• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    ליסה סו, מנכ"לית AMD, מציגה את השבבים החדשים בתערוכת CES 2020. צילום: אבי בליזובסקי

    AMD נערכת להגדלה משמעותית של אספקת השבבים ב-2027 ובוחנת ייצור אצל סמסונג

    אפלייד מטיריאלס. אילוסטרציה: depositphotos.com

    Applied Materials ואינטל מעמיקות את שיתוף הפעולה בפיתוח טרנזיסטורים ואריזות מתקדמות ל־AI

    MARVEL LOGO לוגו מארוול

    Marvell מעלה את תחזית ההכנסות ל־2028 ל־20 מיליארד דולר בעקבות הביקוש לשבבי AI

    שיתוף פעולה Synopsys-OpenAI. איור יחצ

    המהפיכה של Synopsys: הודיעה על שת"פ עם OpenAI במטרה לפתח כלים אוטונומים לתכנון שבבים

    Micron: הביקוש לזיכרונות AI מזניק את התחזיות ואת צבר ההזמנות

    אנתרופיק. אילוסטרציה: depositphotos.com

    Broadcom תממן את Anthropic בעד 42 מיליארד דולר לרכישת כוח מחשוב

  • בישראל
    גיא אזרד, מנכ"ל אסטרה לאבס ישראל. צילום: דניאל אדרי

    Astera Labs תרחיב את מרכז הפיתוח בישראל לכ־200 עובדים

    שבב מתקדם לשיפור אחיזת הצמיגים בכביש. איור יחצ POLYN

    POLYN החלה לספק שבבים להערכת אחיזת צמיגים בכביש

    פרופ' משה ורדי. קרדיט: Doni Soward / Rice Engineering.

    פרופ׳ משה ורדי: AI מייצרת קוד במהירות, אך האתגר הוא לוודא שהוא נכון

    לוגו חברת פי.סי.בי. איור יחצ

    PCB טכנולוגיות חתמה על הסכם עם יצרנית ביטחונית אמריקנית בהיקף צפוי של כ־38 מיליון דולר

    מערכת SMASH של סמארט שוטר (צילום: סמארט שוטר)

    סמארט שוטר נבחרה לספק מערכות נגד רחפנים בחוזה מסגרת אמריקני של עד 150 מיליון דולר

    רכב ניסוי של ארבה. צילום יחצ

    Arbe השלימה גיוס של 15 מיליון דולר להרחבת הפעילות ברכב האוטונומי ובשוק הביטחוני

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
  • עיקר החדשות
    ליסה סו, מנכ"לית AMD, מציגה את השבבים החדשים בתערוכת CES 2020. צילום: אבי בליזובסקי

    AMD נערכת להגדלה משמעותית של אספקת השבבים ב-2027 ובוחנת ייצור אצל סמסונג

    אפלייד מטיריאלס. אילוסטרציה: depositphotos.com

    Applied Materials ואינטל מעמיקות את שיתוף הפעולה בפיתוח טרנזיסטורים ואריזות מתקדמות ל־AI

    MARVEL LOGO לוגו מארוול

    Marvell מעלה את תחזית ההכנסות ל־2028 ל־20 מיליארד דולר בעקבות הביקוש לשבבי AI

    שיתוף פעולה Synopsys-OpenAI. איור יחצ

    המהפיכה של Synopsys: הודיעה על שת"פ עם OpenAI במטרה לפתח כלים אוטונומים לתכנון שבבים

    Micron: הביקוש לזיכרונות AI מזניק את התחזיות ואת צבר ההזמנות

    אנתרופיק. אילוסטרציה: depositphotos.com

    Broadcom תממן את Anthropic בעד 42 מיליארד דולר לרכישת כוח מחשוב

  • בישראל
    גיא אזרד, מנכ"ל אסטרה לאבס ישראל. צילום: דניאל אדרי

    Astera Labs תרחיב את מרכז הפיתוח בישראל לכ־200 עובדים

    שבב מתקדם לשיפור אחיזת הצמיגים בכביש. איור יחצ POLYN

    POLYN החלה לספק שבבים להערכת אחיזת צמיגים בכביש

    פרופ' משה ורדי. קרדיט: Doni Soward / Rice Engineering.

    פרופ׳ משה ורדי: AI מייצרת קוד במהירות, אך האתגר הוא לוודא שהוא נכון

    לוגו חברת פי.סי.בי. איור יחצ

    PCB טכנולוגיות חתמה על הסכם עם יצרנית ביטחונית אמריקנית בהיקף צפוי של כ־38 מיליון דולר

    מערכת SMASH של סמארט שוטר (צילום: סמארט שוטר)

    סמארט שוטר נבחרה לספק מערכות נגד רחפנים בחוזה מסגרת אמריקני של עד 150 מיליון דולר

    רכב ניסוי של ארבה. צילום יחצ

    Arbe השלימה גיוס של 15 מיליון דולר להרחבת הפעילות ברכב האוטונומי ובשוק הביטחוני

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
No Result
View All Result

בית מאמרים ומחקרים מחקרי שוק פיתוח שבבים המחקים תאים חיים

פיתוח שבבים המחקים תאים חיים

מאת ד"ר משה נחמני
21 מרץ 2010
in מאמרים ומחקרים, מחקרי שוק
elecronoc_mimic_living_cells
Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

תא יחיד בגוף האדם יותר יעיל מבחינה אנרגטית פי כעשרת אלפים מאשר כל ננו-טרנזיסטור דיגיטאלי הקיים כיום ואשר מהווה את אבן-הבניין הבסיסית בשבבים אלקטרוניים. בשנייה אחת, תא ביולוגי מבצע כעשרה מיליוני תגובות כימיות הצורכות אנרגיה בכמות מצטברת של פיקווואט אחד.
.

אלקטרוניקה המחקה תאים חיים. איור: כריסטין דנילוביץ', MIT


תא יחיד בגוף האדם יותר יעיל מבחינה אנרגטית פי כעשרת אלפים מאשר כל ננו-טרנזיסטור דיגיטאלי הקיים כיום ואשר מהווה את אבן-הבניין הבסיסית בשבבים אלקטרוניים. בשנייה אחת, תא ביולוגי מבצע כעשרה מיליוני תגובות כימיות הצורכות אנרגיה בכמות מצטברת של פיקווואט אחד.

המדען Rahul Sarpeshkar ממכון המחקר MIT מיישם עתה עקרונות אדריכליים הלקוחים מתאים חסכוניים באנרגיה אלו לשם התכנון של מעגלים אלקטרוניים דיגיטאליים-אנלוגיים היברידיים, חסכוניים באנרגיה. מעגלים שכאלו יוכלו לשמש יום אחד בעתיד לפיתוח מחשבי-על מהירים ביותר שיאפשרו חיזוי תגובות מורכבות של תאים לתרופות. הם עשויים לסייע לחוקרים גם לפתח מעגלים גנטיים מלאכותיים בתאים.

בספרו החדש, " "Ultra Low Power Bioelectronics(Cambridge University Press, 2010), מצביע החוקר על קווי-הדמיון הרבים שבין תגובות כימיות המתרחשות בתא ובין זרימת חשמל במעגל חשמלי מקביל. הוא מתאר כיצד תאים ביולוגיים מבצעים חישובים אמינים למרות רעשי רקע ורכיבים רגישים המצויים בהם (המתייחסים לשינויים אקראיים באותות – הן חשמליים והן גנטיים). מעגלים שייבנו בעתיד על בסיס עקרונות אלו יתגברו על רעשים אלו תוך שימור על היעילות האנרגטית הגבוהה. יישומים מבטיחים בתחום זה כוללים מעבדי תמונות בטלפונים ניידים או שתלים מיוחדים במוח עבור העיוורים.

"מעגלים חשמליים מהווים שפה לייצוג ולניסיון להבין כמעט כל דבר בעולמו, בין אם זה רשתות בביולוגיה, ובין אם זה רכבים," אומר החוקר, פרופסור להנדסה אלקטרונית ומדעי המחשב ב- MIT. "קיימת צורה אחידה ויעילה להביט על העולם הביולוגי באמצעות מעגלים חשמליים."

מהנדסי מעגלים חשמליים מכירים כבר מאות גישות להפעלת מעגלים אנאלוגים באנרגיה נמוכה, להגברת אותות ולהפחתת רעשי רקע, ידע שסייע להם לפתח התקני אלקטרוניקה חסכוניים באנרגיה, כגון טלפונים ומחשבים ניידים, נגני מוסיקה וכדומה.

"הנה תחום שהושקעו בו כחמישים שנים בהבנת העיצוב של מערכות מורכבות," מציין החוקר בהתייחסו לתחום של הנדסת חשמל. "עכשיו אנו יכולים לחשוב על ביולוגיה באותו האופן." הוא מקווה כי פיסיקאים, מהנדסים, ביולוגים וביוטכנולוגיים יעבדו יחדיו כחלוצים בתחום חדש זה, שאותו הוא מכנה אלקטרוניקה "ציטומורפית" (cytomorphic, שקיבלו את השראת עיצובם מתאים ביולוגיים).

החוקר, מהנדס אלקטרוניקה בעל ניסיון רב-שנים בפיתוח מעגלים ביורפואיים חסכוניים באנרגיה, הרהר תכופות כיצד לנצל את הקשרים שבין ביולוגיה ואלקטרוניקה. בשנת 2009 הוא פיתח שבב רדיו חסכוני באנרגיה המחקה את המבנה של שבלול האוזן האנושי בכדי לסנן ולעבד אותות של טלפונים ניידים, אינטרנט, רדיו וטלוויזיה, בצורה מהירה וחסכונית יותר באנרגיה ממה שאפשר היה להאמין בזמנו.

שבב זה, הידוע כשבלול אוזן בתדר רדיו (RF), הינו דוגמא ל"רכיבי אלקטרוניקה נוירו-מורפיים", תחום הקיים כעשרים שנים אשר נוסד ע"י המדען Carver Mead שהיה מדריכו של החוקר בקלטק. מעגלים נוירומורפיים מחקים מבנים ביולוגיים המצויים במערכת העצבים, כגון שבלול האוזן, רשתית העין ותאי מח. הרחבתו התפיסתית של החוקר מתחום האלקטרוניקה הנוירומורפית לאלקטרוניקה הציטומורפית מבוססת על בדיקתו את השאלות המצויות בבסיס הדינאמיקה של תגובות כימיות וזרימתם של אלקטרונים בתוככי מעגלים מקבילים להן. הוא גילה כי שאלות אלו, המסייעות בחיזוי התנהלותן של התגובות הכימיות, דומות למרבה ההפתעה, אפילו בתכונות רעשי-הרקע שלהן.

תגובות כימיות (לדוגמא – הקבלה של מים ממימן וחמצן) מתרחשות בקצב מעשי רק אם מושקעת בהן מספיק אנרגיה המפחיתה את המחסום האנרגטי המונע מהן להתרחש באופן רגיל. זרז, כדוגמת אנזים, מסוגל להפחית מחסומים אלו. באופן דומה, אלקטרונים זורמים בתוככי מעגל חשמלי כאשר טרנזיסטור מנצל אנרגיית מתח חיצונית בכדי לאפשר להם להפחית את המחסומים המונעים מהם לנוע ממקור הטרנזיסטור לנקודת יציאתו. שינויים באנרגית המתח המסופקת לטרנזיסטור מפחיתים את המחסום ומגבירים את זרימת האלקטרונים בטרנזיסטורים, בדיוק כפי שמוסיפים אנזימים לתגובה כימית בכדי להאיצה.

בסופו של דבר, ניתן להתייחס לתאים ביולוגיים כמעגלים המשתמשים בפרודות, יונים, חלבונים ודנ"א, במקום באלקטרונים וטרנזיסטורים. הקבלה זו מרמזת כי ייתכן ויהיה אפשרי לפתח שבבים אלקטרוניים – שאותם מכנה החוקר "מחשבים כימיים תאיים" – המחקים תגובות כימיות באופן יעיל ובסקאלת זמנים מהירה ביותר.

דוגמא ליישום עוצמתי אפשרי של מעגל כזה טמון בהדמיה של רשת גנטית – יחסי הגומלין שבין גנים וחלבונים המבקרים את פעילותו וגורלו של התא החי. במאמר קודם שלו, משנת 2009, החוקר הדגים כיצד מעגל שכזה מסוגל לספק הדמיה של כל רשת גנטית ע"ג שבב. לדוגמא, מעגלים אלו יכולים לדמות את יחסי-הגומלין שבין גנים המעורבים בפרוק סוכר (לקטוזה) ובין גורמי תעתוק (transcription) המווסתים את ביטויים בתאי חיידקים.

בשלב הבא, מתעתד החוקר לפתח מעגלים המחקים את יחסי-הגומלין בתוככי הגנום התאי השלם, יחסים החשובים למדענים בכך שהם מאפשרים להם להבין ולטפל טוב יותר במחלות מורכבות כגון סרטן וסכרת. בסופו של דבר, ייתכן וחוקרים יצליחו להשתמש בשבבים שכאלו לשם הדמיית גוף האדם כולו, מאמין החוקר. שבבים אלו יהיו הרבה יותר מהירים מאשר מחשבים המספקים הדמיות כיום, שמוגבלים מאוד בהדמיית ההשפעות של רעשי-רקע לא-ליניאריים הקיימים בתוככי התא. הוא בוחן גם כיצד עקרונות התכנון של מעגלים אלו יוכלו לסייע בהנדוס גנטי של תאים כך שיבצעו תפקידים מועילים, לדוגמא – איתור רגיש ומהיר של רעלנים ורעלים בסביבה.

הידיעה ממכון המחקר

{loadposition content-related}
Tags: מחקרשבבים
ד"ר משה נחמני

ד"ר משה נחמני

נוספים מאמרים

מיחשוב קוונטי. המחשה: depositphotos.com
מיחשוב קוונטי

חוקרים הדגימו זיכרון קוונטי בגישה אקראית עם שבעה מצבי אחסון

מחקרי שוק

מחקרי שוק: מחירי מחשוב ה־AI ממשיכים לעלות למרות התרחבות היצע המאיצים

יריעת פוטוניקת סיליקון שקופה וגמישה שפותחה ב־MIT וב־NY CREATES. המעגלים הפוטוניים נשארו פעילים לאחר אלפי מחזורי כיפוף. באדיבות החוקרים
אופטיקת סיליקון

MIT פיתח תהליך לייצור שבבים פוטוניים גמישים ושקופים על פרוסות 300 מ״מ

ivc logo1
מחקרי שוק

IVC: לקרנות ההון סיכון הישראליות נותרו 8.07 מיליארד דולר להשקעה

Next Post
1gb-ddr333-sodimm-ram-memory-samsung

היצע הרכיבים שהם COMMODITY עדיין הדוק

כתיבת תגובה לבטל

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

  • הידיעות הנקראות ביותר
  • מאמרים פופולאריים

הידיעות הנקראות ביותר

  • המהפיכה של Synopsys: הודיעה על שת"פ עם OpenAI…
  • פרופ׳ משה ורדי: AI מייצרת קוד במהירות, אך האתגר הוא…
  • POLYN החלה לספק שבבים להערכת אחיזת צמיגים בכביש
  • Marvell מעלה את תחזית ההכנסות ל־2028 ל־20 מיליארד…
  • Volantis גייסה 88 מיליון דולר לחיבור אופטי בין מאיצי…

מאמרים פופולאריים

  • MIT פיתח תהליך לייצור שבבים פוטוניים גמישים ושקופים…
  • IVC: לקרנות ההון סיכון הישראליות נותרו 8.07 מיליארד…
  • מחקרי שוק: מחירי מחשוב ה־AI ממשיכים לעלות למרות…
  • חוקרים הדגימו זיכרון קוונטי בגישה אקראית עם שבעה מצבי אחסון

השותפים שלנו

לוגו TSMC
לוגו TSMC

לחצו למשרות פנויות בהייטק

כנסים ואירועים

כנסים ואירועים

כנס ChipEx2026 יערך ב-12-13 במאי, 2026. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

ChipEx2026 will be held on May 12-13, 2026. The conference is intended for everyone involved in the semiconductor industry, including engineers, professional experts, and senior executives.

לחץ לפרטים

הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


    • פרסם אצלנו
    • עיקר החדשות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • בישראל
    • צור קשר
    • צ'יפסים
    • Chiportal Index
    • TapeOut Magazine
    • אודות
    • מאמרים ומחקרים
    • תנאי שימוש
    • כנסים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫שבבים‬
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

    השותפים שלנו

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    No Result
    View All Result
    • עיקר החדשות
    • בישראל
    • מדורים
      • אוטומוטיב
      • בינה מלאכותית (AI/ML)
      • בטחון, תעופה וחלל
      • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
      • ‫יצור (‪(FABs‬‬
      • ‫צב"ד‬
      • ‫שבבים‬
      • ‫רכיבים‬ (IoT)
      • ‫תוכנות משובצות‬
      • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
      • ‫‪FPGA‬‬
      • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • תקשורת מהירה
    • מאמרים ומחקרים
    • צ'יפסים
    • כנסים
    • Chiportal Index
      • אינדקס חברות – קטגוריות
      • אינדקס חברות A-Z
    • אודות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • TapeOut Magazine
    • צור קשר
    • ChipEx
    • סיליקון קלאב

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    דילוג לתוכן
    פתח סרגל נגישות כלי נגישות

    כלי נגישות

    • הגדל טקסטהגדל טקסט
    • הקטן טקסטהקטן טקסט
    • גווני אפורגווני אפור
    • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
    • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
    • רקע בהיררקע בהיר
    • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
    • פונט קריאפונט קריא
    • איפוס איפוס