वैज्ञानिकों ने इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में ऊर्जा की खपत कम करने के लिए मेंढक से प्रेरित ‘मस्तिष्क जैसा’ सेंसर विकसित किया है।
अगली पीढ़ी की कंप्यूटिंग के क्षेत्र में एक बड़ी सफलता हासिल करते हुए, भारत के वैज्ञानिकों ने मेंढकों से प्रेरित एक आर्द्रता-संवेदनशील, मस्तिष्क-समान सेंसर विकसित किया है जो पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में ऊर्जा की खपत को काफी कम कर सकता है।
विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के अंतर्गत जवाहरलाल नेहरू उन्नत वैज्ञानिक अनुसंधान केंद्र (जेएनसीएएसआर) के शोधकर्ताओं द्वारा बनाया गया यह अभिनव न्यूरोमॉर्फिक सेंसर, जैविक प्रणालियों द्वारा एक साथ सूचना को महसूस करने, संसाधित करने और संग्रहीत करने के तरीके की नकल करता है – कुछ ऐसा जिसे पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स कुशलतापूर्वक हासिल करने में संघर्ष करते हैं।
न्यूरोमॉर्फिक इलेक्ट्रॉनिक्स, जो मानव मस्तिष्क की कार्यप्रणाली की नकल करते हैं, आधुनिक कंप्यूटिंग की बढ़ती ऊर्जा मांगों के समाधान के रूप में तेजी से देखे जा रहे हैं, विशेष रूप से कृत्रिम बुद्धिमत्ता और एज कंप्यूटिंग जैसे क्षेत्रों में। हालांकि, अधिकांश मौजूदा प्रणालियां संवेदन और प्रसंस्करण के लिए अलग-अलग घटकों पर निर्भर करती हैं, जिससे ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है और डेटा स्थानांतरण में देरी होती है।
नव विकसित उपकरण संवेदन, स्मृति और प्रसंस्करण को एक ही मंच पर एकीकृत करके इस सीमा को दूर करता है। यह एक-आयामी अतिआणविक नैनोफाइबर पर आधारित है और पर्यावरणीय आर्द्रता में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया करता है – ठीक उसी तरह जैसे कुछ उभयचर करते हैं।
यह शोध क्रिकेट मेंढकों से प्रेरणा लेता है, जिनकी तंत्रिका प्रतिक्रियाएं नमी और प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं। इसी व्यवहार की नकल करते हुए, यह सेंसर आर्द्रता में होने वाले बदलावों का पता लगाता है और विद्युत प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करता है जो मस्तिष्क में सिनैप्टिक गतिविधि से मिलती-जुलती हैं, जिसमें स्मृति और अनुकूलन जैसी सीखने संबंधी क्रियाएं भी शामिल हैं।
शोधकर्ताओं के अनुसार, यह उपकरण न केवल आर्द्रता में बदलाव पर प्रतिक्रिया करता है, बल्कि पिछली उत्तेजनाओं को भी “याद” रख सकता है, जिससे यह जानकारी को अधिक कुशलता से संसाधित कर पाता है। प्रकाश से भी इसकी प्रतिक्रिया प्रभावित होती है, जिससे पर्यावरणीय संवेदनशीलता का एक और स्तर जुड़ जाता है।
शोध दल ने कहा, “यह पहली बार है जब किसी न्यूरोमॉर्फिक उपकरण में सिनैप्टिक व्यवहार की नकल करने के लिए प्राथमिक उत्तेजना के रूप में आर्द्रता का उपयोग किया गया है।”
इस सेंसर का निर्माण चार्ज-ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स से सुपरमॉलिक्यूलर नैनोफाइबर विकसित करके और उन्हें ग्लास सब्सट्रेट पर सोने के इलेक्ट्रोड पर जमा करके किया गया था। इसके बाद नियंत्रित आर्द्रता की स्थितियों में इसका परीक्षण किया गया ताकि बुनियादी लॉजिक ऑपरेशनों के साथ-साथ फैसिलिटेशन, डिप्रेशन और मेटा-प्लास्टिसिटी जैसी सिनैप्टिक प्रतिक्रियाओं को दोहराने की इसकी क्षमता का मूल्यांकन किया जा सके।
विशेषज्ञों का मानना है कि यह विकास पर्यावरणीय परिवर्तनों के अनुरूप प्रतिक्रिया देने में सक्षम स्मार्ट, ऊर्जा-कुशल सेंसरों की एक नई श्रेणी के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है। संभावित अनुप्रयोगों में पर्यावरण निगरानी प्रणाली, पहनने योग्य स्वास्थ्य उपकरण और कृत्रिम बुद्धिमत्ता तथा इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) के लिए उन्नत कंप्यूटिंग प्रौद्योगिकियां शामिल हैं।
जर्नल ऑफ मैटेरियल्स केमिस्ट्री सी में प्रकाशित ये निष्कर्ष, टिकाऊ और बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है जो प्राकृतिक जैविक नेटवर्क की तरह कार्य करती हैं।
