100 великих достижений в мире техники - Станислав Зигуненко

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 порядке сами собой, встраиваясь, например, в организм какого-нибудь растения, сообщает журнал «Нью сайянтист».

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 «паспорта» электроника, как правило, не считывает. Нужно что-то еще более прогрессивное.

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.

Подкожные маркеры обеспечивают эффективный учет поголовья при продаже скота, а в случае эпидемий или кражи – быстрое выявление заболевших или пропавших животных. Кроме того, практически исключаются также любые фальсификации при поставке на продажу племенных производителей. Покупатель всегда может быстро установить «кто есть кто».

Учиться никогда не поздно. Впрочем, если вы думаете, что новая система идентификация была безоговорочно воспринята сразу всеми фермерами на Западе, то глубоко ошибаетесь. Многие восприняли идею поголовного кодирования скота посредством вживленных ампул если не в штыки, то, во всяком случае, без всякого энтузиазма: и времени, мол, нет, и лишних денег, и переучиваться поздно!

Но случилось так, что благополучному развитию прогрессивного начинания поспособствовало неожиданное несчастье… Эпидемия губчатого энцефалита, разразившаяся несколько лет назад на берегах Туманного Альбиона, да и по другую сторону Ла-Манша тоже, потребовала большого количества рутинной работы по выявлению и выбраковке бешеных коров. И скотоводы-консерваторы вскоре убедились, что сообразительные фермеры, не поскупившиеся на имплантаты для своих буренок, справились со всеми хлопотами не в пример быстрее и легче…

Впереди планеты всей по внедрению новейших систем идентификации дружно шагают фермерские хозяйства Германии и Нидерландов! Так, с 1998 года практически на всех молочных фермах Нидерландов крупный рогатый скот регистрируется с помощью микроэлектроники.

А вот американцы опередили европейцев по части снабжения чипами домашних кошек и собак. Уже в середине 90-х годов в нескольких городах США начали работать первые платные службы по идентификации и возвращению владельцам потерявшихся или украденных собак и котов.

Обнаружив пропажу любимца, абонент фирмы сообщает об этом событии ее диспетчеру, а тот в свою очередь по компьютерной сети пересылает в полицейские участки словесное описание и фотоснимок животного. Патрульные на улицах начинают поглядывать по сторонам, и рано или поздно кто-нибудь приводит в участок «подозреваемого». Животное сканируют, и, если у него есть чип-имплантат, компьютер тут же выдает кличку собаки, адрес и телефонный номер владельца.