‌کند.

    2- Generative AI، یا هوش مصنوعی مولد، به مدل‌های یادگیری عمیقی گفته می‌شود که می‌توانند متون، تصاویر و سایر محتوای با کیفیت را بر اساس داده‌های آموزشی تولید کنند. به بیان ساده، مدل مولد می‌تواند آنچه را که از نمونه‌های دریافتی فرا گرفته است، به کار گیرد و بر اساس آن اطلاعات، محتوایی کاملاً جدید را خلق کند. به همین دلیل است که نام «مولد» یا «زایا» به معنی «تولیدکننده» برای آن انتخاب شده است.

    3- Fake Accounts

    4- Spotify

    5- Max Read، روزنامه‌نگار، نویسنده و تحلیل‌گر آمریکایی است. او در مقاله خود در مجله نیویورک (New York Magazine) در سال 2018 با عنوان «چه میزان از اینترنت جعلی است؟»، استدلال کرده بود که اینترنت به «نقطه وارونگی» رسیده است؛ جایی که محتوای جعلی به اندازه‌ای فراوان شده که تشخیص واقعیت از جعل تقریباً ناممکن است و اعتماد به آنچه در فضای آنلاین با آن مواجه می‌شویم را به چالشی بزرگ تبدیل کرده است. 

    .

    .

    www.tesalkootah.ir || 2025-03-25 © 

    2015 © All rights reserved www.etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

  • پتانسیل‌های عظیم سیم جادویی «ویگاند»

    پتانسیل‌های عظیم سیم جادویی «ویگاند»

    برداشت انرژی با استفاده از سنسورهای ویگاند تاکنون برای تأمین انرژی رمزگرهای مغناطیسی چنددورانی امروزی، بدون نیاز به باتری، استفاده می‌شد. اکنون سازندگان این سنسورها کاربردهای جدیدی را در دست بررسی دارند.

    پتانسیل های عظیم سیم جادویی ویگاند

    .

    سنسور ویگاند روزآمد برای نصب سطحی بر فیبر مدار چاپی

    .

    اثر ویگاند1 چیست؟

    اثر ویگاند از پالس‌های ناشی از تغییرات میدان مغناطیسی خارجی برای برداشت انرژی استفاده می‌کند. سازندگان از سال ۲۰۰۵ از این اثر بهره گرفته‌اند تا باتری‌های پردردسر یا سامانه‌های نوری حجیم و پرهزینه در «رمزگرهای مغناطیسی  چنددَوَرانی2»  را حذف کند. اما این اثر چیست؟

    .

    سیمی با خواص فرومغناطیسی استثنایی

    قلب سیستم ویگاند، سیمی نازک به ضخامت مو از جنس آلیاژ «ویکالوی3» است. این سیم با طولی در حدود ۱۵ میلی‌متر، به عنوان هسته، در دل یک سیم‌پیچ مسی ظریف جاگذاری شده است. این سیم، به‌دلیل ترکیب لایه‌های سخت و نرم مغناطیسی در هسته و پوسته‌ی خود، از ویژگی‌های فرومغناطیسی منحصربه‌فردی برخوردار است. در رمزگرها، هر بار که این سیم توسط میدان یک آهنربای دایمیِ در حال چرخش روی یک محور چرخان (مثلاً شفت یک موتور)، مغناطیسی می‌شود، یا به عبارت دقیق دچار «واگردانی مغناطش»4 می‌شود، یک پالس ایجاد می‌گردد که در سیم‌پیچ دور آن به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. انرژی تولیدشده (۱۹۰ نانوژول) برای تغذیه و فعال‌سازی مداوم مدار الکترونیک مرتبط با رمزگر شامل یک شمارشگر و ثبّات دقیق حرکات شفت حتی در حالت بدون جریان کافی است. سنسورهای ویگاند حتی در کندترین سرعت‌های چرخش نیز پالس‌های انرژی قابل اطمینانی تولید می‌کنند.

    .

    نمودار ولتاژ خروجی یک افزاره ویگاند به صورت تابعی از یک میدان خارجی 60 گاوسی

    .

    در سال‌های اخیر، فن‌آوری ویگاند تأثیر فزاینده‌ای بر سازندگان رمزگرهای دورانی و سنسورهای شیب، از جمله شرکت «پوزیتال5» گذاشته است. در اوایل سال ۲۰۱۴، واحد فن‌آوری ویگاند در مرکز تحقیق و توسعه آخن در آلمان آغاز به کار کرد. در این مرکز، سیم‌های ویگاند با استفاده از فرآیند تولید پیچیده‌ای شامل شکل‌دهی سرد (فورج سرد) و آنیلینگ (تِمپِرن)6 بر اساس ماشین‌آلات اصلی و فرمول‌ها و دستورالعمل‌های جان ویگاند، مخترع آمریکایی این فن‌آوری، ساخته می‌شوند. همزمان، یک خط تولید خودکار برای ساخت سنسورهای ویگاند به صورت افزاره‌هایی برای مونتاژ به صورت نصب سطحی SMD راه‌اندازی شد.

    .

    سیم ویگاند پس از یک فرآیند چندمرحله ای از عملیات مکانیکی و حرارتی تولید می شود

    .

    انتقال بی‌سیم انرژی

    با پشتوانه‌ی نصب میلیون‌ها سنسور ویگاند در سراسر جهان، تولیدکنندگان دست به یک ابتکار گسترده برای کشف کاربردهای جدید این «سیم جادویی» زده‌اند. تمرکز این اقدامات علاوه بر برداشت انرژی، بر تولید سیگنال و انتقال بی‌سیم انرژی الکتریکی نیز قرار دارد. در این راستا، با حمایت وزارت فدرال آموزش و پژوهش آلمان (BMBF)، دو پروژه‌ی پژوهشی پیشگامانه در اوایل سال ۲۰۲۰ با بودجه هر کدام حدود یک میلیون یورو آغاز شد.

    .

    قابلیت های اثر ویگاند دایم کاربردهای جدیدی را برای آن تعریف می کند

    .

     اهداف کلیدی پروژه‌ها:

    ۱. بهبود فن‌آوری ویگاند: افزایش بهره‌وری در تبدیل انرژی مغناطیسی به الکتریکی.

    ۲. کاربردهای نوین:

       – توسعه سامانه‌های تأمین انرژی بدون سیم برای حسگرها در محیط‌های صنعتی.

       – یکپارچه‌سازی فن‌آوری ویگاند در شبکه‌های اینترنت اشیا (IoT).

    ۳. کاهش وابستگی به باتری: ایجاد راهکارهای پایدار برای دستگاه‌های خودکار.

    .

     چشم‌انداز آینده:

    این پروژه‌ها می‌توانند زمینه‌ساز تحول در صنایعی مانند اتوماسیون صنعتی، رباتیک و سامانه‎های نظارت هوشمند شوند، جایی که نیاز به انتقال مطمئن انرژی و داده‌ها به‌صورت بی‌سیم حیاتی و تعیین‌کننده است.

    .

    سوئیچ‌های مجاورتی برای محیط‌های انفجاری

    این دو پروژه‌ی تحقیق و توسعه با راه‌اندازی واحد کسب‌وکار اوبیتو (Ubito) در سال ۲۰۲۱ مرتبط هستند که فعالیت‌های مرتبط با اثر ویگاند در شرکت پوزیتال را در قالب یک پرژه‌ی چندوجهی متمرکز کرده و بر حوزه‌های جدیدتر نیز تمرکز دارد. یکی از دستاوردهای پیشرفته، استفاده از سنسورهای ویگاند به‌عنوان کلیدهای مجاورتی7 ذاتاً ایمن برای نظارت بر اجسام آهنی یا فولادی در محیط‌های انفجاری (Ex) مانند معادن، پالایشگاه‌ها، پمپ‌بنزین‌ها، واحدهای شیمی و پتروشیمی ووو است. در این کاربرد، برداشت انرژی موضوع اصلی نیست، بلکه تمرکز بر پالس جریان ناشی از تغییر قطبیت در سنسور است که با نزدیک شدن اجسام به محدوده خطر، سیگنالی به سامانه‌ی کنترل ارسال می‌کند.

    .

     مزایای کلیدی سنسورهای ویگاند در این کاربرد: 

    – عدم نیاز به منبع تغذیه خارجی: سنسورها به‌طور کامل خودکفا هستند. 

    – حذف جرقه و اضافه‌ولتاژ: ایمنی ذاتی در محیط‌های انفجاری. 

    – پاسخ سریع و قابل اطمینان: تشخیص دقیق نزدیک‌شدن اجسام فلزی. 

    .

     پروژه‌های مرتبط با واحد اوبیتو: 

    ۱. بهینه‌سازی سنسورها: 

       – افزایش مقاومت مکانیکی و محیطی سنسورهای ویگاند. 

       – اتوماسیون بیشتر فرآیند تولید برای کاهش هزینه‌ها. 

     

    ۲. افزایش بازده انرژی: 

       – تأمین انرژی مورد نیاز برای ارتباط بی‌سیم سنسورها در سامانه‌های IIoT (اینترنت اشیا صنعتی). 

       – استفاده از فن‌آوری‌های کم‌مصرف مانند میکروکنترلرهای پیشرفته و پروتکل‌های نوین بی‌سیم. 

       – توسعه نمونه‌های اولیه سنسورهای IIoT خودکفا که بدون نیاز به باتری یا منبع خارجی کار می‌کنند. 

     

    این پیشرفت‌ها، سنسورهای ویگاند را به گزینه‌ای ایده‌آل برای محیط‌های حساس نظیر صنایع نفت، گاز و شیمیایی تبدیل می‌کند که ایمنی و قابلیت اطمینان از اولویت‌های حیاتی آن‌ها هستند.

    .

    چشم‌اندازهای آینده: شارژ بی‌سیم کم‌فرکانس و انتقال انرژی بدون شکافتن پوست و بافت‌ها برای شارژ باتری در دستگاه‌های پزشکی کاشتنی در بدن انسان. 

    از موضوعات پیشرو در این حوزه، شارژ بی‌سیم کم‌فرکانس و انتقال انرژی از طریق پوست (ترانسکوتان)8 برای دستگاه‌های پزشکی کاشتنی مانند ضربان‌سازهای قلبی است. سنسورهای ویگاند در ترکیب با میدان‌های الکترومغناطیسی کم‌فرکانس می‌توانند انرژی مورد نیاز برای سامانه‌های کم‌مصرف را در محیط‌هایی که انتقال فرکانس بالا (مثل وایفای یا بلوتوث) امکان‌پذیر نیست، تأمین کنند. 

    .

     نمونه کاربردی:

    پالس‌های تولیدشده توسط سنسور ویگاند می‌توانند به‌عنوان منبع جریان برای شارژ باتری ضربان‌سازهای قلبی از طریق پوست (بدون نیاز به جراحی یا سیم) استفاده شوند. این فن‌آوری با بهره‌گیری از میدان‌های کم‌فرکانس، خطرات ناشی از گرمایش بافتی (مشکل رایج در انتقال انرژی فرکانس بالا) را حذف می‌کند.

    .

     مزایای کلیدی: 

    – ایمنی بالا: مناسب برای دستگاه‌های حساس پزشکی. 

    – کم‌فرکانس: کاهش تداخل با سایر سامانه‌های الکترونیکی. 

    – سازگاری با محیط‌های چالش‌برانگیز: مانند داخل بدن انسان یا فضای صنعتی پرنویز. 

    .

    این نوآوری‌ها نشاندهنده پتانسیل بالای فن‌آوری ویگاند در پزشکی هوشمند و صنایع پیشرفته است.

    .

    .

    مطالب مرتبط:

     

    .

    پانویس‌ها:

    1- Wiegand Effect

    2- Magnetic Multi-Turn Encoder

    3- VICALLOY، آلیاژی شامل 52% کبالت، 38% آهن و 10% وانادیم

    4- Magnetization Reversal

    5- Posital GmbH

    6- Annealing یا Tempering یک نوع عملیات حرارتی تنش‌زدا برای بهبود خواص مکانیکی فلزات است.

    7- Proximity Switch

    8-Transcutaneous Energy  Transfer System، در خصوص این فن‌آوری، علاقه‌مندان می‌توانند این مقاله را در کانال تلگرام «اتصال کوتاه – کتاب، مقاله و بیش‌تر» بخوانند.

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    اثر ویگاند و قابلیت‌های آن

    .

    .

    www.tesalkootah.ir || 2025-03-22 © 

    2015 © All rights reserved www.etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .

  • مبدل‌های کوچک انرژی الکتریکی

    مبدل‌های کوچک انرژی الکتریکی

    میکروارگانیسم‌هایی که از برق تغذیه می‌کنند و از الکترون‌ها و دی‌اکسید کربن، مواد شیمیایی پایه و مواد اولیه برای سنتز پلیمرهای مهم تولید می‌کنند. این به نظر ایده‌ای امیدوارکننده برای ورود به یک اقتصاد چرخه‌ای پایدار مبتنی بر برق می‌رسد. اما موضوع به این سادگی‌ها هم نیست.

    مبدل های کوچک انرژی الکتریکی از فرآیندهای الکتروبیوشیمیایی

    .

    .

    میکروارگانیسم هایی که از برق تغذیه می کنند

    انسان نه تنها آتش، بلکه الکتریسیته را نیز رام کرده است. البته، در واقع ما اولین موجوداتی روی زمین نبودیم که این کار را انجام دادیم. همان‌طور که اغلب اتفاق می‌افتد، باکتری‌ها و آرکی‌ها1 اینجا هم از ما جلوتر بودند – شاید میلیاردها سال!

    در واکنش‌های ردوکس (احیا) در سلول‌های انسان، الکترون‌های موجود در یاخته از یک مولکول به مولکول دیگر منتقل می‌شوند. اگر دیگر اکسیژنی وجود نداشته باشد که به عنوان عامل اکسیدکننده برای خروج الکترون‌ها از زنجیره تنفسی سلول عمل کند، با مشکل مواجه می‌شویم.

    در سال ۱۹۸۶، دِرِک لاولی2 و الیزابت فیلیپس3 از سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده در ویرجینیا، باکتری‌ای را از رسوبات یک رودخانه استخراج و توصیف کردند که یون‌های آهن را احیا می‌کند4. این موجود کوچک که بعداً نام «ژئوباکتر»5 را به خود گرفت، نیازی به جذب آهن ندارد – می‌تواند در تماس مستقیم با مواد معدنی رشد کند و الکترون‌ها را به بیرون منتقل کند.

    این روش به ظاهر عجیب را «تنفس خارج سلولی» می‌نامند، که توسط میکروارگانیسم‌های دیگری مانند Shewanella oneidensis نیز انجام می‌شود. چنین “دهنده‌های الکترون” را می‌توان در فاضلاب نیز یافت و حتی می‌توان از آن‌ها برای تولید برق استفاده کرد. علاوه بر این، در رسوبات رودخانه‌ای، میکروارگانیسم‌هایی وجود دارند که می‌توانند الکترون‌ها را مستقیماً از خارج دریافت کنند، چه از محیط اطراف و چه از شرکای همزیست با تنفس خارج سلولی.

    محققان در حدود 10 سال پیش “کابل‌ها” یا “سیم‌های” زنده‌ای را کشف کرده‌اند، مثلاً بین آرکی‌های متانوتروف بی‌هوازی (باکتری‌هایی که در محیط با غلظت بالای متان، و اکسیژنِ کم زندگی می‌کنند) و باکتری‌های کاهنده‌ی سولفات به سولفیت. (در این خصوص به مقاله باکتری‌های کابلی: شگفتی‌های الکتریکی دنیای میکروبی مراجعه کنید.)

    چیزی که ما در آن زمان نمی‌دانستیم، این بود که “باکتری کابلی6” با وضعیت «کاندیداتوس» به نام «الکترونِما»7 به عنوان میکروب سال ۲۰۲۴ معرفی خواهد شد!

    .

    الکترون‌ها به عنوان ماده مغذی

    میریام روزنباوم8، استاد زیست‌شناسی سنتزی و رئیس بیوتکنیکوم در مؤسسه تحقیقاتی لایبنیتس برای تحقیقات مواد طبیعی و زیست‌شناسی عفونت در ینا-آلمان تأیید می‌کند که: “این حوزه تحقیقاتی با میکروارگانیسم‌های الکتروژن آغاز شد که می‌توانند الکترون‌ها را به بیرون منتقل کنند و در یک الکترود جریان تولید کنند. حدود ۱۵ سال است که می‌دانیم این فرآیند برعکس نیز کار می‌کند و برخی میکروارگانیسم‌ها می‌توانند از انرژی الکتریکی برای فرآیندهای متابولیکی استفاده کنند!”

    روزنباوم در اینجا به سادگی به الکترون‌هایی اشاره نمی‌کند که به طور طبیعی در توده‌های زیستی مبادله می‌شوند یا از مواد معدنی محیطی سرچشمه می‌گیرند. او در مورد «الکترودهای فنی»، صحبت می‌کند که جریان الکتریکی را مانند سیم به یک محیط هدایت می‌کنند. بنابراین، همان‌طور که روزنباوم به روشنی بیان می‌کند، می‌توان میکروب‌ها را “با الکترون‌ها تغذیه کرد”. این انرژی تأمین‌شده توسط ارگانیسم‌ها برای سنتز بیومولکول‌ها از دی‌اکسید کربن استفاده می‌شود. بنابراین، این ایده مطرح می‌شود که از جریان الکتریکی برای تولید ترکیبات شیمیایی، مانند مواد اولیه، با کمک میکروارگانیسم‌ها استفاده شود.

    اگر جریان الکتریکی از منابع انرژی تجدیدپذیر تأمین شود، این می‌تواند یک جایگزین یا مکمل دوست‌دار محیط زیست برای روش‌های تولید سنتی ترکیبات شیمیایی باشد.

    محققان بنابراین تمرکز خود را به ویژه بر روی باکتری‌ها و آرکی‌هایی قرار داده‌اند که می‌توانند الکترون‌ها را جذب کنند و از انرژی الکتریکی کاتد با بار منفی استفاده کنند. این کار را بسته به گونه‌ها به روش‌های مختلف انجام می‌دهند. برخی میکروارگانیسم‌ها الکترون‌ها را مستقیماً جذب می‌کنند و برای انجام این کار باید به شکل یک «بیوفیلم» روی کاتد رشد کنند.

    در گونه‌های دیگر، این فرآیند از طریق واسطه‌های ردوکس مانند فلاوین‌ها9 انجام می‌شود. در این حالت، میکروارگانیسم‌ها به صورت پلانکتون در محلول شناور هستند. واسطه‌ها به عنوان ناقل یا «شاتل الکترون» عمل می‌کنند که در کاتد بارگیری می‌شوند و بار خود را در سلول تخلیه می‌کنند، قبل از اینکه در کاتد دوباره به یک عامل کاهنده “بازسازی” شوند.

    میکروب‌ها همچنین می‌توانند از انتقال غیرمستقیم الکترون استفاده کنند. در این حالت، در الکترود یک الکترولیز اتفاق می‌افتد که به عنوان مثال هیدروژن تولید می‌کند، یا در کاتدهای طراحی‌شد‌ی ویژه، با افزودن دی‌اکسیدکربن، متانول یا اسید فرمیک نیز تولید می‌شود. سلول این مولکول‌ها را جذب می‌کند و از آن‌ها به عنوان عامل کاهنده استفاده می‌کند.

    روزنباوم می‌گوید: “نمونه‌های معمول کاربرد برای سنتز الکتریکی میکروبی بر اساس ارگانیسم‌هایی است که به صورت اجباری بی‌هوازی هستند و در محیط طبیعی خود از هیدروژن استفاده می‌کنند. متابولیسم هیدروژن این میکروب‌ها به طور طبیعی بسیار شبیه به سنتز الکتریکی میکروبی عمل می‌کند.”

    برای صنعت، سنتز الکتریکی مولکول‌های آلی، به ویژه متان، جالب‌ترین موضوع است. بنابراین، تصادفی نبود که اولین مطالعه مفهومی منتشر‌شده در سال ۲۰۰۹ در مورد «الکترومتان‌زایی10» بود. این بیوشیمی‌دان توضیح می‌دهد: “در چنین سیستم‌هایی از متان‌زاها استفاده می‌شود. این‌ها باکتری نیستند، بلکه آرکی‌ها هستند”. در بین آرکی‌ها نیز ارگانیسم‌هایی وجود دارند که می‌توانند هیدروژن یا الکترون‌ها را جذب کنند. “نکته زیبا در مورد متان این است که به خودی خود از محلول خارج می‌شود. شما نیازی به تصفیه مایع ندارید، بلکه محصول را مستقیماً دریافت می‌کنید.”

    .

    آرکی‌های الکتریکی

    شرکت Planegger Electrochaea از آرکی‌ها به صورت تجاری در فرآیند موسوم به Power-to-Gas11 یا به اختصار P2G استفاده می‌کند تا با استفاده از برق تولید‌شده از انرژی‌های تجدیدپذیر و دی‌اکسید کربن، متان تجدیدپذیر سنتز کند که آن را BioCat Methan می‌نامند. متأسفانه، ما از ایل شرکت پاسخی به درخواست‌های خود در مورد آرکی‌های مورد استفاده توسط Electrochaea یا جزئیات فنی سنتز الکتریکی-میکروبی استفاده‌شده دریافت نکردیم.

    با این حال، توصیف شماتیک در وب‌سایت شرکت (electrochaea.com) نشان می‌دهد که الکترولیز برای تولید هیدروژن در بخش جداگانه‌ای از تأسیسات انجام می‌شود و هیدروژن تولید‌شده همراه با دی‌اکسید کربن به بیورآکتور حاوی آرکی‌ها برای سنتز متان هدایت می‌شود.

    یکی از چالش‌ها، حفظ حیات باکتری‌ها یا آرکی‌ها در طول کشت و در عین حال ادغام آن‌ها در الکتروشیمی است. روزنباوم توضیح می‌دهد: “دو الکترود سلول الکتروشیمیایی باید نزدیک به هم قرار گیرند، در غیر این صورت ولتاژ و مقاومت بالایی در سیستم ایجاد می‌شود”. با سلول‌های الکتروشیمیاییِ Hشکل کلاسیک، که در آن‌ها محفظه‌های آند و کاتد به شکل H توسط یک پل نمکی به هم متصل می‌شوند، نمی‌توان پیشرفت زیادی داشت. سلول‌های Hشکل اگرچه با بازدهی کم برای آزمایش‌های سطح آزمایشگاهی مناسب هستند، اما نمی‌توان آن‌ها را در مقیاس‌های بزرگ‌تر استفاده کرد. با این حال، اگر الکترودها خیلی نزدیک به هم قرار گیرند، در آند اکسیژن ناخواسته تولید می‌شود.

    این پژوهشگر تأکید می‌کند: “اکسیژن برای «ارگانیسم‌های بی‌هوازی اجباری12» سمی است”.

    برای اینکه میکروارگانیسم‌ها در طول کشت به خوبی رشد کنند، باید نیازهای آن‌ها را شناخت. اما این کار چندان ساده نیست. بنابراین، برخی از گروه‌ها بر روی کشت‌های مختلط تمرکز می‌کنند که به عنوان مثال از لجن فاضلاب جدا می‌شوند. اگرچه دقیقاً مشخص نیست که کدام باکتری‌ها و آرکی‌ها در آن وجود دارند، اما در میان پژوهشگران، این باور وجود دارد که آن‌ها بازده بهتری نسبت به کشت‌های خالص دارند. روزنباوم و سایر محققان در یک بررسی اخیر در مورد این موضوع بحث کرده‌اند (Trends Biotechnol. doi.org/nd3g).

    .

    تولید برق از فعالیت باکتری های موجود در گل و لای
    .

    روزنباوم کشت‌های خالص را ترجیح می‌دهد: “به محض اینکه ارگانیسم‌ها را خوب مطالعه و درک کنیم، کشت‌های خالص پتانسیل بسیار بالاتری برای موفقیت دارند. می‌توان آن‌ها را کنترل کرد، از نظر ژنتیکی تغییر داد و به طور هدفمند متابولیسم را دستکاری کرد تا تولید محصول بهبود یابد یا محصولات جدید ایجاد شود. این کار با کشت‌های مختلط امکان‌پذیر نیست!”

    در میان باکتری‌هایی که روزنباوم می‌خواهد فیزیولوژی آن‌ها را بهتر درک کند، Clostridium ljungdahlii نیز وجود دارد. سال گذشته، او و همکارانش توانستند ثابت کنند که این باکتری نیازی به تماس مستقیم با الکترود ندارد، بلکه از هیدروژن به عنوان منبع غیرمستقیم الکترون استفاده می‌کند13. این یافته‌ها برای طراحی سیستم‌های کارآمد و به عنوان مثال، تخمین اینکه آیا می‌توان از کل حجم واکنش استفاده کرد یا به یک کاتد با سطح بزرگ نیاز است، مهم هستند.

    متان یا اسید استیک مولکول‌های معمولی اما نسبتاً ساده‌ای هستند که در سنتز الکتریکی میکروبی تولید می‌شوند. این دو ترکیب را می‌توان بدون میکروب و فقط با استفاده از برق نیز تولید کرد.

    روزنباوم خاطرنشان می‌کند: “اما قدم گذاشتن به سمت تولید مولکول‌های بزرگ‌تر و با ارزش‌تر به صورت خالص الکتروشیمیایی و بدون میکروارگانیسم‌ها دشوار است – هر چه زنجیره‌های کربنی طولانی‌تر شوند، محصولات نیز ناخالص‌تر می‌شوند – با این محصولِ مخلوط (ناخالص و غیریکنواخت) در نهایت کار زیادی نمی‌توان انجام داد!” در مقابل، آنزیم‌های میکروارگانیسم‌ها واکنش‌های بسیار انتخابی را کاتالیز و تسریع می‌کنند. با مسیر متابولیکی مناسب، یک مولکول مشخص به دست می‌آید – در صورت لزوم، حتی به صورت اِنانتیومر14 خالص. بنابراین، روزنباوم امکانات سنتز الکتریکی میکروبی را کمتر در ذخیره‌سازی انرژی به شکل سوخت‌ها می‌بیند، بلکه به عنوان فرصتی برای مسیرهای تولید تا مواد ارزشمند تخصصی ارزیابی می‌کند: “اسیدهای آمینه یا مواد دارویی را می‌توانیم مستقیماً با انرژی خورشیدی تولید کنیم!”

    .

    تلاش‌های سخت برای متقاعد کردن

    اینکه چگونه می‌توان از مطالعات «اثبات مفهوم15» در مقیاس آزمایشگاهی به سمت کاربردهای صنعتی سنتز الکتریکی-میکروبی حرکت کرد، موضوعی است که گروه پژوهشگران به سرپرستی «فالک هارنیش16» در مرکز تحقیقاتی هلمهولتز برای تحقیقات محیط زیست – UFZ در لایپزیگ-آلمان به آن می‌پردازد. او نیز در دو مقاله‌ی ذکر شده تحت هدایت روزنباوم همکاری داشته است. این دو گروه به طور مداوم با هم همکاری نزدیک داشته و تبادل نظر می‌کنند.

    این بیوشیمی‌دان توضیح می‌دهد: “برای اینکه صنعتکاران شروع به صحبت جدی با ما کنند، باید فرآیندها را حداقل در مقیاس لیتری توصیف و مقیاس‌پذیر کنیم. برای این کار، فرمانتورهای معمولی به نام راکتورهای همزن‌دار وجود دارند”. هم زدن و گازدهی در این راکتورها مشکلی ندارد.

    هارنیش محدودیت‌ها را نیز بیان می‌کند: “اما با این زیرساخت‌های کلاسیک راکتور نمی‌توان مطالعات الکتروبیوتکنولوژی انجام داد”. گروه لایپزیگ بنابراین الکتروبیورآکتورهایی برای حجم‌های ۵۰۰ میلی‌لیتر تا یک لیتر طراحی کرده‌اند. هارنیش تأکید می‌کند: “چنین چیزی را هنوز نمی‌توانید خریداری کنید”.

    .

    میکروارگانیسم ها مواد آلی با ارزش افزوده بالا تولید می کنند
    .

    .در این راکتور، تکنیک هم‌زدن و گازدهی باید با کنترل و تنظیم الکتروشیمیایی هماهنگ شود. الکترودها باید تا حد امکان نزدیک به هم قرار گیرند. اما نباید اکسیژن سمی از آند به میکروب‌های بی‌هوازی برسد.

    به جای سلول‌های Hشکل با پل یونی، تیم هارنیش از یک «غشای تبادل یونی17» استفاده می‌کند. او فاش می‌کند: “این غشاها معمولاً در سلول‌های سوختی یا نمک‌زدایی آب، آب‌شیرین‌کن‌ها، استفاده می‌شوند. بنابراین می‌توان آن‌ها را به صورت تجاری خریداری کرد”. غشا محفظه را به دو بخش تقسیم می‌کند، و با وجود این که دو الکترود از هم جدا شده‌اند، اما یون‌ها می‌توانند به صورت انتخابی از میان غشا جریان یابند. در بررسی ذکر شده در نشریه Trends in Biotechnology، ساختار شماتیک الکتروبیورآکتور نشان داده شده است.

    هارنیش می‌گوید که ده سال کار در این دستگاه سرمایه‌گذاری شده است. او یکی از پیش‌نیازهای مهم برای بهینه‌کاوی18 را چنین نام می‌برد: “ما اکنون می‌توانیم فرآیندهای بیوتکنولوژی را با و بدون الکتروشیمی اجرا کنیم و بر روی همان زیرساخت با هم مقایسه کنیم. زیرا طبیعتاً می‌خواهید دیگر پژوهش‌گران و در حالت ایده‌آل نمایندگان صنعت را متقاعد کنید که برق منجر به تولید بیشتر زیست‌توده و ترکیبات شیمیایی قابل استفاده می‌شود.” هارنیش با لبخند اضافه می‌کند: “همه این‌ها را مهندسان می‌خواهند بدانند تا سپس بتوانند سرمایه‌گذاران را نیز متقاعد کنند”.

    نزدیکی به آند در این مورد برای ارگانیسم‌های بی‌هوازی مشکلی ایجاد نمی‌کند، حتی اگر هارنیش در حال حاضر نتواند جزئیات بیشتری ارایه دهد. اما این را فاش می‌کند: “در سیستم ما اکسیژن تولید نمی‌شود – ما یک ماده دیگر را اکسید می‌کنیم!” در بلندمدت، برنامه‌ریزی شده است که واکنش‌های شیمیایی مفیدی نیز در آند انجام شود. به عنوان مثال، محصولات کاتد می‌توانند در آنجا بیشتر پردازش شوند. هارنیش می‌گوید: “می‌توان از اسیدهای آلی، آلکان‌های با زنجیره متوسط و بلند تولید کرد، این موضوع قبلاً نشان داده شده است”.

    “در ادبیات علمی گاهی اوقات با اصطلاح سلول ۲۰۰ درصدی مواجه می‌شوید”، او ادامه می‌دهد و می‌گوید که این اصطلاح را چندان دوست ندارد. اما: “این اصطلاح نشان می‌دهد که نه تنها در یک الکترود، بلکه در هر دو الکترود ارزش‌افزایی اتفاق می‌افتد.”

    دیرک هولتمان19، رئیس بخش الکتروبیوتکنولوژی در مؤسسه فناوری کارلسروهه (KIT) آلمان، نیز از میکروارگانیسم‌های تغذیه‌کننده از الکترون هیجان‌زده است. هولتمان به یک نکته مهم اشاره می‌کند: “یک سوال رایج این است که چگونه با در دسترس بودنِ غیریکنواخت جریان الکتریکی کنار بیاییم. ما نشان داده‌ایم که اگر به میکروب‌ها به مدت ۲۴ ساعت تغذیه با دی‌اکسیدکربن یا جریان برق قطع شود و سپس دوباره روشن شود، ارگانیسم‌ها در عرض چند دقیقه دوباره فعال می‌شوند و به بهره‌وری عادی خود می‌رسند!” بنابراین، کمبود برق و دوره‌های گرسنگی، میکروارگانیسم‌ها را آشفته نمی‌کنند.

    برای گروه هولتمان، موضوع «توسعه‌ی کمّی و افزایش ظرفیت» محصولات این فن‌آوری نیز مساله‌ی روز است. به طور خاص، برای الکترومتان‌زایی با Methanococcus maripaludis، کارلسروهه‌ای‌ها پنج سال پیش راکتورهای الکتروبیوتکنولوژی برای حجم‌های تا ۵۰ لیتر طراحی کرده‌اند20.

    مانند روزنباوم، هولتمان نیز می‌خواهد فیزیولوژی باکتری‌ها و آرکی‌های مورد مطالعه را بهتر درک کند. او از خود می‌پرسد: “چرا اصلاً میکروارگانیسم‌ها باید الکترون‌ها را از الکترود جذب کنند؟” از آنجایی که فرآیند تکامل میکروب‌ها برای استفاده از برقِ تولید‌شده توسط انسان طراحی نشده است، هولتمان پایه‌های ضروری برای این هدف را بهینه‌سازی می‌کند. او توضیح می‌دهد: “از طریق تکامل تطبیقی آزمایشگاهی، می‌توانیم ارگانیسم‌ها را به استرس عادت دهیم”. به عنوان مثال، محققان به تدریج غلظت نمک را افزایش می‌دهند. میکروب‌هایی که به بهترین وجه از طریق جهش‌های تصادفی تطبیق یافته‌اند، بیشتر تکثیر پیدا می‌کنند و در نهایت به شرایطی عادت می‌کنند که با الکتروشیمی و فیزیولوژی سازگار است.

    .

    میکروب‌های الکترون‌خوار، بیوپلاستیک تولید می‌کنند

    هولتمان نیز به محصولات نهایی با ارزش بالاتر که بیش از یک یا دو اتم کربن دارند، چشم دوخته است. طبیعت در این زمینه پیشگام بوده است. او توضیح می‌دهد: “باکتری‌های اکسیدکننده‌ی هیدروژن وجود دارند که به طور طبیعی بیوپلاستیک پلی‌هیدروکسی‌بوتیرات (PHB) تولید می‌کنند.” گروه او به دنبال راه‌هایی برای تولید مولکول‌های دیگر با استفاده از این میکروب‌ها است. هولتمان به عنوان مثال از «ترپن‌ها21»، الکل‌ها و اسیدهای آلی نام می‌برد. او تاکید می‌کند: “و یا تولید حتی یک پلیمر بهتر از نوع طبیعی آن”. به همین دلیل، تیم او از نظر مولکولی نیز به سراغ میکروارگانیسم‌های “سازگار با الکترون” می‌رود. اما نمی‌توان یک بیوپلاستیک را به سادگی مانند یک پپتید کوچک به صورت نوترکیب به دست آورد. در عوض، باید مسیرهای متابولیکی کامل را در یک ارگانیسم ایجاد کرد و به آن شیمی مورد نظر را “آموخت”. برای این کار، محققان ابتدا باید آبشارهای آنزیمی را، که فرآیندهای بیوشیمیایی سلولی را تسریع کرده و به آن جهت معین می‌دهند، درک کنند. هولتمان اطمینان می‌دهد که برای بسیاری از مسیرهای بیوسنتزی، مراحل میانی و ترکیبات واسطه شناخته شده‌اند. “در سنتز ترپن، ما باید ۹ پروتئین را وارد می‌کردیم، و این کار نسبتاً خوب جواب داد”، او به آزمایش‌هایی اشاره می‌کند که نتایج آن‌ها را او و همکارانش در سال ۲۰۱۸ منتشر کردند22.

    تیم او که از باکتری Cupriavidus necator به عنوان یک کارخانه کوچک استفاده کرده، در مقاله خود می‌نویسد: “می‌توان آن باکتری را در شرایط کمبود مواد مغذی و در حضور دی‌اکسیدکربن و هیدروژن تولید‌شده در کاتد، به سنتز ماده‌ی بیوپلاستیک PHB وادار کرد. در عرض ۴۰ ساعت، حدود ۶۰ گرم بیوپلاستیک در هر لیتر به دست می‌آید.” ۷۰درصد از وزن سلول را PHB تشکیل می‌دهد. یک اطلاع جالب دیگر از مقاله این گروه: با استفاده از سنتز الکتریکی میکروبی، می‌توان تا ۸۰ درصد از انرژی الکتریکی مصرف‌شده را به انرژی شیمیایی یا مواد شیمیایی تبدیل کرد.

    برای تبدیل Cupriavidus به یک کارخانه ترپن، هولتمان و همکارانش مجبور نبودند چرخ را از نو اختراع کنند، بلکه می‌توانستند از تجربیات با E. coli و سایر ارگانیسم‌ها استفاده کنند. محققان قبلاً سامانه‌ای را ایجاد کرده بودند که با استفاده از آنزیم آلفا-هومولن-سنتاز23 حاصل از زنجبیل، و برخی آبشارهای آنزیمی اضافی، ترپن آلفا-هومولن تولید می‌کرد. اگرچه بازده آلفا-هومولن در کشت‌های تراریخته Cupriavidus به اندازه بازده محصول طبیعی PHB نبود، اما آن‌ها در شرایط کاملاً شیمیایی در عرض دو تا سه روز حدود شش میلی‌گرم در لیتر از این ترپن را سنتز کردند. هنگامی که این تیم باکتری‌ها را در نزدیکی یک کاتد تحت شرایط الکترواوتوتروفیک24 کشت داد، سرعت سنتز دو برابر شد. این مقایسه نشان می‌دهد که میکروب‌ها در واقع از انرژی الکتریکی برای سنتز آلفا-هومولن استفاده کرده و آن را در این ترکیب ذخیره می‌کنند.

    با این حال، نویسندگان مقاله در مجله آلمانی «شیمی کاربردی25» اعتراف می‌کنند که تا رسیدن به بازده‌های اقتصادی‌ مرتبط، هنوز راه  زیادی در پیش است. اما جهت حرکت درست است. آن‌ها توسعه سوخت‌های زیستی پیشرفته را به عنوان یک هدف دورتر مطرح می‌کنند، که تولید آن‌ها با تولید مواد غذایی رقابت نمی‌کند. تاکنون، جهان در مورد این سوخت‌ها در معضل غذا-یا-سوخت26 قرار داشته است. اما تیم هولتمان در این مقاله راه‌حلی را ترسیم می‌کند: “ایده‌ی بیوالکتروتکنولوژی این است که انرژی لازم برای «معادل‌های کاهش متابولیکی27» دیگر نیازی به تأمین از قند نداشته باشد، بلکه از برق سبز استفاده شود، و به این ترتیب می‌توان بیلان تعادل کربن را نیز به نفع حفاظت از محیط زیست بهبود بخشید.”

    .

    منابع مختلف دی‌اکسید کربن

    غلظت دی‌اکسید کربن در هوا برای استفاده‌ی مؤثر توسط این «گاو نرهای نیرومند الکتروسنتزی» بسیار پایین است. علاوه بر این، اکسیژن سمی نیز باید حذف شود. اما فرایند «الکتروسنتز میکروبی»، اگر گازهای خروجی از دودکش واحدهای صنعتی با غلظت‌های بالای دی‌اکسیدکربن به آن اضافه شوند، به‌خوبی کار خواهند کرد. این موضوع باعث می‌شود وابسته به فناوری‌هایی بمانیم که در واقع هدف‌مان حذف آنها در میان‌مدت است. با این حال، هولتمن در این زمینه خوش‌بین است و می‌گوید: “نباید تنها به دی‌اکسیدکربنی که از فرایندهای پتروشیمیایی ایجاد می‌شود، فکر کنیم. دی‌اکسیدکربن همچنین در غلظت‌های بالا در تأسیسات معمولی تولید بیوگاز تولید می‌شود. هر فرایند تخمیری دیگری که در آن کربوهیدرات‌ها تجزیه می‌شوند نیز به تولید دی‌اکسیدکربن منجر می‌شود. استفاده از این گاز بسیار منطقی است.”

    .

    مزیت میکروارگانیسم‌ها در یک زیست‌اقتصاد پایدار

    او به مزیت دیگری از میکروارگانیسم‌ها در راستای «زیست‌اقتصاد پایدار28» اشاره می‌کند: “دی‌اکسیدکربن را می‌توان به صورت شیمیایی نیز استفاده کرد، اما برای این کار باید بسیار خالص باشد. میکروارگانیسم‌ها به استفاده از دی‌اکسیدکربن ناخالص که در فرایندهای دیگر به‌عنوان محصول جانبی ایجاد می‌شود، عادت دارند. بنابراین من هیچ کمبودی برای منابع دی‌اکسیدکربن در آینده نمی‌بینم و الکتروبیوتکنولوژی می‌تواند به ما کمک کند تا به سمت هدف «صفرکردن‌گاز کرینیک»  پیش برویم!»

    .

    .

    مطالب مرتبط:

    باکتری‌های کابلی: شگفتی‌های الکتریکی دنیای میکروبی

    .
    .
    پانویس‌ها:

    [1]  – باستانیان یا آرکی‌ها (Archaea) (که آرکی‌باکتری یا باکتری‌های باستانی هم نامیده شده‌اند) قلمرویی از موجودات ریز تک‌یاخته‌ای هستند. به هر یک از اعضای گروه باستانیان یک باستانه یا آرکئون (archaeon) گفته می‌شود. برای خواندن بیشتر اینجا کلیک بزنید.

    [2]  – Derek Lovley

    [3]  – Elizabeth Phillips

    [4]  – منبع: Appl. Environ. MicrobioL 51(4): 683-9

    [5] – Geobacter

    [6]  – Cable Becteria

    [7]  – Candidatus-status Electronema

    [8]  – Miriam Rosenbaum

    [9]  – Flavin

    [10]  – Electromethanogen  منبع: Environ. Sci. Technol. 43(10): 3953-8

    [11]  – فرآیند Power-to-Gas (P2G)  یک فناوری نوآورانه است که انرژی الکتریکی مازاد، به ویژه از منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید را، از جمله از طریق الکترولیز، به گازهای قابل ذخیره‌سازی و استفاده مانند هیدروژن و متان تبدیل می‌کند. این فناوری به عنوان یک راه‌حل کلیدی برای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ و کاهش انتشار کربن در سیستم‌های انرژی مطرح است.

    [12]  – Obligat anaerobe Organisms

    [13]  – منبع: Green Chem. 25(11): 4375-86

    [14]  – Enantiomer: انانتیومرها تصاویر آینه‌ای مولکول‌های کایرال، ملکول‌هایی که بر تصویر آینه‌ای خود انطباق پیدا نمی‌کنند، هستند که در شیمی، زیست‌شناسی و صنعت اهمیت زیادی دارند. تشخیص و استفاده مناسب از خصلت کایرالیِ انانتیومرها برای اطمینان از ایمنی و کارایی در بسیاری از کاربردهای زیستی و شیمیایی ضروری است.

    [15]  – Proof-of-Concept (POC) : اثبات اینکه یک ایده یا پروژه کسب و کار چیزی برای ارایه کردن دارد. برای خواندن بیشتر به این مقاله مراجعه کنید.

    [16]  – Falk Harnisch

    [17]  – Ion Exchange Membrane

    [18]  – Benchmarking

    [19]  – Dirk Holtmann

    [20]  – منبع: Chem. Eng. Sci. 207: 1148-58

    [21]  – Terpen

    [22]  – Angew. Chem. 57(7): 1879-82

    [23]  – Alpha-Humulen-Synthase

    [24]  – Electroautotrophen Condition

    [25]  – Angewandte Chemie

    [26]  – Food-or-Fuel Dilemma

    [27]  – Metabolic Reduction Equivalents

    [28]  – Sustainable Bioeconomy

    .
    .

    http://tesalkootah.ir || 2025-03-15 © 

    2015 © All rights reserved http://etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای http://etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از http://etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب http://etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در http://etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “http://etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .
  • چرا پژوهش‌گران آلمانی به خارج از کشور روی می‌آورند

    چرا پژوهش‌گران آلمانی به خارج از کشور روی می‌آورند

    ناقص‌بودنِ امر دیجیتالی‌سازی و سخت‌گیری‌های قانونی و نگرانی‌های مربوط به حفاظت از داده‌های خصوصی افراد، رشد نوآوری‌های هوش مصنوعی در آلمان را کند می‌کند آینده بخش بهداشت و سلامت عمومی در گرو تلفیق با هوش مصنوعی است

    .

    .

    دکتر آریل دورا اشترن استاد دانشگاه هومبولت آلمان مصاحبه با پروفسور دکتر آریل دورا اشترن1، استاد دانشگاه هومبولت2 در زمینه «سلامت دیجیتال3» در مؤسسه هاسو پلاتنر4 در پوتسدام. پروفسور اشترن در حوزه هوش مصنوعی در بخش بهداشت و درمان پژوهش می‌کند. این مصاحبه‌ی مجله‌ی آلمانی «لابور ژورنال5» در ژانویه 2025 انجام شده است.

    .

    –  داده‌های سلامت ما در آلمان چقدر امن هستند؟

    در مقایسه با سایر کشورها، بسیار امن هستند. این تا حدی به این دلیل است که این داده‌ها تنها بخشاً دیجیتالی شده‌اند. به همین دلیل، اغلب به سختی قابل استفاده هستند. این وضعیت نه تنها برای برنامه‌نویسان، بلکه برای بیماران نیز بد است، زیرا داده‌های آنها برای بهترین پیشگیری و درمان در دسترس نیستند. همچنین برای پزشکان به این معناست که گزینه‌های کمتری برای ارایه مراقبت‌های مؤثر دارند.

    .

    –  حفاظت از داده‌ها تا چه اندازه نوآوری‌های دیجیتال را محدود می‌کند؟

    مشکل تعداد زیاد قوانین و مقررات است. توسعه‌دهندگان علاوه بر «مقررات عمومی حفاظت از داده‌ها6» (DSGVO)، در صورت لزوم باید مقررات اتحادیه اروپا در مورد محصولات پزشکی و به عنوان مثال مقررات مربوط به تشخیص‌های آزمایشگاهی را نیز رعایت کنند.

    .

    –  توسعه‌دهندگان داده‌های خود را برای آموزش هوش مصنوعی از کجا به دست می‌آورند؟

    تا حدی از داده‌هایی استفاده می‌کنند که با زحمت زیاد «ناشناس‌سازی» شده‌اند. یا به خارج از کشور روی می‌آورند. یکی از همکارانم در برلین اخیراً درباره یک پروژه به من گفت که در آن هوش مصنوعی در مطب‌های پزشکان عمومی مورد استفاده قرار می‌گرفت. از آنجا که در آلمان داده‌های کافی وجود ندارد، این پروژه با داده‌های دانمارکی انجام می‌شود.

    .نقش هوش مصنوعی در بخش بهداشت و سلامت عمومی

    .

    –  از تابستان ۲۰۲۵، داده‌های بیماران از «سوابق الکترونیکی بیمار7» (ePA) به صورت ناشناس استفاده خواهد شد. آیا این ما را به جلو می‌برد؟

    من بسیار کنجکاو هستم و به محض باز شدن این امکان، درخواست خواهم کرد که از این داده‌ها استفاده کنم. این که ابتدا رضایت بیمه‌شدگان شرط قرار داده شده، منطقی است. روش معکوس جواب نمی‌داد. 

    بسیاری چیزها به این بستگی دارد که پزشکان چقدر با ePA کنار می‌آیند. بسته به شرکت بیمه، نسخه‌های مختلفی از این سامانه وجود خواهد داشت. این ممکن است به کاربرپسند بودن سامانه آسیب بزند.

    .

    –  کدام کاربردهای هوش مصنوعی سریع‌تر گسترش خواهند یافت؟

    گسترش کاربردهای هوش مصنوعی در پزشکی ممکن است ابتدا در کارهای روزمره مطب پزشکان باشد. اخیراً برای گرفتن وقت ویزیت پزشک عمومی خود، مجبور شدم سه بار با یکی از کارمندان مطب تماس بگیرم. یک چت‌بات8 می‌تواند این کار را بهتر و سریع‌تر انجام دهد. یا ضبط گفتگوهای تشخیصی: در ایالات متحده، راه‌حل‌های نرم‌افزاری مختلفی برای تشخیص کلام و گفتار استفاده می‌شود که ارتباط بین پزشک و بیمار را ضبط و به متن تبدیل می‌کنند. گام بعدی ممکن است این باشد که این سیستم‌ها بر اساس گفتگوی مکتوب شده، درمان‌هایی را پیشنهاد دهند. حتی صرفه‌جویی که در زمان، با ایجاد چنین ساختاری و ورود داده‌ها، بوجود می‌آید، ارزشمند است.

    .

    –  یک شرکت بیمه درمانی خارجی الگوریتمی را بر روی نتایج آزمایش اعضای خود اجرا کرد و به کمک آن موارد سرطان روده را در مراحل اولیه شناسایی کرد. آیا این در اینجا نیز قابل تصور است؟  

    اصولاً، این در آلمان ما نیز قابل تصور است و می‌تواند به بسیاری از بیماران کمک کند. همچنین، به عنوان مثال، انجام نظرسنجی‌ها و پرس‌وجوهای خودکار در مورد این که آیا بیماران به دلیل عوارض جانبی داروهای خود را قطع کرده‌اند یا نه. امروزه در بسیاری از موارد، این موضوع خیلی دیر، مثلاً در معاینه بعدی، مشخص می‌شود. بهتر این است که پزشکان بدون فوت وقت با بیماران در مورد گزینه‌های درمانی جایگزین صحبت کنند.

    .

    .
    پانویس‌ها:
    1- Prof. Dr. Ariel Dora Stern

    2- Humboldt University

    3- Artificial Intelligent in Public Health (KI in Gesundheitswesen)

    4- Hasso-Pattner-Institut

    5- Labor Journal

    6- Datenschutzgrundverordnung, DSGVO

    7- elektronische Patienten-Akte, ePA

    8- Chatbot
    .

    .

    مطالب مرتبط:

    .

    .

    www.tesalkootah.ir || 2025-02-26 © 

    2015 © All rights reserved www.etesalkootah.ir

    تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .

  • باکتری‌های کابلی: شگفتی‌های الکتریکی دنیای میکروبی

    باکتری‌های کابلی: شگفتی‌های الکتریکی دنیای میکروبی

    باکتری‌های کابلی یکی از جذاب‌ترین و منحصر به فردترین میکروارگانیسم‌ها در دنیای میکروبی هستند. این باکتری‌ها توانایی هدایت جریان الکتریکی را دارند و از این طریق نقش مهمی در اکوسیستم‌های آبی ایفا می‌کنند. آن‌ها نه تنها در تجزیه مواد آلی و کاهش آلاینده‌ها مؤثر هستند، بلکه می‌توانند به کاهش گازهای گلخانه‌ای نیز کمک کنند. باکتری های کابلی یا رسانای زنده الکتریسیته

    .

    .

    باکتری های کابلی به عنوان رسانای زنده جریان الکتریکی

    تصویری ده هزار برابر بزرگ شده از تعدادی باکتری کابلی زیر میکروسکوپ

    .

    «میکروب سال 2024» مانند سیم برق کار می‌کند! این میکروب نقش مهم میکروارگانیسم‌ها را در اکولوژی، سلامت، تغذیه و اقتصاد برجسته می‌کند. «انجمن میکروب‌شناسی عمومی و کاربردی» (VAAM)1 در آلمان عنوان «میکروب سال» را انتخاب کرده است تا توجه‌ها را به تنوع دنیای میکروبیولوژیک جلب کند. در سال 2024، باکتری‌های رسانای جریان الکتریکی این عنوان را کسب کردند. دوازده سال پیش از آن، محققان در کف دریاها و دریاچه‌ها زنجیره‌های میکروبی را کشف کردند که می‌توانند جریان الکتریکی را در طول چند سانتی‌متر هدایت کنند. این باکتری‌های کابلی2 (با نام لاتین Electronema) تجزیه آلاینده‌ها را تحریک و تسریع کرده و تشکیل گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، ممکن است روزی از آن‌ها به عنوان کابل‌های الکتریکی قابل تجزیه زیستی استفاده شود. موسسه‌ی VAAM برای اولین بار با انتخاب باکتری کابلی، یک گونه‌ی باکتریایی را به عنوان میکروب سال معرفی کرده است که هنوز کشت خالص آن به دست نیامده است. باکتری‌های کابلی اگرچه در طبیعت قابل تشخیص هستند، اما هنوز در آزمایشگاه به صورت جداگانه کشت داده نشده‌اند. بنابراین، مهم‌ترین نماینده آن‌ها به طور موقت Candidatus Electronema نامیده می‌شود. 

    .

    باکتری‌ها می‌توانند الکترون‌ها را جاری کنند

    باکتری‌های کابلی زنجیره‌هایی به طول تا پنج سانتی‌متر از ده‌ها هزار سلول باکتریایی تشکیل می‌دهند. این سلول‌ها توسط رشته‌های پروتئینی رسانای جریان در غشای سلولی خود به هم متصل شده‌اند. شکل زنجیره‌ای آن‌ها به “بدن” چند سلولی باکتری‌های کابلی امکان تقسیم کار منحصر به فردی می‌دهد: در حالی که در بدن ما هر سلول باید “غذا بخورد” (اکسید کردن مواد غذایی) و “تنفس کند” (کاهش اکسیژن)، باکتری‌های کابلی این «واکنش حیاتی ردوکس» را میان خود تقسیم می‌کنند.

    .

    ساختار باکتری کابلی

    ساختار باکتری کابلی

    .

    هزاران سلول از هر کابل در بخش عمیق‌تر رسوبات رودخانه‌ای زندگی می‌کنند، جایی که سولفیدها به وفور وجود دارد اما اکسیژن نیست – اکسیژن در سطح رسوبات و در فاصله چند سانتی‌متری قرار دارد. با این حال، باکتری‌های کابلی می‌توانند سولفید را به سولفات اکسید کنند و الکترون‌های تولید‌شده را از طریق رشته‌های رسانای جریان به اکسیژن در انتهای دیگر کابل منتقل کنند. به لطف رسانا‌های جریان چند سانتی‌متری، باکتری‌های کابلی می‌توانند الکترون‌ها را از محل اکسیداسیون (در رسوبات) به اکسیژن (در سطح رسوبات) جاری کنند – و بنابراین به عنوان تنها ارگانیسم‌ها، سولفید را در منطقه‌ای مصرف می‌کنند که اکسیژن وجود ندارد: یک مزیت بزرگ نسبت به میکروارگانیسم‌های رقیب. 

    .

    باکتری‌ها می‌توانند تجزیه آلاینده‌ها را تسریع کنند

    به گفته VAAM، باکتری‌های کابلی نه تنها سولفات در رسوبات تولید می‌کنند، بلکه با رسانا‌های جریان الکتریکی خود نوعی «کابل رابط» به عنوان اتصال غیرمستقیم به اکسیژن در سطح رسوبات فراهم می‌کنند. به این ترتیب، آن‌ها فعالیت‌های میکروبی‌ای را تحریک می‌کنند که در غیر این صورت فقط با اکسیژن امکان‌پذیر هستند و توده‌های زیستی را که در غیر این صورت نمی‌توانستند در آنجا زندگی کنند، حمایت می‌کنند. بنابراین، باکتری‌های کابلی اغلب در آب‌هایی یافت می‌شوند که با هیدروکربن‌ها آلوده شده‌اند – مثلاً پس از آلودگی بنزین یا نفت. فعالیت باکتری‌های کابلی می‌تواند تجزیه آلاینده‌ها را به طور قابل توجهی تسریع کند: آن‌ها تجزیه هیدروکربن‌های آروماتیک یا مواد آلی مانند لجن فاضلاب در رسوبات دریاچه‌هایی را که بیش‌ازحد به پس‌آب‌های محتوی کودها آلوده هستند، افزایش می‌دهند. ایده‌هایی وجود دارد که از باکتری‌های کابلی به طور هدفمند برای بازسازی سایت‌های آلوده استفاده شود. به عنوان مثال، می‌توان اثر باکتری‌های کابلی را به طور هدفمند با به کار گیری الکترودهایی در رسوبات تحریک کرد.

    .

    تصویری از یک باکتری کابلی

    تصویر بزرگ‌نمایی‌شده از یک سلول باکتری کابلی

    .

    کمک به کاهش گازهای گلخانه‌ای

    باکتری‌های کابلی همچنین می‌توانند به کاهش گازهای گلخانه‌ای کمک کنند. به عنوان مثال، در شالیزارهای برنج غرق‌آب، سالانه مقدار زیادی متان مضر برای محیط زیست تولید می‌شود. باکتری‌های کابلی در منطقه ریشه گیاهان برنج زندگی می‌کنند و می‌توانند تولید متان را در آنجا کاهش دهند. آزمایش‌ها در محیط گلخانه نشان می‌دهند که پس از افزودن Candidatus Electronema به خاک، انتشار متان بیش از ۹۰ درصد کاهش می‌یابد. فرضیه این است که باکتری‌ها به منبع اکسیژن ریشه برنج متصل می‌شوند. به این ترتیب، باکتری‌های کابلی امکان بازیافت مداوم سولفات در خاک را فراهم می‌کنند. این امر از تشکیل متان جلوگیری می‌کند. اکنون باید بررسی شود که چگونه می‌توان باکتری‌های کابلی را در کشت برنج یا حتی در باتلاق‌ها به طور هدفمند تحریک کرد تا با فعال شدن آن‌ها، انتشار متان کاهش یابد. 

     

    رساناهای جریان قابل تجزیه زیستی  

    هدایت جریان در رشته‌های پروتئینیِ باکتری‌های کابلی شبیه به یک کابل فلزی است. این ویژگی آن‌ها را برای «الکترونیک مبتنی بر مواد زیستی» بسیار جالب می‌کند. در سراسر جهان، تنها یک پنجم از بیش از ۵۰ میلیون تن زباله الکترونیکی سالانه بازیافت می‌شود. بنابراین، رسانا‌های جریان الکتریکی، که قابل تجزیه زیستی باشند، می‌توانند سهم مهمی در کاستن از مقدار زباله الکترونیکی و در نتیجه، تقویت پایداری محیط زیست داشته باشند. ساختارهای رسانای جریان باکتری‌های کابلی قبلاً ثبت اختراع شده‌اند، اما توسعه آن‌ها هنوز فاصله زیادی تا اجرای تجاری دارد. هنرمند اسپانیایی، خانم «آنا پاسکو بولتا3» از رسانش الکتریکی باکتری‌های کابلی در پروژه‌های هنری خود استفاده می‌کند: اشعاری در میکروفن خوانده می‌شوند و سیگنال‌های الکتریکیِ آن اشعار، در تجربه‌ای غریب، بر روی رشته‌هایی زنده از باکتری‌های کابلی می‌لغزند و به تقویت‌کننده صدا فرستاده می‌شوند. بازدیدکنندگان، اشعاری را که از این مسیر عبور کرده‌اند، می‌شنوند!

    تاکنون دوازده گونه باکتری کابلی شناسایی و توصیف شده‌اند. مانند Candidatus Electronema، آن‌ها هنوز به صورت کشت خالص در آزمایشگاه تکثیر نشده‌اند، اما به لطف داده‌های دقیق ژنومی، هویت‌شان به خوبی مشخص شده‌اند. به گفته VAAM، احتمالاً بیش از ۹۹ درصد از میکروب‌های جهان ما هنوز در آزمایشگاه تفکیک و توصیف نشده‌اند. 

    .

    .

    مطالب مرتبط:
    افزاره‌های الکترونیکی “به دستور” از بورد مدار چاپی جدا می‌شوند!


    .

    منبع مقاله: VAAM
    .

    .

    پانویس‌ها:

    1  – Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM)

    2  – Cable Bacteria

    3  –  Anna Pasco Bolta

    .

    .

    www.etesalkootah.ir ||   2025-01-15 © 

    2015 © All rights reserved www.etesalkootah.ir  

    تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

     

    .

  • آزمایشگر سرعت دیودها

    آزمایشگر سرعت دیودها

    در این مقاله ابزاری واقعاً منحصربه‌فرد در نوع خود را معرفی می‌کنیم که امکان اندازه‌گیری سرعت کلیدگری (سوئیچینگ) دیودهای مورد استفاده در مدارهای الکترونیکی را فراهم می‌کند. 

    علاوه بر این، در مقاله به‌طور مفصل تکنیک به‌کاررفته برای انجام این نوع اندازه‌گیری توضیح داده شده است.

    آزمایشگر سرعت دیودها

    .

    .

    آزمایشگر برای تعیین سرعت دیودها

    .

    در این مقاله درباره مفهوم زمان Trr در رابطه با دیودها اطلاعاتی به دست خواهیم آورد و با روش اندازه‌گیری این پارامتر دیودها آشنا می‌شویم و ابزاری برای اندازه‌گیری این پارامتر را معرفی می‌کنیم و طراحی یک مدار عملی در این زمینه را ارایه می‌دهیم.

    تاکنون ابزاری به نام آزمایشگر برای سنجش کیفیت فرکانسی دیودها ارایه نکرده بودیم؛ این ابزاری بسیار مفید برای تکنسین‌ها و طراحان است که به آنها امکان می‌دهد تشخیص دهند آیا نوع دیود استفاده‌شده در مدارها از سرعت کلیدگری (سوئیچینگ) کافی برای عملکرد مورد نیاز برخوردار است یا خیر.

    علاوه بر این، دستگاهی که اینجا معرفی می‌شود، امکان بررسی مقایسه‌ای به منظور معادل‌یابی دیودهای تولیدشده در کشورها و مارک‌های مختلف را فراهم می‌کند و کمک بزرگی به واحدهای تولیدی الکترونیک در مهندسی معکوس و در خرید کالای باکیفیت می‌باشد.

    برای مثال، اگر در لیست قطعات یک مدار، دیودی مانند 1N4148 یا 1N4150 ذکر شده باشد، به این دلیل است که طراح مدار تأیید کرده است که این تیپ، دقیقاً نوع دیودی است که برای انجام عملکرد مورد نظر مناسب است. حال اگر کسی به خطا و یا به‌طور دلخواه این دیودها را با 1N4007 یا1N4004 جایگزین کند، اشتباهی مرتکب شده که عملکرد صحیح کل یا بخشی از مدار را به خطر می‌اندازد.

    .

    توضیح مفهوم Trr و ویژگی‌های دیودها

    دیودهای ذکرشده در مثال بالا، مانند 1N4148، دارای Trr برابر با 6 نانوثانیه هستند، در حالی که دیودهای دیگری مانند 1N4007 یا 1N4004 دارای Trr برابر با هزار نانوثانیه می‌باشند. حال، وقت آن است که مفهوم واقعی اصطلاح Trr را توضیح دهیم.

    دیودها دارای ویژگی‌های مختلفی هستند که محدوده‌ی سودمندی آنها را تعریف می‌کنند، اما معمولاً تنها به ذکر ولتاژها و جریان‌های حداکثری در حالت بایاس مستقیم و معکوس اشاره می‌شود. با این وجود، یک ویژگی اساسی دیگر نیز وجود دارد: «سرعت کلیدگری» یا «سرعت سوئیچینگ»، که با اختصار Trr (Time Reverse Recovery)  شناخته می‌شود. این مقدار نشان‌دهنده «زمان بازیابی معکوس» است و بر حسب «نانوثانیه» بیان می‌شود.

    .

    ارتباط  Trr با ظرفیت ذاتی دیودها

    یکی دیگر از ویژگی‌های دیودها که به ندرت به آن اشاره می‌شود، «ظرفیت ذاتی» آنهاست (به شکل ۵ مراجعه کنید). این ویژگی به‌طور قابل توجهی با مقدار Trr مرتبط است.

    • دیودهای بسیار سریع دارای «Trr پایین» و «ظرفیت ذاتی کم» هستند.
    • دیودهای کندتر دارای «Trr بالا» هستند زیرا «ظرفیت ذاتی بالایی» دارند.

    .

    سرعت دیودها

    در شکل ۱، سرعت دیودهایی که معمولاً در مونتاژهای الکترونیکی استفاده می‌شوند، نشان داده شده است. دیودهای یکسوساز شبکه برق از کندترین دیودها هستند، زیرا سرعت کلیدگری آنها بین 600 تا 1,000 نانوثانیه متغیر است. در مقابل، دیودهایی که در مدارهای رادیویی و یا در فرکانس‌های متوسط (مثلا در منبع تغذیه‌های کلیدگری) مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید دارای ویژگی‌های فرکانسی بهتری بوده و از سرعت کلیدگری بالاتری برخوردار باشند.

    .

    نامگذاری دیودها بنا به سرعت کلیدگری آنها

    .

    ظرفیت ذاتی و فرکانس کاری دیودها

    در میان ویژگی‌های یک دیود که با فرکانس‌های گیگاهرتزی کار می‌کند، معمولاً مقدار ظرفیت ذاتی در ارتباط با بیشینه‌ی فرکانسی که دیود می‌تواند در آن به درستی کار کند، ذکر می‌شود. این اطلاعات را می‌توانید در جدول شماره ۱ مشاهده کنید.

    بیشینه فرکانس کار دیودها بنا به ظرفیت ذاتی آنها.

    توضیح:  برای تمامی دیودها، سرعت کلیدگری بر حسب نانوثانیه بیان می‌شودکه در جدول شماره ۲ به تفصیل آمده است. همچنین، سرعت کلیدگری مبنای نامگذاری دیودها و طبقه‌بندی کاربردی آنها می‌باشد.

    نام گذاری دیودها بنا به سرعت کلیدگری آنها.

    این جداول اطلاعات مهمی درباره مشخصات دیودها و کاربردهای آنها در فرکانس‌ها و سرعت‌های مختلف ارایه می‌دهند.

    .

    فرمول محاسبه بیشینه‌ی فرکانس کار دیودها

    برای تبدیل مقدار زمان کلیدگری (بر حسب نانوثانیه) به بیشینه‌ی فرکانس کار (بر حسب مگاهرتز)، می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:

    فرمول محاسبه فرکانس کار بیشینه یک دیودبا استفاده از این فرمول، می‌توان بالاترین فرکانس کار دیودها را به شکلی ساده و قابل‌فهم‌تر محاسبه کرد. در جدول شماره ۳، فرکانس‌های کار دیودها با توجه به مقادیر ذکرشده در جدول شماره ۲ آورده شده است.

    نوع کاربری دیودها بنا به بیشینه فرکانس کاری آنها

    توضیح:  این جدول نشان می‌دهد که هرچه Trr (زمان بازیابی معکوس) دیود کمتر باشد، فرکانس کاری آن بالاتر است. این ویژگی برای انتخاب دیود مناسب در مدارهای فرکانس‌بالا اهمیت زیادی دارد.

    .

    کاربردها و اهمیت سرعت کلیدگری دیودها

    همان‌طور که اشاره شد، دیودهای یکسوساز سیگنال شبکه برق (۵۰ هرتز) تنها می‌توانند در فرکانس‌های بیشینه تا حدود ۱٫۷ مگاهرتز عمل کنند.

    در مقابل، دیودهای پرسرعت‌تر معمولاً در ساخت منابع تغذیه کلیدگری (Switching Power Supply) و همچنین در مدارهای VHF و UHF برای یکسوسازی سیگنال‌های رادیویی به کار می‌روند.

    .

    تأثیر استفاده از دیود با Trr نامناسب

    ممکن است این پرسش پیش بیاید که اگر در مداری که به دیودی با Trr برابر با ۱۰ نانوثانیه نیاز دارد، به اشتباه دیودی با Trr برابر با ۴۰۰ نانوثانیه نصب شود، چه اتفاقی می‌افتد؟

    پاسخ این است که دیود کندتر (با ۴۰۰ نانوثانیه) نمی‌تواند سیگنال را به‌درستی یکسوسازی کند و علاوه بر آن، به دلیل ناهماهنگی در عملکرد و بروز تلفات در آن، بیش از حد داغ خواهد شد و ممکن است به مدار آسیب بزند.

    .

    معرفی ابزار اندازه‌گیری سرعت کلیدگری دیودها

    برای کسانی که می‌خواهند این ویژگی‌ها را خودشان اندازه‌گیری کنند، در این مقاله دستگاهی را معرفی می‌کنیم که وجود آن در کارگاه هر علاقه‌مند به الکترونیک و آزمایشگاه هر شرکت تولیدی الکترونیک ضروری است.

    این «سرعت‌سنج برای دیودها» امکان اندازه‌گیری سرعت عملکرد کلیدگری یا سرعت سوئیچینگ دیودها را فراهم می‌کند و به این ترتیب می‌توان نوع دیود و کاربردهای بهینه آن را شناسایی کرد.

    .

    ویژگی منحصربه‌فرد این دستگاه اندازه‌گیری

    اندازه‌گیری Trr ترانزیستورها

    این دستگاه نه‌تنها برای اندازه‌گیری Trr دیودها طراحی شده است، بلکه می‌تواند مقدار Trr ترانزیستورها را نیز محاسبه کند (به شکل‌های ۱۸ و ۱۹ مراجعه کنید).

    .

    محاسبه فرکانس کاری ترانزیستورها و دیودها

    با استفاده از این دستگاه و فرمولی که بالاتر در این مقاله داده شد، می‌توان سرعت کلیدگری (بر حسب نانوثانیه) و فرکانس کاری (بر حسب مگاهرتز) را برای دیودها و ترانزیستورها محاسبه کرد.

    فهرست زیر تمام افزاره‌های مورد نیاز برای مونتاژ این مدار را مشخص می‌کند. برای تضمین عملکرد صحیح مدار، از قطعات با مشخصات ذکرشده استفاده کنید. بجای ترانزیستور نامبرده می‌توان از هر ترانزیستور کوچک فرکانس بالای تیپ منفی (NPN)، مثلاً BF199 و یا ترانزیستورهای دیگری که در ساخت فرستنده‌های کوچک اف.ام. به کار برده می‌شوند، استفاده نمود.

    .

     مدار دستگاه اندازه گیری سرعت کلیدگری دیودها

    .

    شرح مدار سرعت‌سنج برای دیودها
    .

    فهرست افزاره های دستگاه اندازه گیری سرعت کلیدگری دیودها

    .

    قسمت تولید سیگنال IC2/B

    این دستگاه، ابزاری توان‌مند برای آزمایش و بررسی افزاره‌های نیمه‌رسانا در کاربردهای مختلف است. مدار از گیت وارونگر IC2/B، بخشی از آی‌سی 74HC14، به‌عنوان یک نوسان‌ساز استفاده می‌کند. این مرحله نوسان‌ساز یک موج مربعی کامل با فرکانس حدود 100 کیلوهرتز تولید می‌کند. تنظیم فرکانس به کمک مقادیر مقاومت 4 و خازن 1، متصل به ورودی و خروجی این نوسان‌ساز، انجام می‌شود. خروجی سیگنال مربعی از پایه 2 (خروجی نوسان‌ساز) گرفته می‌شود.

    ورودی به بی‌استابل‌ها IC1/A و IC1/B 

    سیگنال 100 کیلوهرتز تولید شده به ورودی‌های ساعت CK (پایه 3) و پاک‌کن CL (پایه 13) از آی‌سی 74HC74 اعمال می‌شود. IC1/A و IC1/B دو فلیپ‌فلاپ بی‌استابل نوع D با ورودی‌های Preset (PR) و Clear (CL) هستند. خروجی‌های Q و‌ Q معکوس از پایه‌های 5-6 و 11-12  فراهم می‌شوند.

    تولید سیگنال‌های پلاریته معکوس

    خروجی‌های Q و‌ Q معکوس به‌صورت متناوب ترازهای منطقی 0 و 1 تولید می‌کنند. فرکانس خروجی از این بی‌استابل‌ها برابر با نصف فرکانس ساعت (Clock) است، یعنی 50 کیلوهرتز.

    تست دیود متصل به پایانه‌های A–K

    سیگنال‌های Q و‌ Q معکوس از طریق مقاومت‌های 1 و 2 به دیود زیر آزمایش متصل می‌شوند. این سیگنال‌ها باعث اعمال ولتاژ مستقیم و معکوس (5 ولت / صفر ولت) به دیود می‌شوند. هنگامی که تراز منطقی 1 در خروجی Q‌ معکوس وجود دارد، سطح منطقی صفر در خروجی Q اعمال می‌شود. در این حالت، دیود به‌صورت مستقیم بایاس می‌شود و جریانی از آنود به کاتود از طریق مقاومت‌های 1 و 2 عبور می‌کند (شکل 3 را مشاهده کنید). این فرایند به طور پیوسته و متناوب ولتاژ مستقیم و معکوس را به دیود اعمال می‌کند و امکان اندازه‌گیری سرعت کلیدگری دیود را فراهم می‌سازد.

    .

    اعمال ولتاژ مستقیم و معکوس به دیود زیر آزمایش

     

    از آنجا که پایانه‌ی منتهی به مقاومت2 که به پایه‌ی A (آنود) دیود متصل است، همچنین به بیس ترانزیستور 1 وصل شده و پایانه دیگر مقاومت 2 به خروجی Q ‌معکوس و امیتر ترانزیستور 1 متصل است، ترانزیستور به حالت هدایت نمی‌رود زیرا ولتاژ بیس آن کمی کمتر از ولتاژ امیتر است. با عدم هدایت ترانزیستور 1، در کلکتور آن تراز منطقی ۱ وجود دارد که با اعمال به پایه‌ی ورودی (۳) گیت وارونگر IC2/A، در خروجی آن (پایه ۴) تراز منطقی صفر تولید می‌شود.

    هنگامی که در خروجی Q ‌معکوس سطح منطقی صفر وجود دارد، در خروجی Q تراز منطقی ۱ خواهد بود (به شکل ۴ مراجعه کنید). به این ترتیب، یک ولتاژ مثبت ایجاد می‌شود که دیود را به صورت معکوس بایاس می‌کند و جریانی ضعیف در جهت معکوس تولید می‌شود که متناسب با ظرفیت ذاتی دیود است. این جریان معکوس تا زمانی که ظرفیت ذاتی دیود کاملاً تخلیه شود ادامه می‌یابد. این زمان می‌تواند بین چند نانوثانیه تا صدها نانوثانیه متغیر باشد.

    .

    نقش ظرفیت ذاتی در سرعت کلیدگری دیودها

    .

    همان‌طور که احتمالاً تاکنون متوجه شده‌اید، این «زمان تخلیه» همان مقدار Trr است که به دنبال آن هستیم. زمانی که جریان در جهت معکوس حرکت می‌کند، ولتاژ بیس ترانزیستور 1 کمی بالاتر از امیتر آن خواهد شد و به این ترتیب، ترانزیستور وارد حالت هدایت می‌شود. در نتیجه، در کلکتور ترانزیستور تراز منطقی صفر ظاهر می‌شود که با اعمال به ورودی گیت وارونگر IC2/A، باعث می‌شود که در خروجی آن (پایه ۴) تراز منطقی ۱ مشاهده شود (به شکل ۴ مراجعه کنید).

    سیگنال سریعِ تغییر تراز منطقی ۰ به ۱ یا بالعکس، که در خروجی گیت وارونگر IC2/A تولید می‌شود، به پایانه‌ی ساعت (CK) از بی‌استابل IC1/B اعمال شده و همچنین از طریق مقاومت 5 به خازن الکترولیتی 2، که به ورودی ناوارونگرِ تقویت‌کننده عملیاتی IC3/A متصل است، هدایت می‌شود.

    اگر پالس‌های تولید شده توسط IC2/A کوتاه باشند، خازن 2 با ولتاژ کمی شارژ می‌شود، اما اگر این پالس‌ها طولانی باشند، خازن با ولتاژ بیشتری شارژ خواهد شد. متناسب با این مقدار ولتاژ، و به‌تَبَع آن طول زمان، یکی از دیودهای نوری  2، 3، 4 و یا 5 روشن خواهد شد.

    عملکرد آپ‌امپ IC3/A و تقویت‌کننده IC3/B

    خروجی تقویت‌کننده عملیاتی IC3/A (پایه ۱) به ورودی ناوارونگر آپ‌امپ IC3/B متصل است که این سیگنال را ۸ برابر تقویت می‌کند تا ولتاژ کافی برای کنترل مدار نمایشگر یا Vu–Meter با ردیفی از دیودهای نوری را فراهم کند. این مدار نمایشگر از ۴ آپ‌امپ در IC5 تشکیل شده است.

    جلوگیری از روشن‌شدن ناخواسته

    فرکانسی که از خروجی Q بی‌استابل IC1/B خارج می‌شود، نصف فرکانس اعمال‌شده به ورودی CK است. این فرکانس توسط IC2/C، دیود DS1 و گیت‌های وارونگر IC2/D و IC2/E برای جلوگیری از روشن شدن پارازیتی و ناخواسته‌ی دیود نوری 6 (سرعت بالا) هنگامی که هیچ دیودی به پایانه‌های ورودی A–K متصل نیست، استفاده می‌شود.

    عملکرد مقایسه‌کننده و نمایشگر با دیودهای نوری

    ولتاژ موجود در خروجی تقویت‌کننده عملیاتی IC3/B به ورودی وارونگر آپ‌امپ‌های IC5/A, IC5/B, IC5/C, IC5/D اعمال می‌شود. ورودی‌های ناوارونگر این آپ‌امپ‌ها به یک «تقسیم‌کننده مقاومتی» متشکل از مقاومت‌های 10 تا 14 متصل هستند.

    به این ترتیب، یک مقایسه‌کننده ولتاژ پیاده‌سازی می‌شود که فقط یکی از ۵ دیودنوری‌های متصل به خروجی‌های خود را روشن می‌کند.

    • اگر مقدار Trr دیود مورد آزمایش بزرگ باشد، ولتاژ خروجی IC3/B بیشتر خواهد بود، بنابراین یکی از دیودهای نوری اولیه مانند DL2-DL3-DL4 روشن می‌شود.
    • اگر مقدار Trr دیود کم باشد، ولتاژ خروجی IC3/B کمتر خواهد بود، و یکی از دیودهای نوری انتهایی مانند DL5-DL6 روشن خواهد شد.

    نتیجه‌گیری

    در نهایت، با توجه به مقدار Trr، مقایسه‌کننده‌‌ی مرتبط فعال شده و دیود نوری متصل به خروجی خود را تغذیه می‌کند. روشن شدن این ۵ دیود نوری مطابق با مقادیر سرعت ارایه‌شده در جدول شماره ۲ طراحی شده است.

    .

    دستگاه کامل اندازه گیری سرعت کلیدگری دیودها

    .

    برای تغذیه‌ی دستگاه آزمایشگر سرعت دیودها، از یک باتری معمولی ۹ ولتی استفاده می‌شود که توسط آی‌سی4، که یک تثبیت‌کننده ولتاژ 5 ولتی جریان پایین از نوع  MC78L05 یا uA78L05 یا مشابه است، به ولتاژ پایدار ۵ ولت تبدیل می‌شود. از آنجا که کل مدار حدود ۳۰ تا ۳۵ میلی‌آمپر جریان مصرف می‌کند، باتری ۹ ولتی عمر کاری زیادی خواهد داشت. 

    .

    مونتاژ مدار

    برای ساخت دستگاه آزمایشگر سرعت دیودها، باید تمام افزاره‌های مدار را به ترتیب نشان‌داده‌شده در شکل ۸ روی بورد مدار چاپی نصب کنید.

    مونتاژ را می‌توان با نصب سوکت‌های آی‌سی‌های 3،2،1 و 5 آغاز کرد (به تصویر ۸ مراجعه کنید). در هنگام لحیم‌کاری پایه‌های آن‌ها به مسیرهای مسی روی بورد مدار چاپی، دقت زیادی کنید تا از ایجاد «پل قلع» احتراز کرده و موجب بروز اتصال کوتاه نشوید. پس از انجام این کار، می‌توانید مقاومت‌ها را نصب کنید و مقدار اهمی آن‌ها را با خواندن رنگ حلقه‌های رنگی آنها کنترل کنید. سپس نوبت به نصب خازن‌های پلی‌استر و پس از آن خازن‌های الکترولیتی می‌رسد. در مورد خازن‌های الکترولیتی، مراقب باشید تا قطبیت پایه‌های آن‌ها رعایت شوند. 

    آی‌سی 4 مدار مجتمع رگولاتور ولتاژ کوچک سه پایه‌ای است که دقیقاً بالای آی‌سی 5 نصب می‌شود، به طوری که طرف صاف بدنه‌ی آن به سمت بالا باشد (به شکل ۸ مراجعه کنید). 

    ترانزیستور بدنه فلزی 1 باید زیر آی‌سی 1 نصب شود و زبانه‌ی کوچک روی بدنه‌ی آن که نشانه‌ی پایه‌ امیتر آن است، به سمت دیود نوری 6 باشد. 

    توصیه می‌شود که پایه‌های آی‌سی 4 و ترانزیستور 1 را تا انتها در برد فرو نکنید و آن‌ها را حدود ۴ تا ۵ میلی‌متر از سطح بورد مدار چاپی فاصله دهید.

    .

    در این دو تصویر نحوه استقرار افزاره ها و بورد مونتاژ شده ارایه شده

    .

    در این مرحله، باید قطعات مربوط به پشت بورد، یعنی سمت مسیرهای مسی بورد را نصب کنید، از کلید کشویی1 آغاز کنید (به تصویر۱۰ مراجعه کنید).

    .

    در این سه تصویر نحوه استقرار افزاره ها بر پشت بورد و مونتاژ آن در جعبه ارایه شده

    .

    حالا، در همین سمت بورد مدار چاپی، باید دیودهای نوری 1 تا 6 را نصب کنید. توجه: قطبیت پایه‌های آن‌ها را رعایت کنید. در  این کار، دقت شود که پایه بلندتر (آنود) باید به سمت چپ باشد (به شکل ۱۰ مراجعه کنید). قبل از لحیم‌کاری، ارتفاع آن‌ها را کنترل کنید تا سر آن‌ها کمی از پانل جلویی بیرون بزند.

    پس از نصب افزاره‌ها، باید فیبر مدار چاپی را داخل محفظه‌ای پلاستیکی مانند آنچه در ابتدای این مقاله آمده است، نصب کنید. برای این کار از ۴ پیچ بلند ۱۳ میلی‌متری یا هر اندازه‌ی مناسب دیگر) استفاده کنید. این پیچ‌ها برای ثابت کردن پانل جلویی آلومینیومی به محفظه نیز به کار می‌روند (به شکل ۱۲ مراجعه کنید). قبل از بستن این پیچ‌ها، باید پایانه‌های خروجی را روی پانل محفظه نصب کنید. پایانه قرمز رنگ را در سوراخی که با حرف K علامت‌گذاری شده است، قرار دهید.

    .

    آشنایی با آی سی ها و ترانزیستور به کار رفته در مدار آزمایشگر دیود 

    .

    پس از انجام این مراحل، می‌توانید آی‌سی‌ها را در سوکت‌های مربوطه قرار دهید. جهت شکاف نعلی‌شکل مرجع روی بدنه آی‌سی‌ها را مطابق شکل ۸ در نظر بگیرید و دقت کنید که هر آی‌سی در سوکت مربوط به خود نصب شود و جابجا قرار داده نشوند.

    برای تکمیل مونتاژ، باید پایانه‌های خروجی را با استفاده از دو قطعه سیم کوتاه به مسیرهای مسی مشخص شده با حروف A و K روی فیبر مدار چاپی لحیم کنید و سیم‌های (قرمز و مشکی) سرباتری ۹ ولتی را با رعایت قطبیت لحیم کنید.

    در نهایت، می‌توانید درب محفظه را ببندید و شروع به اندازه‌گیری سرعت کلیدگری (Trr) دیودها و ترانزیستورها کنید.

    .

    آزمایش دیودها و ترانزیستورها

    برای آزمایش دیودها یا ترانزیستورها با این دستگاه، باید دو پروب شامل سیم‌های اتصال کوتاه که از یک انتها به یک گیره سوسماری و از انتهای دیگر به یک جک معروف به موزی (Banana Jack) اتصال سریع نیاز دارید که بهتر است خودتان آن‌ها را بسازید. پس از ساخت پروب‌های تست، می‌توانید دیودها را آزمایش کنید. برای این کار، کاتود دیود مورد آزمایش را به پایانه K و آنود را به پایانه A وصل کنید.

    به یاد داشته باشید که کاتود، پایه‌ای در دیود است که با یک نوار مشکی یا سفید روی بدنه‌ی دیود علامت‌گذاری شده است.
    .

    روش اتصال ترانزیستورهای مختلف و دیودها به مدار آزمایشگر دیود

    .

    پس از اتصال دیود مورد نظر، باید مدار را با روشن کردن کلید 1 تغذیه کنید. بلافاصله دیود نوری متناظر به سرعت کلیدگری دیود (رکتیفایر، سرعت بالا، شاتکی، سریع، فوق‌سریع) روشن می‌شود.

    اگر به اشتباه دیود را به صورت معکوس وصل کنید، آسیبی به آن وارد نمی‌شود. در این حالت، اولین دیود نوری (یکسوساز یا رکتیفایر) که مربوط به دیودهای معمولی مورد استفاده برای یکسوکنندگی ولتاژ شبکه است، روشن می‌شود.

    برای اطمینان از اینکه دیود به صورت معکوس وصل نشده است، می‌توانید آن را برعکس کنید. اگر در این حالت نیز اولین دیود نوری روشن شود، مطمئن خواهید شد که دیود تحت آزمایش از نوع دیودهای یکسوکننده ولتاژ شبکه است.

    آزمایش ترانزیستورها

    همان‌طور که قبلاً اشاره کردیم، این دستگاه می‌تواند سرعت کلیدگری ترانزیستورهای فرکانس پایین صوتی و همچنین ترانزیستورهای فرکانس بالا و رادیویی را نیز اندازه‌گیری کند.

    اگر ترانزیستور مورد آزمایش از نوع NPN باشد، باید بیس آن را به پایانه A و امیتر آن را به پایانه K وصل کنید (به شکل ۱۸ مراجعه کنید). پس از بررسی اتصال بیس-امیتر، می‌توانید اتصال بیس-کلکتور را نیز با اتصال ترانزیستور مطابق شکل ۱۸ بررسی کنید. 

    اگر ترانزیستور مورد آزمایش از نوع PNP باشد، باید بیس آن را به پایانه K و امیتر آن را به پایانه A وصل کنید (به شکل ۱۹ مراجعه کنید). همچنین می‌توانید اتصال بیس-کلکتور را با اتصال ترانزیستور مطابق شکل ۱۹ بررسی کنید. 

    در ادامه، جدولی از مقادیر معمول Trr برای رایج‌ترین دیودها، دسته‌بندی شده بر اساس نوع آن‌ها، ارایه شده است: 

    .

    نتیجه آزمایش سرعت چند نوع دیود بوسیله آزمایشگر دیود و طبقه بندی آنها

    .

    چگونه تغذیه این دستگاه را برقی کنیم؟

    برای این دستگاه که جریان مصرفی بسیار پایینی دارد، می‌توان به جای به‌کارگیری منبع تغذیه‌های ترانسفورماتوردار که بزرگ و گران هستند، از منبع تغذیه‌های بدون ترانسفورماتور استفاده کرد و ولتاژ جریان مستقیم لازم را تهیه نمود. برای این مقصود، از رآکتانس یا «مقاومت جریان متناوب» خازن استفاده می‌شود. مقدار رآکتانس چنین خازنی بر حسب اهم از فرمول ساده‌ی زیر محاسبه می‌شود:

    .

    به کمک این فرمول مقدار رآکتانس هر خازن در هر فرکانسی حساب می شود

    .

    در مدار من، دو خازن ۱ میکروفاراد ۲۵۰ ولت به صورت سری وصل شده‌اند که ظرفیت کلی ۰٫۵ میکروفاراد را ایجاد می‌کنند. این مقدار مقاومتی معادل مقدار زیر را ارائه می‌دهد:

    .

    مقدار رآکتانس خازن نیم میکروفارادی زیر جریان متناوب 50 هرتزی

    .

    در مدار دو خازن ۲۵۰ ولتی به صورت سری وصل شده‌اند تا ولتاژ کاری به ۵۰۰ ولت افزایش یابد. در ورودی مدار، یک مقاومت ۵۶ اهم نیم وات به عنوان محافظ برای کل مدار قرار داده‌ام. در خروجی، یک دیود زینر ۱ واتی با مقدار کمی بالاتر از ولتاژ مورد نظر وصل شده است. برای دستیابی به ۱۲ ولت، بهتر است از دیود زینر ۱۵-۱۶ ولتی استفاده شود، در حالی که برای ولتاژ خروجی ۹ ولت، دیود زینر ۱۰ ولتی مناسب است. باید توجه داشت که حداکثر جریان قابل دستیابی از این مدار حدود ۱۵ تا ۲۰ میلی‌آمپر است.

    .

    مدار منبع تغذیه پیشنهادی برای آزمایشگر سرعت دیودها

    .

    تذکر مهم:
    این منبع تغذیه ممکن است جالب به نظر برسد، اما هرگز فراموش نکنید که در همه جای این منبع تغذیه و در همه جای وسیله ای که به آن متصل می‌شود برق 220 ولت حضور دارد که در صورت تماس دست و بدن با هر بخشی از مدار، خطر شوک الکتریکی خطرناک و کُشنده‌ی 220 ولت متناوب وجود دارد. 

    توصیه اکید من این است که این دستگاه را نسازید!

    .
    .
    مطالب مرتبط:

    .

    .

    www.etesalkootah.ir ||   2025-01-12 © 

    2015 © All rights reserved www.etesalkootah.ir  

    تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه‌های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه‌های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

    .