Ipar

Kifejlesztették az első molekuláris elektronikai chipet

molekuláris elektronikai
Kép: NextBigFuture

Fejlesztés olyan különböző területeken hoz előrelépést, amelyek alapvetően a molekuláris kölcsönhatások megfigyelésén alapulnak.

Kifejlesztették az első molekuláris elektronikai chipet, amellyel megvalósult egy 50 éves cél, az egyes molekulák áramkörökbe való integrálása, hogy elérjék a Moore-törvény végső skálázási határait. Meglepő lehet, de első körben a gyógyítás profitálhat belőle a legtöbbet, azonban a DNS-ban történő adattárolás felé is sikerült hatalmas lépést tenni.

A Roswell Biotechnologies és egy vezető egyetemi tudósokból álló multidiszciplináris csapat hozta létre a chipet, amely egyetlen molekulát használ univerzális szenzorelemként egy áramkörben. Ezzel egy programozható bioszenzort hoz létre, amely valós időben, egyetlen molekulára is érzékenyen és a szenzor pixelsűrűségének korlátlan skálázhatóságával működhet. Az innováció ismertetése a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) című folyóiratban jelent meg. A cikk szerint a fejlesztés olyan különböző területeken hoz előrelépést, amelyek alapvetően a molekuláris kölcsönhatások megfigyelésén alapulnak, beleértve a gyógyszerkutatást, a diagnosztikát, a DNS-szekvenálást és a proteomikát.

„A biológia úgy működik, hogy egyes molekulák beszélgetnek egymással, de a jelenlegi mérési módszereink ezt nem képesek kimutatni. Az ebben a tanulmányban bemutatott érzékelőkkel most először hallgathatjuk ki ezeket a molekuláris kommunikációkat, ami a biológiai információk új és erőteljes áttekintését teszi lehetővé”

– mondta a tanulmány társszerzője, Dr. Jim Tour, a Rice Egyetem vegyészprofesszora, a molekuláris elektronika úttörője a SciTechDaily szerint.

Ha mélyebben belenézünk, hogy mi is történik, akkor a következőt láthatjuk. A molekuláris elektronikai platform egy programozható félvezető chipből áll, amelyhez skálázható érzékelőtömb-architektúra tartozik. Minden egyes tömbelem egy elektromos árammérőből áll, amely egy precíziósan megtervezett molekuláris dróton átfolyó áramot figyel, amelyet közvetlenül az áramkörbe kapcsoló nanoelektródákkal szereltek össze. Az érzékelő programozása úgy történik, hogy a kívánt szondamolekulát egy központi, tervezett ponton a molekuláris huzalhoz csatolják. A megfigyelt áram közvetlen, valós idejű elektronikus leolvasást tesz lehetővé a szonda molekuláris kölcsönhatásairól. Ezeket a pikoamp-skála méretű áram-idő méréseket digitális formában, másodpercenként 1000 képkocka sebességgel olvassák ki az érzékelőtömbből, hogy a molekuláris kölcsönhatásokra vonatkozó adatokat nagy felbontással, pontossággal és átviteli sebességgel rögzítsék.

„E munka célja, hogy a bioérzékelést ideális technológiai alapokra helyezze a precíziós orvoslás és a személyes jóllét jövője érdekében. Ehhez nemcsak az kell, hogy a bioérzékelést chipre helyezzük, hanem az is, hogy a megfelelő módon, a megfelelő típusú érzékelővel dolgozzunk. Az érzékelő elemet molekuláris szintig előzsugorítottuk, hogy olyan bioszenzor-platformot hozzunk létre, amely egy teljesen újfajta valós idejű, egymolekulás mérést kombinál egy hosszú távú, korlátlan skálázási ütemtervvel a kisebb, gyorsabb és olcsóbb tesztek és műszerek számára”

– tette hozzá Barry Merriman, a Roswell társalapítója és tudományos igazgatója, a tanulmány vezető szerzője.

Az új molekuláris elektronikai platform valós időben, egymolekulás skálán detektálja a multiomikus molekuláris kölcsönhatásokat. A PNAS tanulmány a szondamolekulák széles skáláját mutatja be, köztük DNS-t, aptamereket, antitesteket és antigéneket, valamint a diagnosztika és a szekvenálás szempontjából releváns enzimek aktivitását, köztük a cél-DNS-hez kötődő CRISPR Cas enzimet. Az ilyen szondák széles körű alkalmazására nyílhat lehetőség például a gyors COVID-tesztelés, a gyógyszerkutatás és a proteomika területén.

A cikk egy olyan molekuláris elektronikai érzékelőt is bemutat, amely képes a DNS-szekvencia leolvasására. Ebben a szenzorban egy DNS-polimeráz, a DNS-t másoló enzim van az áramkörbe integrálva, és az eredmény az enzim működésének közvetlen elektromos megfigyelése, amint betűről betűre lemásol egy darab DNS-t. Más szekvenálási technológiákkal ellentétben, amelyek a polimeráz aktivitásának közvetett mérésére támaszkodnak, ez a megközelítés a nukleotidokat beépítő DNS-polimeráz enzim közvetlen, valós idejű megfigyelését teszi lehetővé. A cikk bemutatja, hogyan lehet ezeket az aktivitási jeleket gépi tanulási algoritmusokkal elemezni, hogy lehetővé váljon a szekvencia leolvasása.

„A Roswell szekvenáló szenzora új, közvetlen képet nyújt a polimeráz aktivitásról, amely további nagyságrendekkel fejlesztheti a szekvenálási technológiát sebesség és költség tekintetében is. Ez az ultraszabályozható chip megnyitja a lehetőséget a nagymértékben elosztott szekvenáláshoz a személyes egészség vagy a környezet monitorozásához, valamint a jövőbeli ultranagy áteresztőképességű alkalmazásokhoz, például az Exabyte-méretű DNS-adattároláshoz”

– mutatott rá az új chip távlatos jelentőségére George Church professzor, a tanulmány társszerzője, az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia tagja és a Roswell tudományos tanácsadó testületének tagja.

Forrás: Computerworld

Ipar

Űrtechnológiai gyártóközpontot épít a 4iG csoport és a Remred Magyarországon

remred

A 4iG Csoport, valamint a cégcsoporthoz tartozó REMRED Zrt. a Fejér vármegyei Martonvásáron tette le Magyarország első űripari gyártóközpontjának alapkövét.

A REMTECH gyártásra, összeszerelésre, integrációra és tesztelésre is alkalmas gyáregysége Európában egyedülálló moduláris technológiával, maximum négyszáz kilogramm tömegű műholdak gyártását, összeszerelését és tesztelését végzi majd. A zöldmezős beruházást az űripari szabványoknak megfelelő, innovatív és az elérhető legmodernebb technológiai megoldásokkal látják el, az üzem energiaellátását önálló napelempark is biztosítja az átadást követően. A 4000 négyzetméteres technológiai központban 1500 négyzetméteres speciális laboratóriumot hoznak létre, amely ISO8 és ISO5 minősítésű tisztatér technológiával rendelkezik. Az üzemben rezgés-, sokk-, mechanikai-, termo-vákuum, klimatikus-, EMC/EMI-, és akusztikus tesztekhez szükséges rendszerek is helyet kapnak.

A tervek szerint a hazai és a nemzetközi piaci igényeket is kielégítő űrtechnológiai gyártóközpont nem csupán a műholdtechnológia és az űripar kiemelkedő bázisa lesz. Az egyedülálló beruházásnak köszönhetően olyan innovációs központ jön létre, amelyben a nemzetközi kooperációk mellett, a hazai tudásipar is megjelenik majd, számos ponton kapcsolódva az oktatáshoz és K+F tevékenységekhez. Az űrtechnológiai gyártóközpont 2026-ban kezdheti meg működését, amely 85 új, magas hozzáadott értékű munkahelyet teremt.

Nagy Márton nemzetgazdasági miniszter a martonvásári ünnepségen elmondta, a magyar műholdgyártási képesség nem csak gazdasági és biztonsági, hanem szuverenitási kérdés is egyben. Az ágazat fényes jövő előtt áll, ugyanis az űripar a világ egyik legjobban növekedő, a nemzetközi felmérések szerint is válságálló iparága, melynek értéke a 2023-as 630 milliárd dollárról egyes becslések szerint 2035-re elérheti az 1.800 milliárd dollárt. Ráadásul az űripar, ami a technológiai fejlesztés csúcsát jelenti, rendkívül magas multiplikátor hatással rendelkezik, azaz az itt létrejövő innovációk, technológiai újítások sok más gazdasági szegmensben is megjelenhetnek. Ez a versenyképesség további megerősítése szempontjából kulcskérdés. Magyarországot gazdasági ökoszisztémája, infrastruktúrája és szellemi tőkéje egyaránt alkalmassá teszi arra, hogy meghatározó szereplővé váljon az űripar területén. Éppen ezért fontos a kormány stratégiai partnerének, azaz a 4iG-nak a beruházása, amely révén a társaság az IKT mellett az űriparban is régiós vezető szerepre törhet.

„A 4iG Csoport és a REMRED közös beruházásában megvalósuló űrtechnológiai gyártóközponttal, továbbá űripari és technológiai portfóliónk vertikális integrációjával vállalatcsoportunk egyedülálló képességekkel és infrastruktúrával rendelkezik majd Közép-Kelet-Európában. Az űripar, a technológiai és védelmi ipari holdingvállalatunk részeként, a 4iG Csoport hagyományos üzletágai – informatika, távközlés – mellett, a legnagyobb növekedési potenciállal rendelkező terület.”

–  hangsúlyozta az ünnepélyes alapkőletételen elmondott beszédében Jászai Gellérta 4iG vállalatcsoport elnöke.  

„Az űrtechnológiai gyártóközpont szolgáltatásai és műholdgyártási kapacitása tovább erősítik majd a 4iG Csoport nemzetközi jelenlétét, új hazai és nemzetközi partnerségek kialakítását. Olyan gyártói piacra léphetünk, amely a legmodernebb eszközöket a legújabb tudással ötvözve világszínvonalú technológiákat állít majd elő.”

Dr. Sárhegyi István a REMRED alapítója, a 4iG Csoport űripari és technológiai holdingvállalatának vezérigazgatója köszöntő beszédében kiemelte, hogy a Martonvásáron megvalósuló beruházásnak köszönhetően Magyarország rövid időn belül a globális űrpiac egyik meghatározó szereplőjévé válhat. A vezérigazgató elmondta, hogy már az űripari központ tervezésének fázisában a legnagyobb nemzetközi vállalatok és gyártó cégek ajánlották fel együttműködésüket, amely igazolja, hogy hatalmas a nemzetközi piaci igény az alacsony földkörüli pályán keringő műholdak, illetve a különféle űreszközök gyártása iránt. „Célunk az űripar területén, hogy saját mérnöki kapacitásainkra építve új és egyedi űreszközöket, illetve műholdakat fejlesszünk, továbbá, hogy a legnagyobb műholdgyártó és űripari cégek, illetve nemzeti és nemzetközi űrügynökségek stratégiai partnereivé váljunk” – hangsúlyozta Dr. Sárhegyi István.

A 21. században az űripar, és azon belül is a műholdakon keresztül érkező adatok, valamint az azokra épülő szolgáltatások a kritikus infrastruktúra részévé váltak. Az egyre gyakoribb természeti katasztrófák, valamint az európai geopolitikai és gazdasági helyzet hatására stratégiai fontosságú a pontos, adatalapú, azonnali tájékoztatást és kommunikációt lehetővé tevő technológia. Az elmúlt évtizedekben a nemzetközi konfliktusok rávilágítottak arra is, hogy az űrképességek hiánya milyen mértékben tehet kiszolgáltatottá egy-egy országot saját képességek – megfelelő infrastruktúra, és tudásbázis – hiányában. A 4iG Csoport és REMRED összefogásával elindított beruházás – amellett, hogy 2026-tól kulcsfontosságú szerepet játszhat a magyar és nemzetközi űriparban – a technológiai képességeivel a nemzeti szuverenitás és biztonságpolitika stratégiai eleme lehet.


További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Tovább

Ipar

Hatalmas automatizált játékraktár

siemens

Anyagmozgatás – Ha a játékokról nagyban gondolkodunk, akkor érdemes a REGIO Játék Törökbálinton megvalósított raktárrendszerét megismerni, ahol körülbelül 800 méter szállítópálya található, a szortírozó rendszeren pedig csúcsidőszakban akár 900 láda is áthaladhat óránként.

Tíz másodpercenként felkerül egy doboz a szállítópályára– mondja Kordás Imre, a beruházást megtervező és megvalósító XXL Mechanika Mérnöki Iroda projektvezetője. Majd így folytatja: beérkező, kimenő és raktáron belüli forgalmat is kezel az új rendszer, amelyet a játékforgalmazás legnagyobb hazai cége rendelt meg. A beérkező árukat a rendszer raklapozási vagy szortírozási igény szerint válogatja szét, majd a szortírozásra szánt ládákat a raktár erre szolgáló területére szállítja. Ott a ládákat a megfelelő munkahelyekre helyezi, a szortírozás pedig áruházanként történik. Összesen 24 ilyen munkahely van, a beérkező ládák RFID antennás elágazásokon keresztül kerülnek a megfelelő helyre. Az elágazások a REGIO Játék adatbázisából kapják az utasítást arra vonatkozóan, hogy hova továbbítsák a ládákat. A rendszer egyébként a raktár webáruházi árukészletének feltöltésére is alkalmas, mivel a szállítópálya egy automata magasraktárhoz is csatlakozik.

Nagyon fontos szempont volt, hogy a boltok igényét napi szinten ki tudják elégíteni, és ne legyenek a kiszállítással csúszásban, ezt az új raktár rendszer kiválóan teljesíti. – Kordás Imre, a beruházást megtervező és megvalósító XXL Mechanika Mérnöki Iroda projektvezetője.

Mik voltak a REGIO Játék főbb igényei?

A megrendelőnek a raktáron belüli anyagmozgatás automatizálása volt az egyik fő célja. A teljes körű raktári automatizálás során a fő igény az volt, hogy a munkát felgyorsítsák, emberi munkaerőt váltsanak ki, illetve a hibákat csökkentsék. Erre szállítópályák hálózata lett kiépítve, illetve a beérkező és kimenő áruk feldolgozását automatizálták.

A raktár fő feladata a 42 darab Régió Játék áruház kiszolgálása. Ez komoly logisztikai kihívás, főleg a terheltebb időszakokban. A játékok szortírozása volt a cél az XXL Mechanika által megtervezett rendszerben, hogy a nagy raktári készletből 42 felé, a boltok változó igénye szerint a termékek szét legyenek szedve. Emellett beszállításról is szó van, tehát a raktárba érkezik külföldről és itthonról is áru. Alkotóelemek szintjén ez nagyrészt görgős és hevederes szállítópályákból, illetve a szortírozó egységekből áll. Ezek egyedileg kialakított munkaállomásokat jelentenek, amelyek a vállalatirányítási rendszerhez kapcsolódnak, és adják ki a dolgozók munkahelyére a megfelelő ládákat, ahol összeállítják az egyes üzletek megrendelését.

Milyen Siemens-technológia segíti az intralogisztikai feladatokat?

A teljes mozgásvezérlést, illetve a profinetes kommunikációt Siemens termékek végzik. Hét darab S7-1200 PLC-t építettünk be, ezek mindegyikéhez tartozik egy 15 colos ipari kezelőpanel (HMI). Az RFID fejegységből 45 darab épült be és összesen 114 olvasófejet lát el. A G115D terepi frekvenciaváltó a 400 voltos szállítópályáinkat vezérli, ebből 67 darab épült be. Ezen kívül a profinet modulok, a profinet rendszerhez szükséges switchek és kábelek, a csatlakozó fejek, illetve a 24 voltos tápegységek is Siemens termékek. A rendszer 400 voltos és 24 voltos szállítópályákat alkalmaz. A rendszer nagy részét egyébként saját tervezésű szállítópályák és dobozirányító egységek alkotják, amelyek kifejezetten ide készültek.

Milyen egyedi igényeknek kellett megfelelniük a tervezés és kivitelezés során?

Van például diafilm méretű termék, és van óriásmackó is, tehát olyan méretbeli különbségek vannak, amelyek speciális igénynek minősülnek. A projekt legelején sok egyeztetés történt azzal kapcsolatban, hogyan lehetne mindent kezelni. Még robotcellák is szóba jöttek, de pont a szélsőséges mérettartományok miatt ezeket végül is elvetettük. Végül az a döntés született, hogy a termékek körülbelül 80 százalékát kezeljük automatizált raktárrendszerben, illetve azt kezeljük, ami egy 400x600x300 mm-es ládába belefér. Ami ezen kívül esik, azt a dolgozóknak kell a raktárban elhelyezniük.

www.siemens.hu


További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Tovább

Ipar

Áttörést ért el a Siemens

siemens

Újabb akadály hárul el a nagy hatótávolságú e-kamionok elterjedése elől.

Sikeres tesztet teljesített a Siemens: töltési rendszere 1 MW teljesítményt adott le.

A német cég prototípusát egy nagy hatótávolságú e-kamionnal tesztelték. Az új készülék több Siemens SICHARGE UC150 töltőberendezésből, ezek kimeneti teljesítményét összefogó kapcsolási kialakításból (switching matrix) és a megawatt-töltésre speciálisan kialakított diszpenzerből állt.

Ezzel a teljesítménnyel az e-kamionokban általában használt akkumulátorokat körülbelül 30 perc alatt, 20 százalékról 80 százalékra lehet tölteni.

Növekvő igény a zéró emissziós távolsági fuvarozási megoldások iránt

A nehéz haszongépjárművek felelősek az EU közúti közlekedéshez köthető, üvegházhatású-gázkibocsátásának több mint 25 százalékáért. Így a klímacélok elérése és az európai országok fosszilis importenergia-függőségének csökkentése érdekében az árufuvarozás elektrifikációját az uniós előírások több fronton is sürgetik. A cél, hogy a nehéz tehergépkocsik és a buszok CO2-kibocsátását 2040-re 90 százalékkal csökkentsék, 2035-re pedig már minden új városi busz zéró kibocsátású legyen.

Az e-haszonjárművek elterjedéséhez ugyanakkor az infrastruktúra-fejlesztés számos eleme szükséges Németországban is, ezekről fehér könyvet jelentett meg közösen a Siemens és a MAN.


További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Tovább
Hirdetés Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés Hirdetés

Facebook

Hirdetés Hirdetés
Hirdetés Hirdetés

Friss