
توقفت السيارة التي تتقدم القافلة العسكرية لتعطي قائد القافلة تحذيرا بوجود بعض المتفجرات على الطريق.قد يتحول هذا السيناريو إلى حقيقة في يوم من الأيام بفضل التقنية الجديدة التي توصلت إليها مجموعة من الباحثين في كلية جيمس كلارك للهندسة، جامعة ميريلاند، حيث قاموا بتطوير جهاز استشعار جديد مزود بخلايا الشم الموضوعة على الرقائق الالكترونية الصغيرة.تتعاون مجموعة الباحثين لتطوير تقنية حديثة باستخدام أجهزة الاستشعار المبنية على الخلايا والتي يتم تثبيتها على الرقائق الالكترونية الرقيقة، حيث تقوم هذه التقنية على الاستفادة من القدرات الاستشعارية للخلايا الحيوية. تستطيع أجهزة الاستشعار الدقيقة، التي لا يتعدى حجمها ميليمترات قليلة، تسريع وتحسين إمكانية اكتشاف الأشياء المختلفة، بدءاً من المواد المتفجرة وحتى البكتريا الحيوية والطعام الفاسد أو المياه غير النقية.الجدير بالذكر أن العديد من أجهزة الكشف البيوكيميائية الحالية يشوبها شيء من البطء في الأداء وعادة ما تكون قراءاتها غير دقيقة أو غير صحيحة. يرجع السبب في ذلك إلى سهولة خداع تلك الأجهزة وعدم قدرتها على التفريق الدقيق ما بين الباثوجينات المميتة (كائنات مجهرية) وبين المواد غير الضارة، وكذلك عدم قدرتها على مراقبة بشكل كامل الطرق المختلفة التي تتفاعل بها هذه المواد مع الأنظمة البيولوجية. وللتغلب على هذه المشكلة، يقوم باحثو كلية كلارك حاليا بدمج خلايا حقيقية في أنظمة متناهية الصغر وذلك لاكتشاف والتعرف الى الباثوجينات الكيميائية والحيوية.كما يمكن زرع خلايا متنوعة على هذه الرقائق الالكترونية الصغيرة. فتماما مثل الكلاب البوليسية، تستطيع الرقائق الالكترونية التي تحتوي على مجموعة من خلايا الشم ودوائر الاستشعار، التي لديها القدرة على تفسير سلوكهم، أن تكتشف وجود المتفجرات. ويسعى الباحثون حاليا إلى استخدام خلايا أكثر تخصصا بحيث يظهر عليها حالات الضغط أو الموت عند تعرضها لبعض الباثوجينات، وهو ما يساعد دوائر الاستشعار التي تراقبهم على إصدار إشارة تحذيرية بصورة أدق وأسرع من الأنظمة الحالية.كما يعمل فريق البحث حاليا على إيجاد الحلول المختلفة للتحديات التي تواجههم في هذه التقنية. حيث تقوم باميلا أبشير، وهي مهندسة كمبيوتر وكهرباء، ببناء بعض الدوائر التي تستطيع التواصل مع الخلايا وتقوم بنقل التنبيهات والمعلومات المتعلقة بحالة تلك الخلايا. بينما يقوم كل من بنيامين شابيرو، وهو مهندس فضاء، وإليزابث سميلا، مهندسة ميكانيكا، بوضع الخلايا على الرقائق الالكترونية الصغيرة والقيام ببعض الخطوات لضمان الإبقاء على الخلايا حية وفي صحة جيدة، مع الحفاظ على الأجزاء الالكترونية لجهاز الاستشعار في حالة جافة. كما تستخدم أجهزة الاستشعار القائمة على الخلايا في اكتشاف وجود البكتريا الضارة في بعض الأطعمة والنباتات. وكذلك يمكن استخدام هذه الأجهزة في صناعة المستحضرات الطبية، من خلال التعرف الى الأدوية الواعدة قبل تجربتها على الحيوانات أو الإنسان، وهو ما يساعد على الإسراع من تطوير الأدوية الجديدة.وتستطيع مجموعات الرقائق المذكورة مراقبة جودة المياه من خلال وضعها في داخل بعض الأسماك التي تسبح في المحيطات، كما يمكن وضعها أعلى ناطحات السحاب لتقييم تلوث الهواء في منطقة معينة.
