100 великих достижений в мире техники
Шрифт:
Кроме того, вирусы по своему строению представляют собой, по существу, идеальный каркас для микроскопических электронных систем, поскольку их можно сгруппировать в некое подобие кристаллических решеток. И создать самоорганизующие цепи, способные при минимальном постороннем вмешательстве либо при полном его отсутствии самостоятельно выстраивать полезные трехмерные структуры. А в них – разместить компоненты микросхем.
Причем поскольку вирусы – изрядные проныры, способные встраиваться практически в любой живой организм, то ученые рассчитывают найти способ сделать так, чтобы молекулярные микросхемы выстраивались в нужном
Так, для того, чтобы изготовить живой трехмерный микрочип, химик М. Финн и вирусолог Дж. Джонсон из Исследовательского института Скриппса в городе Ла-Джолла, штат Калифорния, экспериментировали с вирусом мозаики коровьего гороха – микроорганизмом, который обычно задерживает нормальный рост побегов.
Обычно вирус заключен в защитную протеиновую оболочку, имеющую 20 граней и 12 углов, или вершин. Исследователи стали внедрять сегменты ДНК в цепочку генов вируса, вынуждая его производить аминокислоты цистеина на вершинах оболочки. А затем добавили сверхтонкие частицы золота в наполненные цистеином вирусы. В итоге у них получился некий микроорганизм, утыканный золотыми электродами – прообраз будущей микросхемы.
Ныне совместно с сотрудниками Исследовательской лаборатории ВМС США в Вашингтоне, округ Колумбия, они пытаются научиться замыкать цепи в определенном порядке, чтобы получать по желанию те или иные логические устройства, элементы памяти и т. д.
«Если эксперименты увенчаются успехом, микросхемы будущего станут производить на грядках, а не в высокотехнологичных лабораториях, – полагает Финн. – Получить требуемое количество вирусов не составит никакого труда. Достаточно засеять несколько гектаров земли горохом, а затем выделить микроорганизмы из листьев растения»…
Зачем паспорт корове?
Зоологи и ветеринары научились различать телят крупного рогатого скота по отпечаткам их носа. Оказывается, они столь же индивидуальны, как и отпечатки пальцев у людей.
Но зачем вообще необходимо различать животных, скажем, на крупной ферме? Ведь все равно молоко от всех коров попадает в общую цистерну. Да и хозяин у всех коров общий…
Для чего клеймо? Помните, как в одном из рассказов О’Генри хозяйка ранчо метит белую телку особым клеймом, передавая таким образом зашифрованное послание своему мужу?
Понятное дело, писатель рассказал об особом случае. Однако обычай ставить клеймить скот каленым железом действительно широко бытовал на Диком Западе. Только так ковбои и ранчмены могли в затруднительных случаях выяснить, где чей скот.
И по сей день кое-где в Техасе проводят соревнования по скоростному клеймению скота. Однако это теперь всего лишь дань уважения традиции. В наши дни есть немало других, более рациональных способов так пометить животных, чтобы затем всегда можно было точно сказать «кто есть кто».
К этому подталкивают не столько споры за право владеть той или иной коровой или телкой, но и особенности ведения современного индустриального животноводства. Скажем, ошейники с инвентарными номерами или клипсы – маркеры из легкого нержавеющего металла или же пластика, которые заклепывают на ушах животных специальными щипцами, тут уже не годятся. Такого рода
И вот ныне на многих фермах появились электронные средства бесконтактного распознавания животных, называемые за рубежом системами идентификации.
Как опознать «меченых»? Первые системы автоматической идентификации появились на фермах Великобритании, Германии, Скандинавии и Бенилюкса в середине 80-х годов XX века. Рассчитаны они были в основном на коров и работали по принципу приема-передачи радиоволн, излучаемых носителем индивидуального номера-кода, расположенного на ошейнике.
В такой радиосистеме идентификация того или иного животного происходит всякий раз при вхождении «меченой» особи в зону приема антенны распознающего блока. Блок этот может быть установлен в любом пункте автоматического обслуживания скота, например при заходе коров на доильный конвейер типа «карусель» или при подходе к кормушке.
Сегодня корове тоже нужен паспорт
И всякий раз умная автоматика будет знать, сколько молока дала та или иная корова, и в зависимости от этого выдаст ей в кормушку соответственно больше или меньше корма.
Инженеры испробовали на практике множество разных радиосистем и в конце концов убедились: ни одна из них не удолетворяет животноводов, как говорится, на все сто. Прежде всего, навешенные на животных идентификаторы в условиях промышленных ферм оказались весьма непрактичными: если устройство ошейникового типа еще более или менее держится на шее коровы, то электронные клипсы и медальоны, которыми снабжают свиней по причине отсутствия шеи, теряются регулярно. И уж тем более их просто снять. А значит, они вряд ли помогут при отыскании украденных животных.
Второе – и принципиальное – неудобство заключается в том, что фирмы-производители использовали в своих САИ различные форматы данных и способы кодировки, а это, как нетрудно догадаться, не позволяет свободно применять идентификаторы разной конструкции и происхождения в рамках одного хозяйства, не входя при этом в дополнительные, по сути, неоправданные расходы.
Лишь когда в начале 90-х годов XX века появилась возможность использовать для этих целей микрочипы – интегральные микросхемы минимальных размеров и массы, заключенные в отдельный корпус, – дело пошло на лад. Чип одним махом решил множество проблем.
Прежде всего, многие фирмы стали выпускать чипы для подкожного функционирования. Конструктивно он представляет собой миниатюрную электронную капсулу, запаянную в баллончик из биостекла. Эксплуатационная надежность такого устройства чрезвычайно высока, стоимость – низка, а функции, в сравнении с идентификаторами предыдущего поколения, заметно расширены.
Оптимальная зона подкожного введения чипа-имплантата была установлена на практике: для коров и лошадей это шея, а у свиней и мелкого рогатого скота – основание уха. При желании, кстати, можно вводить имплантаты и кроликам, и птице, и пушным зверькам, которых разводят для меха… Короче говоря, применение микрочипов позволяет рационально использовать системы автоматической идентификации для всех видов животных.