الجهاز اللي ضاع منا

تخيّل تدخل مختبر في مستشفى وتشوف أجهزة بحجم ثلاجة. وبعدين تتخيّل نفس الوظيفة موجودة على طرف ظفرك. هذا بالضبط اللي حققه باحثون من جامعة كاليفورنيا في ديفيس. والنتيجة فعلاً مدهشة.

الأجهزة اللي تُستخدم لتحليل المواد كانت دايماً كبيرة وغالية وتحتاج خبرة خاصة. المستشفيات تعتمد عليها في تشخيص الأمراض، والمصانع في فحص جودة المنتجات، والهيئات البيئية في كشف التلوث. لكنها ظلت محصورة في المختبرات.

ليش ما نقدر نصغّرها بسهولة؟

الطريقة التقليدية تعتمد على تفريق الضوء إلى ألوانه. وهذا يحتاج مسافة كافية داخل الجهاز، فتصغيره يؤثر على دقته.

الباحثون غيّروا الفكرة كلياً. بدل ما يفرّقوا الضوء، صمموا شريحة صغيرة تحتوي على 16 مستشعراً. كل مستشعر يتفاعل مع الضوء بطريقة مختلفة قليلاً. المستشعرات لا تعطي نتائج مباشرة، بل ترسل إشارات مشفّرة.

دور الذكاء الاصطناعي

هنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي. درّب الباحثون شبكة عصبية على آلاف الأمثلة، حتى تعلّمت كيف تفكك هذه الإشارات وتعيد بناء الطيف الضوئي بدقة.

النتيجة شريحة بحجم 0.4 مليمتر مربع فقط، ودقتها تصل إلى 8 نانومتر. وهذا يعادل ما تقدمه أجهزة أكبر بكثير.

الضوء تحت الأحمر القريب

السيليكون عادةً يعمل جيداً مع الضوء المرئي، لكنه يواجه صعوبة مع الضوء تحت الأحمر القريب الذي يخترق الأنسجة. الحل كان بإضافة نسيج دقيق على سطح السيليكون يجعل الفوتونات ترتد داخ<|eos|>