تحقیق درباره مدولاسیون

مدولاسیون در مهندسی عبارت است از سوار کردن سیگنال اطلاعات (سیگنال باند پایه∗ یا پیام) بر روی سیگنال معمولاً فرکانس بالاتری (سیگنال حامل∗) به منظور افزایش برد سیگنال و بهره‌وری انتقال و استفاده بهتر از پهنای باند کانال. در مدولاسیون یکی از خواص سیگنال حامل (مثلاً دامنه، فرکانس، فاز یا ...) با توجه به تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شوند. به طور کلی فرایند گنجاندن سیگنال حاوی اطلاعات در سیگنالی دیگر را مدولاسیون می نامند.همچنین اخذ سیگنال حاوی اطلاعات دمدولاسیون نام دارد.

ضرورت مدولاسیون

    از پهنای باند استفاده‌ای بهینه شود و هر پیام در کانال خاصی قرار گیرد.

    مسافت انتقال پیام (که در فرکانس‌های پایین کم است.) افزوده شود.

اگر کانال مخابراتی شامل فضای آزاد باشد در این صورت برای انتشار و دریافت سیگنال آنتن‌هایی مورد نیاز است طول این آنتن‌ها متناسب با طول موج سیگنال فرستاده شده‌است. بسیاری از سیگنال‌های صوتی دارای مولفه فرکانسی ۱۰۰ هرتز یا پایین تر هستند. برای ارسال این سیگنال‌ها اگر سیگنال مستقیما انتشار یابد به آنتن‌هایی با طول حدود ۳۰۰km نیاز است. اما اگر از مدولاسیون برای سوار کردن سیگنال بر روی یک فرکانس حامل مثلاً ۱۰۰Mhz استفاده کنیم در این صورت طول آنتن‌ها حدود یک متر خواهد بود.

انواع مدولاسیون چیست

مدولاسیون انواع مختلفی دارد. همچنین مدولاسیون به انواع آنالوگ و دیجیتال هم تقسیم می‌شود. برای اشاره به مدولاسیون‌های دیجیتال بیشتر از اصطلاح کلیدزنی (Keying) استفاده می‌شود.

در مدولاسیون سیگنال فرکانس بالا (حامل) بر اساس سیگنال پیام تغییر داده می‌شود. سیگنال حامل خواص مختلفی دارد که می‌تواند بر اساس سیگنال پیام تغییر داده شوند و از این رو انواع مختلفی از مدولاسیون پدید می‌آید.

    مدولاسیون دامنه (AM): سطح یا دامنهٔ سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شود.

    مدولاسیون فرکانس (FM): فرکانس سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شود.

    مدولاسیون فاز (PM): فاز سیگنال حامل بر اساس تغییرات سیگنال پیام تغییر داده می‌شود.

    مدولاسیون تقسیم فرکانس عمود برهم(ofdm):پهنای باندبین چند زیرحامل که برهم عمودهستند تقسیم می شود.

روش های مدولاسیون علاوه بر آن که امکان گنجاندن اطلاعات را بر روی سیگنالی که انتشار موثرتری دارد را فراهم می کند، این امکان را نیز می دهد که چند سیگنال دارای طیف همپوشان از طریق یک کانال انتقال یابند، این مفهوم را مالتی پلکس گویند

فرستنده

فرستنده رادیویی (به انگلیسی: Radio Transmitter) یک دستگاه الکترونیکی است که معمولا با کمک آنتن و تابش الکترومغناطیسی سیگنالی (مانند سیگنال رادیویی، تلویزیونی) را مخابره می‌کند.

گیرنده فرستنده های آنالوگ RF

    [size=small]گیرنده فرستنده های آنالوگ عموما به دو دسته طبقه بندی می شوند. AM ، که در آن اطلاعات ارسالی در دامنه موج حامل مدوله شده و گیرنده فرستنده های FM که در آن اطلاعات ارسالی در فاز موج حامل قرار می گیرد.

    عموما گیرنده فرستنده ها دارای بخش های زیر هستند:

    •اسیلاتور، که فرکانس موج کاریر باند فرستنده رادیویی را تعیین می کند.

    •میکسر ، که اطلاعات ارسالی را در باند فرکانسی مورد نظر مدوله می کند.

    همانطور که گفته شد در طراحی هر گیرنده و فرستنده دو بخش اصلی وجود دارد. اسیلاتور و میکسر . اسیلاتور فرکانس موج حامل را تعیین می کند. در اینجا مداری را که می خواهیم طراحی کنیم باند وسیعی از فرکانس های رادیویی AM مانند باند ۱۰۴مگا هرتز رادیو پیام ، فرکانس ۹۸ مگا هرتز رادیو تهران و … و همچنین باند مورد استفاده برای فرستنده AM طراحی شده در این پروژه می باشد . بنابراین در طراحی اسیلاتور موج حامل از یک خازن متغیر در مدار تیونر اسیلاتو استفاده می کنیم.

    بنابراین اولین قدم در طراحی یک گیرنده فرستنده ، طراحی اسیلاتور است. اسیلاتور در واقع مداری است که پس از طی مدت زمان کوتاهی پس از اتصال تغذیه DC ، به نوسانات پایدار می رسد. اسیلاتور ها در ابتدا با استفاده از فیدبک مثبت ناپایدار شده و دامنه نوسانات رو به افزایش می نهد. اما در دامنه ای معین این افزایش دامنه متوقف شده و نوسان ساز در آن دامنه شروع به نوسان می کند. لذا به طور خلاصه خصوصیات یک اسیلاتور را می توان به شرح زیر توصیف نمود:

    ۱- یک اسیلاتور بایستی دارای فیدبک مثبت برای افزایش دامنه نوسانات باشد.

    ۲- یک اسیلاتور می بایست پس از رسیدن به دامنه نهایی از ناپایدار شدن نوسانات جلوگیری کند. و با آن دامنه به نوسانات خود ادامه دهد.این امر از طرق مختلفی قابل دستیابی است. برای مثال استفاده از خاصیت بهره ترانزیستور که در آن با افزایش دامنه سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور، بهره تقویتی ترانزستور کاهش می یابد و به جای تقویت ، تضعیف صورت می گیرد. بهره متغیر ترانزیستور با پارامتر (x)g نشان داده می شود. و با سیگنال اعمالی به بیس ترانزیستور رابطه معکوس دارد.

    اسیلاتورهای معمول در رادیوهای AM و FM ، عموما از مدار اسیلاتور کولپیتس، استفاده شده است.

    FSK یا frequency shift keying چیست

    همانطور که در مطالب قبلی نیز اشاره کردم ، امروزه FSK رایج ترین روش مدولاسیون است که در ساخت مودم های PLC برای کاربرد های خانگی یا اصطلاحا indoor استفاده می شود و تقریبا بیشتر مودم های PLC که تا کنون تولید شده اند از این طرح مدلاسیون استفاده می کنند . FSK مشکلاتی نیز دارد که سعی میکنیم از این پس به فواید و معایب این روش بپردازم ، اما پیش از هرچیز می بایست بدانیم که اساس FSK بر چیست . از این رو در مقالات آتی FSK را بیشتر شرح میدهم . با جستجوی لغت frequncy shift keying در موتورهای جستجو تعاریفی از این روش ارائه شده است که ترجمه خلاصه شده ای از آن ها را در ادامه می آورم .

    تعریفFSK :

    fsk روشی برای ارسال سیگنال های دیجیتال است . اگر دو حالت باینری موجود یعنی صفر و یک منطقی را توسط یک شکل موج آنالوگ تعریف کنید ، صفر منطقی در این روش توسط یک موج با فرکانس خاص و یک منطقی نیز توسط موجی دیگر با فرکانس متفاوت تعریف می شود . یک مودم FSK اطلاعات باینری موجود در کامپیوتر را به سیگنال FSK تبدیل می کند تا بتوان آن ها را روی خطوط تلفن ، کابل ها ، فیبر نوری و یا به صورت بی سیم ارسال کرد . این مودم همچنین میتواند سیگنال های FSK رسیده را نیز به حالت های صفر و یک دیجیتال تبدیل کند تا کامپیوتر بتواند آن ها را بفهمد .

    استفاده از روش FSK برای اولین بار در چاپگرهای ماشینی راه دور در اوسط قرن بیستم مرسوم شد . سرعت استاندارد این ماشین ها ۴۵ باوود ، معادل ۴۵ بیت بر ثانیه بود . وقتی که کامپیوتر های شخصی رایج شدند و شبکه ها رونق گرفتند ، این چنین سرعتی برای ارسال یک سند متنی بزرگ یا مثلا ارسال برنامه ها واقعا اذیت کننده بود . در دهه ۱۹۷۰ مهندسان در جستجوی دستیابی به پهنای باند بیشتر مودم هایی ساختند که با سرعت بیشتری کار میکرد ، تلاشی که تا امروز ادامه داشته است . امروزه یک مودم تلفنی استاندارد می تاند با سرعتی تا هزاران بیت بر ثانیه کار می کنند . حتی مودم های بی سیم و کابلی می توانند با سرعتی بیشتر از یک مگابیت بر ثانیه کار کنند و مودم های فیبر نوری با سرعتی در حد چندین مگابیت بر ثانیه عمل می کنند . جالب توجه است که بدانید اصول ابتدایی FSK بیش از نیم قرن است که تغییر نکرده است .

    البته در تعریف فوق هیچ اشاره ای به استفاده از روش مدولاسیون FSK برای ساخت مودم های PLC نشده است ولی جالب خواهد بود اگر بدانید مودم های PLC که از روش FSK استفاده می کنند سرعتی تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه ارائه خواهند کرد یک نکته ای که به طور غیر مستقیم در این تعریف آورده شده این بود که در روش FSK دو فرکانس حامل خواهیم داشت که سیستم به طور پیاپی بین این دو فرکانس کلید زنی می کند .

    تعریف روش های مدولاسیون دیجیتال FSK در سایت از سایت دپارتمان UCL :

    طبق متنی که در این سایت آمده است FSK یکی از روش های مدلاسیون دیجیتال است که در آن فرکانس موج سینوسی حامل بر اساس سیگنال پیام تغییر می کند . از دیگر روش های مدولاسیون دیجتال ASK و PSK را می توان نام برد که در ASK دامنه و در PSK فاز موج حامل تغییر می کند.

    در روش FSK از یک حامل ( یا دو حامل ) با فرکانس های متفاوت برای ۰ و ۱ استفاده می شود سیگنال مدوله شده منتج ممکن است همچون جمع دو سیگنال دامنه مدوله شده باشد که فرکانس حامل شان متفاوت بوده است .

    برای عدم تداخل سیگنال های ارسالی توسط فرستنده مان با سیگنال های رادیویی ارسالی توسط فرستنده های رادیو و تلوزیون باند فرکانسی را انتخاب می کنیم که سیگنالی در ان ارسال نشده باشد.

تحقیق درباره مذهب شیعه

شیعه در لغت بر دو معنا اطلاق می‌شود، یکی توافق و هماهنگی دو یا چند نفر بر مطلبی، و دیگری، پیروی کردن فردی یا گروهی، از فرد یا گروهی دیگر. در زبان عربی در اصل به معنای یک، دو یا گروهی از پیروان است. در قرآن این لفظ چندین بار به این معنا به کار رفته‌است. برای نمونه در آیه ۱۵ سوره قصص درباره یکی از پیروان موسی از عنوان شیعه موسی و در جای دیگر از ابراهیم به عنوان شیعه نوح یاد می‌کند. در تاریخ اسلام لفظ شیعه، به معنای اصلی و لغوی‌اش برای پیروان افراد مختلفی به کار می‌رفت. برای مثال، گاهی از شیعه علی بن ابی‌طالب و گاهی از شیعه معاویه بن ابی‌سفیان نام برده شده. اما این لفظ به تدریج معنای اصطلاحی پیدا کرد و تنها بر پیروان علی که به امامت او معتقدند اطلاق می‌شود. و با تعالیم جعفر بن محمد به صورت یک مذهب مستقل درآمد.

«شیعه» در اصطلاح به آن عده از مسلمانان گفته می‌شود که به خلافت و امامت بلافصل علی معتقدند، و بر این عقیده‌اند که امام و جانشین پیامبر اسلام از طریق نصّ شرعی تعیین می‌شود، و امامت علی و دیگر امامان شیعه نیز از طریق نص شرعی ثابت شده‌است.

باورهای سازمان‌یافته و کلامی شیعه امروز بر این است که تبیین و تفسیر امر دین پس از پیامبر و اداره امور مسلمانان بر عهده اشخاصی است، که از سوی خدا معین شده و دارای ویژگیهایی همچون عصمت و عدالت هستند، این افراد امام نامیده می‌شوند. نخستین امام شیعیان علی است. بر پایه باور شیعه، طبق احادیث متواتر محمد بارها پیش از درگذشتش و به ویژه در غدیر خم آشکارا به جانشینی او تصریح کرده بود.

اصول دین شیعیان پنجگانه‌است و علاوه بر سه اصل دین توحید، نبوت و معاد به دو اصل دیگر یعنی عدل و امامت نیز باور دارند. اصل عدل بین شیعیان و معتزله تا حدی مشترک است و اصل امامت ویژه این فرقه‌است. شیعیان همچنین مانند بسیاری دیگر از فرق اسلامی بر معاد جسمانی بسیار تاکید دارند وگرچه برخی شبهه‌ها و احتمالات درباره روحانی بودن معاد مطرح شده‌است،  اما همواره از طرف علمای شیعه و سنی از جمله شیخ طوسی، خواجه نصیرالدین طوسی و امام محمد غزالی جواب داده شده و بر جسمانی بودن معاد تاکید شده‌است، تا آنجا که ابن سینا با آنکه معاد را در دوصورت جسمانی و روحانی قابل تصور می‌داند، اما می‌گوید: ... معادی که در شرع نقل شده‌است، راهی برای اثبات آن جز از طریق شرع و تصدیق إخبار پیامبر نیست. وآن معادیست که برای بدن است... اگرچه قرنها پس از وی، صدرالمتالهین شیرازی به اثبات آن فائق آمد. و در واقع اینکه، این ضرورت در دین، اعتقاد به معاد جسمانی است نه معاد مادّی وطبیعی.

همچنین شیعیان قرآن را کتابی محفوظ می‌دانند و همه آنها مدعی پیروی از قرآن و سنت محمد هستند و بخاطر پیروی از سنت پیامبر اسلام و دستور خداوند- شیعه تعیین جانشین پیامبر را تنها ویژه خدا و پیامبر می‌داند.

باور به ظهور یا بازگشت منجی(نجات دهنده) و موعود در اکثر فرق اسلامی و همچنین دیگر ادیان روشن و غیرقابل کتمان است، آنچنانکه یهودیان چشم به راه پادشاه بنی‌اسرائیل‌اند و مسیحیان به بازگشت عیسی باور دارند، در باورهای زرتشتیان، بودیسم و برخی دیگر ادیان نیز می‌توان گونه‌های مشابه این باور را یافت، در فرق اسلامی، مخصوصا فرق شیعه، در قرون پس از اسلام، این باور بسیار رایج و مشهود بوده‌است. کیسانیه قائم را محمد حنفیه فرزند دیگر علی بن ابیطالب می‌دانند، اسماعیلیه نیز قائم را اسماعیل فرزند ارشد جعفر بن محمد صادق می‌دانند. اما باور شیعیان اثنی عشری، این است که منجی آخرالزمان از آل محمد است و او را قائم آل محمد یا مهدی می‌نامند و معتقدند او آخرین و امام دوازدهم شیعیان، حجت بن حسن عسکری است.

اعتقاد به رجعت به معنای زنده شدن بعضی از مردگان در این دنیا و در هنگام ظهور مهدی، از دیگر باورهای شیعه‌است، برخی از علمای شیعه، رجعت را از ضروریات شیعه نمی‌دانند،  اما هیچیک بدلیل ادله عقلی و نقلی و قرآنی آن را انکار نمی‌کنند. اگرچه برخی ادیان و حتی فرق اسلامی به گونه‌هایی از بازگشت به زندگی پس از مرگ در اشکال مختلفی چون بازگشت روح در بدنی دیگر یا به تناسخ یا بشکل حلول باور دارند، اما دیدگاه بخصوص شیعه در رجعت، یکی از بزرگ‌ترین تفاوت‌های شیعه با دیگران است، بدین معنی که شیعیان نه تنها به معاد جسمانی باوری عمیق دارند، بلکه معتقدند که در آخر زمان و پس از ظهور قائم آل محمد،

برخی از انبیاء مانند عیسی مسیح و اولیاء خدا مانند مالک اشتر و برخی از امامان شیعیان و همچنین برخی از اشقیاء و بدکاران دورانهای بشری رجعت نموده، به دنیا باز می‌گردند. بدین ترتیب در آخرالزمان، نیکوکاران بر دنیا حکمرانی نموده و بدکاران به مجازات خواهند رسید.

امامت

شیعه معتقد است قرآن و سنت پیامبر اسلام برای ایمان حقیقی لازم ولی ناکافی است. یک مسلمان برای شناخت وظیفه خود و سلوک به سوی خدا در هر زمان نیازمند پیشوایی است، که راه شناس و درستکار باشد و او را به سوی خدا راهنمایی کند؛ در غیر این صورت هر کس بر اساس تشخیص شخصی‌اش امر دین را تفسیر می‌کند و گمراه می‌گردد. این پیشوا حجتی است که توسط خدا انتخاب و توسط پیامبر و امامان پیشین به مسلمانان معرفی می‌گردد. بنابراین امامت مفهومی بسیار بنیادی است و امام ویژگیها و مسئولیت‌های متعددی از جمله تبیین و تفسیر دین و هدایت مردم دارد. خلافت پایین مرتبه‌ترین سطح وظایف امام است و تنها وقتی امام به خلافت دست می‌یابد که مسلمانان او را بخواهند و یاری نمایند. چنانکه امام علی در زمان خلافت می‌گوید:

«اگر نبود حضور حاضران و اقامه حجت به واسطه یاران و اگر نبود عهدی که خدا از آگاهان گرفته‌است تا بر ستمگری ظالم و ستم بر مظلوم آرام نگیرند، افسار شتر خلافت را وا می‌نهادم.(خلافت را نمی‌پذیرفتم.)»

البته یکی ازمنابع فقهی شیعه اجماع است درصورتی که کاشف از رای معصوم باشد وروایات ائمه وپیامبر سنت نامیده می‌شوند.

عصمت

واژه «عصمت» در لغت عربی به معنای نگاه داشتن، حفاظت و ممانعت است. اما این کلمه در اصطلاح علم کلام، به معنای مصونیت از گناه یا لغزش برای برخی از انسان‌ها مانند پیامبران و امامان آمده‌است.

دانشمندان علم کلام اسلامی مانند خواجه نصیر الدین طوسی در کتاب تجرید الاعتقاد و علامه حلی در شرح تجرید، به این نکته اشاره کرده‌اند که بحث عصمت در سه سطح مطرح می‌گردد:

سطح اول: عصمت به معنای باز دارندگی از اشتباه در ابلاغ رسالت. در این زمینه دانشمندان علم کلام اعم از اهل تشیع و اهل تسنن، عصمت به معنای یادشده را در مورد پیامبر اسلام تایید می‌کنند. زیرا آیه سوم از سوره نجم با صراحت این امر را بیان کرده‌است که هرگز پیامبر از روی هوا و هوس سخن نمی‌گوید و سخن او چیزی جز وحی الهی نیست.

سطح دوم: عصمت به معنای باز دارندگی از گناه و معصیت. در این زمینه عموم علمای علم کلام شیعه، معتقد به عصمت پیامبران و امامان و فاطمه زهرا هستند.

سطح سوم: عصمت به معنای باز دارندگی از هرگونه لغزش و اشتباه. در این زمینه میان دانشمندان علم کلام شیعه اتفاق نظر نیست، اما از نظر اکثریت آنان، پیامبر اسلام، دخترش فاطمه زهرا و ائمه شیعیان در مرتبه‌ای قرار دارند که از هر گونه خطا و اشتباه مبرا می‌باشند. از این رو به آنان معصوم گفته می‌شود. در مقابل اکثریت یادشده، برخی از دانشمندان شیعه مانند شیخ صدوق در مبحث "سهو النبی"، صدور لغزش های کوچک در قضایای شخصی و غیر مبحث ابلاغ و حی و رسالت را محال نمی شمارند.

همه شیعیان معتقد به انتخاب خلیفه توسط خدا و ابلاغ آن توسط پیامبر هستند و بنابراین بر اساس حدیث غدیر (و آیاتی چون آیه ولایت و آیه تطهیر و احادیث متواتر دیگر، همچون حدیث منزلت و حدیث ثقلین.) علی را خلیفه بر حق می‌دانند، اما اهل سنت آنچه را در عمل واقع شده و سیره اصحاب پیامبر است، مشروع می‌دانند. بنابراین خلفای انتخابی بعد پیامبر را به ترتیب ابوبکر، عمر، عثمان و علی نامیده، به ایشان خلفای راشدین می‌گویند.

شیعیان بر این باورند که محمد در زمان حیاتش، جانشین پس از خود را تعیین کرد و پسر عمو و دامادش علی بن ابیطالب را به عنوان وصی و خلیفه پس از خود اعلام نمود. شیعیان بر این باورند که اساس و خاستگاه شیعه، دفاع از اسلام و ولایت و عدل است.

همچنین شیعیان در اثبات حقانیت خود به روایاتی از پیامبر اسلام در منابع اهل سنت استناد می‌کنند، که در آنها به «شیعه علی» اشاره شده‌است. از جمله سیوطی سنی مذهب روایت می‌کند زمانی پیامبر رو به امام علی کرد و گفت: «سوگند به آن که جانم به دست اوست این شخص - علی - و کسانی که شیعه و پیرو اویند در قیامت رستگارند.» علامه امینی از علمای شیعه‌است که از محبوبیت خاصی در میان شیعیان برخوردار است. وی تمامی روایات درباره واقعه غدیر را از کتب اهل سنت جمع‌آوری نموده و در چهل مجلد الغدیر منتشر نمود.

در مقابل، امروزه برخی، شیعه را مذهبی ساختگی دانسته و آن را به فردی بنام عبدالله بن سبا نسبت می‌دهند. اگرچه برخی از تواریخ و «کتب ملل و نحل»، وی را از غُلات (غالیان) شیعه و موسس فرقه سبائیه می‌دانند که قائل به الوهیت علی بوده‌است و بهمین دلیل مورد لعن و تکفیر علی بن ابیطالب واقع شده‌است و حتی برخی اخباری نقل می‌کنند که وی و پیروانش، بدستور علی در آتش سوزانده شده‌اند. مرتضی عسکری در کتاب خود و همچنین برخی از خاورشناسان و حتی علمای سنی در قرون اخیر، عبدالله بن سبا فردی خیالی و ساخته و پرداخته مخالفان شیعه می‌دانند.

برخی از اهل سنت نیز بین فقه جعفری -آموزه‌های فقهی امام صادق- با مذهب تشیع تفاوت قائلند. نظیر شیخ شلتوت، مفتی اعظم الازهر که مذهب جعفری را نظیر مذاهب چهارگانه اهل سنت معتبر می‌دانست.

بيوتكنولوژي، بيونانو تكنولوژي، نانو بيو تكنولوژي

بيوتكنولوژي در اوايل قرن بيستم وارد عرصه جهاني شد. ليكن مهندسي بيوفرايند بعد از جنگ جهاني دوم و با توليد صنعتي پني سيلين به روش تخمير وارد معادلات علمي، تجاري و اقتصادي جهان شد. بيوتكنولوژي يك مفهوم كلي و يك موضوع بين رشته اي است كه دامنه وسيعي از علم (مهندسي، پزشكي، كشاورزي، صنايع غذايي . . .) را شامل مي شود. شايد يكي از تعاريف ساده و نزديك به ذهن در بيوتكنولوژي، انواع دسته بنديهاي محصولات حاصل از تخمير باشد كه عمده ترين آن شامل مولكول هاي كوچك (Small Molecules) ، ماكرومولكولها (مانند آنزيمها و پروتئين ها) ، مواد ساده سلولي(مانند مخمرنان) و محصولات كمپلكس(مانند غذاهاي تخميري و محصولات كشاورزي) است.

ماكرومولكولها كه از مهمترين محصولات حاصل از تخمير به شمار مي آيند، بخش بسيار وسيعي از فرايندهاي بالادستي و پايين دستي بيوتكنولوژي را به خود اختصاص داده و بيوتكنولوژي نيز بيشترين پيشرفت و توسعه را به اين دست از محصولات اختصاص داده است. به لحاظ اهميت و گستره اين محصولات، لقب نسل اول مواد و يا محصولات بيوتكنولوژيكي (First Generation) را مي توان به آنها اطلاق كرد.

اما در سالهاي اخير علاقه مندي بشر به نسل ديگري از محصولات بيوتكنولوژيكي افزون شده، تا جايي كه تكنيكهاي بالا دستي و پايين دستي را كاملاً تحت شعاع خود قرار داده است. امروزه نياز فراواني براي توليد، بازيافت و خالص سازي نانو بيومواد (محصولات) نظير پلاسميد DNA و ويروس ها براي ژن درماني، اسمبلي ماكرومولكولها (مانند پروتئين نانو ساختارها)، بعنوان حامل دارو و ذرات ويروس مانند (Virus-like particle) براي استفاده در واكسن ها (Vaccine Components) وجود دارد و محققين، خود را مواجه با مشكلات و معضلات جديدي در اين خصوص مي بينند. نانو بيو مواد بواسطه اندازه ويژه شان (با قطر10-300 نانومتر)، شيمي سطح پيچيده و ارگانيزمهاي دروني شان، تكنيكهاي بالا دستي و پايين دستي گسترش يافته براي نسل اول مواد بيولوژيكي را به چالش طلبيده و روش هاي جديدي را براي توليد و بازيافت طلب مي كنند. به همين منظور با يك دسته بندي منطقي مي توان اين دست از محصولات بيو تكنولوژيكي را نسل دوم (Second Generation) محصولات ناميده و راه كارهاي جديد را در مواجهه با آنها جستجو كرد.

تعريف:

نانوتكنولوژي مجموعه اي است از فناوري هايي كه بصورت انفرادي يا با هم براي به كارگيري و يا درك بهتر علوم مورد استفاده قرار مي گيرند. بعضي از اين فناوري ها هم اكنون در دسترس و بعضي نيز در حال توسعه و پيشرفت اند كه ممكن است در طي سالها و يا دهه هاي بعد مورد استفاده واقع شوند. بيوتكنولوژي جزو فناوري هاي در حال توسعه است كه با به كارگيري مفهوم نانو به پيشرفتهاي بيشتري دست خواهد يافت.يك تعريف كلاسيك از تعامل بيوتكنولوژي و نانو تكنولوژي بصورت زير بيان مي شود:

»بيوتكنولوژي به نانو تكنولوژي مدل ارايه مي دهد، در حالي كه نانوتكنولوژي با در اختيار گذاشتن ابزار براي بيوتكنولوژي آنرا براي رسيدن به اهدافش ياري مي رساند.«

پر واضح است كه تعامل بيوتكنولوژي و نانوتكنولوژي و يا به تعبيري نانوبيوتكنولوژي بسيار فراتر از اين است. شايد بتوان گفت نانو بيوتكنولوژي مترادف با استفاده از قابليت هاي نانو در كاربردهاي زيستي است. اين شاخه از فناوري به ما اجازه مي دهد تا اجزا و تركيبات را داخل سلولها بصورت عام قرار داده و يا با استفاده از روش هاي جديد خود آرايي و مكان آرايي در موج اول نانو بيوتكنولوژي، نانو بيو مواد را ساخته و با تكنيكهاي پيشرفته به خالص سازي و باز يافت آنها بپردازيم. بي گمان زمينه ها و فازهاي بعدي اين فناوري جديد به توليد وسايل نانو بيو (موج دوم) و در نهايت به ارايه ماشين هاي هوشمند و روبات ها منجر خواهد شد (موج سوم)كه كاربردهاي فراواني در حوزه هاي مهم بيوتكنولوژي مانند پزشكي، كشاورزي و صنايع غذايي خواهند داشت.

سؤالي كه به ذهن متواتر شده و محققان و متخصصان علوم بيوتكنولوژي و نانو بيوتكنولوژي را متوجه آن كرده، اين است كه مرز بيوتكنولوژي و نانو بيوتكنولوژي در كجاست؟

اگر چه اين دو فناوري هم پوشانيهاي زيادي دارند و به تعبيري داراي مرزهاي نامشخص (Fuzzy) هستند، اما شايد دسته بندي محصولات بيوتكنولوژيكي به نسل اول و نسل دوم كمك قابل توجهي به اين موضوع كند. حوزه اي از فناوري كه با توليد، باز يافت و بكارگيري نسل دوم مواد و محصولات بيوتكنولوژيكي سروكار دارد، همان نانوبيوموادي كه توليد و بازيافت و خالص سازيشان خصوصاً در ابعاد صنعتي به شدت تكنيك هاي موجود را به مخاطره انداخته و روشهاي نوين را مي طلبد، مي تواند محدوده كاري نانوبيوتكنولوژي و يا بيونانو تكنولوژي باشد.

با تقسيم بندي اولويت هاي تحقيقاتي نانو بيوتكنولوژي به سه موج نانو بيومواد، نانو وسايل و نانو ماشين ها، لزوم تمايز بيوتكنولوژي و نانو تكنولوژي بطور وضوح در محدوده كاري موج اول نانو بيوتكنولوژي خود را نمايان مي سازد. چون بي ترديد موج هاي دوم و سوم اين فناوري هم پوشاني بسيار ناچيزي با بيوتكنولوژي به معناي عام خواهند داشت.

اما موضوع بعدي كه ضرورت شفاف سازي و بيان واژه ها در آن مهم است، تشابه و تمايز نانوبيوتكنولوژي و بيونانو تكنولوژي است. به بيان ديگر اصولاً فرقي بين اين دو واژه وجود دارد و اگر چنين است اين تمايزات چيست؟

براي ساخت تمام نانو موادها(ذرات) همواره دو روش در نانوتكنولوژي مد نظر است. ابتدا روشهاي بالا به پايين (Top down) و سپس روش هاي پايين به بالا (Bottom up) . نانو بيو ذرات نيز از اين قاعده مستثنا نبوده و از طريق يكي از اين دو روش توليد مي شوند. اگر يك نانو بيو محصول از روش هاي بالا به پايين توليد شود، به بيان ديگر با تكيه براصول و مباني اصلي بيوتكنولوژي، و در ادامه با روشهاي اصلاح شده خالص سازي و بازيافت – كه با كمك تكنيكهاي جديد توسعه يافته و براي محصولات نسل دوم (نانو بيوموادها) بكار گرفته مي شود به محصول نهايي (End Product) تبديل شود، به اين مجموعه از فناوريها بيونانو تكنولوژي اطلاق مي شود. به عنوان مثال بيو راكتوري را در نظر بگيريد كه يك سلول حيواني خاص در آن كشت داده شده و در شرايط ويژه رشد كند. محصول مورد نظر يك ويروس درون سلولي است كه براي استفاده در ژن درماني با درجه خلوصي ويژه مورد نياز است. بدين ترتيب نانو بيو محصول مورد نظر در درون سلول توليد شده و سپس بازيافت مي شود (از بالا به پايين). از طرف ديگر اگر با بهره گيري مستقيم از فناوري نانو يك نانو بيو محصول از پايين به بالا ساخته شود، مي توان اين حوزه از فناوري نانو را نانو بيوتكنولوژي دانست. مثال واضح آن توليد تمام نانو بيو ذرات از طريق خود آرايي و مكان آرايي است كه با در كنار هم قرار گرفتن اجزاي تشكيل دهنده، محصول مطلوب توليد مي شود. اسمبلي ماكرومولكولها و بطور خاص پروتئين نانو ساختارها از مثال هاي جالب توليد از پايين به بالاي نانو بيو مواد است كه مي توانند بعنوان حاملهاي دارو استفاده شوند. بكارگيري اين روش در ابعاد آزمايشگاهي خوشبختانه در داخل كشور آغاز شده و در حال گسترش و تكامل است.

بطور كل بنظر مي رسد كه پژوهشگران دنيا در ساخت مواد از بالا به پايين تا حدود زيادي موفق بوده و از ساخت توده اي مواد و بازيافتشان (بيونانو تكنولوژي) و رسيدن به بيوذرات در اندازه نانو بهره گرفته اند. ضروري است در ايران نيز با برنامه ريزي مدون، اين مهم را گسترش داد و تقويت كرد. (البته پژوهشگران ايراني در اندازه هاي آزمايشگاهي موفق بوده اند و بايد در فاز بعدي به سمت توليد انبوه و صنعتي بروند). ساخت از پايين به بالاي بيوذرات در دستور كار مراكز تحقيقاتي جهان قرار دارد و پيش بيني ها حاكي از آن است كه دنيا بتواند به توليدات قابل توجهي در اين خصوص تا سال2015 ميلادي دست يابد.

همانند مبحث قبلي (مرزهاي بيوتكنولوژي و نانو بيوتكنولوژي) با عبور از موج اول تحقيقات و توليدات، اهميت شفاف سازي واژه ها بين بيونانوتكنولوژي و نانو بيوتكنولوژي نيز كم رنگ شده و نانو بيوتكنولوژي تا حد زيادي موج هاي دوم و سوم تحقيقات و فعاليتها را در انحصار خود قرار مي دهد.

محققان همواره براي رسيدن به اهداف ريز و درشت علمي تحقيقاتي خود به دسته بندي ها و اولويت بنديها نياز دارند. با توفيقات نسبتاًَ خوبي كه در زمينه هاي تحقيقاتي بيونانو تكنولوژي در فرآيندهاي بالا دستي بوجود آمده است، لزوم توجه بيشتر به فرآيندهاي پايين دستي بيونانو تكنولوژي بيش از پيش نمايان مي شود. البته نياز پژوهشگران به بهينه سازي توليد نانو بيو مواد در ابعاد صنعتي همچنان از دغدغه هاي جدي در سالهاي آينده است.

در كنار بيو نانو تكنولوژي كه به تعبيري مقدم بر نانو بيو تكنولوژي است، بايد با جديت به نانو بيوتكنولوژي و سه موج مهم آن پرداخت و براساس اولويت هاي مطرح شده براي رسيدن به اهداف كوتاه مدت، ميان مدت و بلند مدت برنامه ريزي كرد تا بتوان همگام با ديگران در جهان، شعار تعلق قرن بيست و يكم به نانو تكنولوژي را به منصه ظهور رساند.

تحقیق درباره یادگیری و انواع ان

نقش یادگیری در همه صحنه‌های زندگی نمایان است. یادگیری تنها آموختن مهارتی خاص با مطالب درسی نیست؛ بلکه در رشد هیجانی ، رشد شخصیتی ، تعامل اجتماعی انسان دخالت دارد. انسان یاد می‌گیرد که از چه چیزی بترسد، چه چیزی را دوست بدارد و کجا چگونه رفتار کند. در واقع نوزاد از همان لحظه تولد درگیر فرآیند یادگیری می‌شود و این توانایی است که باعث پیشرفت و تفاوت روزانه او تفاوت انسانهای یک نسل از انسانهای نسل قبل از خودشان می‌شود.

ویژگی‌های یادگیری چیست

تغییر در رفتار

یادگیری همره با "تغییر" است، به گونه‌ای که بعد از کسب یادگیری موجود زنده (از جمله انسان) رفتارش (بیرونی یا درونی) به یک روش یا حالت جدید تغییر می‌یابد. این تغییر هم در رفتارهای ساده و هم در رفتارهای پیچیده دیده می‌شود.

پایداری نسبی

درست است که یادگیری همراه با تغییر است ولی هر تغییری یادگیری محسوب نمی‌شود، بلکه تغییرات ناشی از یادگیری پایداری (Permanency) دارند؛ و تغییراتی که پایداری نداشته باشند را نمی‌توان به یادگیری نسبت داد (نظیر تغییرات ناشی از مصرف دارو یا مواد ، هیجانها ، خستگی و... که پس از رفع اثر دارو ، موضوع هیجان یا رفع خستگی و...تغییرات نیز ناپدید می‌شوند). فردی که مسئله یا چیزی را یاد گرفته است تغییرات حاصل از آن را همواره با خود دارد و در مواقع لازم به اجرا در می‌آورد.

توانایی‌های بالقوه

یادگیری در فرد نوعی توانایی ایجاد می‌کند، بدین معنی که " تغییرات پایدار در رفتار" نتیجه تغییر در "توانایی‌ها" است، نه تغییر در رفتار ظاهری. اگر طرف دیگر این توانایی‌ها همیشه مورد استفاده قرار نمی‌گیرند بلکه بعضی مواقع بصورت بالقوه هستند و هر وقت موقعیت و فرصت استفاده فراهم شود؛ از حالت بالقوه خارج و به حالت بالفعل (عمل) در می‌آیند. مثلا فردی که دوچرخه سواری را یادگرفته است، اگر موقعیت دوچرخه سواری برای او فراهم نباشد این توانایی بصورت بالقوه در فرد باقی می‌ماند و هر وقت موقعیت و فرصت دوچرخه سواری فراهم شود (مثلا یک دوچرخه در اختیار او قرار گیرد) این توانایی از بالقوه به بالفعل (حالت عمل) در می‌آید. این بدان معنی است که یادگیری هیچ وقت از بین نمی‌رود.

تجربه

هر نوع تغییر در توانایی‌های بالقوه زمانی یادگیری محسوب خواهد شد که بر اثر "تجربه" (Experience) باشند، یعنی"محرک‌ها" (عوامل) بیرونی و درونی بر فرد (یاد گیرنده) تاثیر بگذارد (نظیر خواندن کتاب ، گوش دادن به یک سخنرانی ، زمین خوردن کودک و فکر کردن در باره یک مطلب و ...) بدین ترتیب تغییرات پایداری که در توانایی افراد بوسیله عواملی به غیر از تجربه بدست می‌آید یادگیری محسوب نمی‌شود. تغییرات پایدار غیر تجربه‌ای بیشتر عوامل رشدی را دربر می‌گیرند (نظیر عضلانی شدن ، دندان درآوردن ، تغییرات بلوغ ، پیر شدن و ...).

ارتباط یادگیری و وراثت

بحث در مورد نقش یادگیری و وراثت (Inheritance) به سه نظریه متفاوت که هر یک طرفداران خود را دارند؛ منتهی می‌شود. گروه اول از این دیدگاه دفاع می‌کنند که "این وراثت است که رفتار و اعمال ما را شکل می‌دهد و یادگیری نقشی زیادی ندارد. گروه دوم به نقش مطلق یادگیری تاکید و وراثت را رد می‌کنند. اما در دهه‌های اخیر نظریه سومی نیز مطرح گردید که در آن بر نقش "تعاملی وراثت و یادگیری" تاکید شده است. هم از لحاظ نظری و هم از دیدگاه تحقیقی نظریه سوم بهترین دیدگاه و راهکار را دارد. از دیدگاه این گروه هیچ کدام مطلق نیستند، بلکه آنها کامل کننده یکدیگر هستند.

"انسان موجودی یادگیرنده است اما انسان چیزی را یاد نمی‌گیرد، مگر آنکه قبلا در ساخت ژنتیکی‌اش ، توانایی‌ها و برنامه ریزی‌هایی وجود ندارند که مستقل از توارث باشد و هیچ رفتاری وجود ندارد که تحت تاثیر یادگیری قرار نگیرد مثلا کودکان بعد از سن معینی شروع به "خزیدند ، ایستادن و راه رفتن" می‌کنند (نقش وراثت) با این حال در ابتدا نواقص و مشکلات زیادی دارند که با گذشت زمان و در اثر تجاربی که بدست می‌آورند، آنها را اصلاح می‌کنند (نقش یادگیری)

نظریه‌های یادگیری

تداعی گرایی (Associationism)

تداعی سنت گرایی از ارسطو فیلسوف یونانی باقی مانده است که در اواخر قرن نوزده و در اوایل قرن بیستم بصورت علمی و با عنوان‌های "شرطی سازی ، نظریه‌های محرک - پاسخ و رفتار گرایی" در آزمایش‌های پاولف (Pavlov )، ترندایک ( Thorndike) و اسکینر (Skinner) و ..." مورد مطالعه واقع شده است. این نظریات بر پیوند بین محرک‌ها و پاسخ‌ها تاکید و یادگیری را حاصل آن می‌دانند. این نظریات "شناخت ، تفکر " و هر فرآیندی را که قابل مشاهده مستقیم نباشد را مردود می‌دانند.

یادگیری اجتماعی (Social Learning)

نظریه یادگیری اجتماعی شکل دیگری از نظریه‌های تداعی گرا است که در کارهای البرت بندورا (Albert Bandura) و جولیان راتر (Julien Rotter) دیده می‌شود. این نظریه‌ها هم بر رابطه "محرک- پاسخ" تاکید دارند ولی در کنار آن بوجود "متغیرها و عوامل شناخت درونی" واسطه بین "محرک- پاسخ" اعتقاد دارند. این کار آنها بازتاب و تقویت کننده رویکردهای شناختی در روانشناسی است.

شناخت گرایی (Cognitiveism)

تاکید "رویکرد شناختی" معمولا ، بر ادراک (Perception) ، تصمیم گیری (Decision making )، پردازش اطلاعات و... است این نظریه‌ها در مخالفت با "تداعی گرایی افراطی" بوجود آمدند. در واقع این نظریه‌ها به جنبه‌هایی از فرآیند یادگیری توجه کردند که در نظریه‌های تداعی گرا کنار گذاشته و حتی مردود اعلام شده بود. از نظریه پردازان این حوزه می‌توان با نظریه‌های (Gestalt)، پردازش اطلاعات و ... اشاره کرد.

حافظه و یادگیری

به نظر می‌رسد انسان هر چه دارد (منظور پیشرفت‌ها) از برکت وجود حافظه (Memory) دارد. در واقع اگر حافظه نبود، شواهدی هم برای وجود یادگیری در دسترس نبود. گفته شده اگر حافظه نبود انسان مجبور بود هر لحظه و هر روز روشن کردن آتش را یاد بگیرد. بدین ترتیب حاقظه و یادگیری بطور جدایی‌ناپذیری باهم ارتباط دارند. حافظه ، یادگیری را با ذخیره کردن تجربیات و یکپارچه کردن آنها تسهیل می‌کند.

برای ثبت ، نگهداری و بازخوانی موضوعات یادگرفته شده مراحل سه گانه "رمز گردانی (Coding)، اندوزش (Storage) و بازیابی (Retrieval) لازم است. و این سه مرحله خود در قالب انواع سه گانه حافظه یعنی حافظه فوری (Immediate Memory)، حافظه کوتاه مدت Short- Term Memory)) و حافظه بلند مدت (Long- Term Memory) مورد بررسی قرار می‌گیرد.

فیزیولوژی یادگیری و حافظه

تمام اتفاقات مربوط به یادگیری (چه از نوع تداعی و چه از نوع شناختی) و تمام مراحل و فرایندهای مربوط به حافظه در مغز انجام می‌گیرد. تحقیقات زیادی درمورد محل و موقعیت نورونهایی که با یادگیری و حافظه در ارتباط هستند، شده است تا به سوالاتی از قبیل "مکانیزم عصبی یادگیری و یادآوری چگونه است؟ ، چگونه خاطره‌ها نگهداری می‌شوند؟ و... پاسخ داده شود.

این تحقیقات به نظریه‌های زیاد و متفاوتی مانند نظریه تثبیت (Consolidation Theory) ، نظریه سنتز پروتئین (Portion Synthesis Theory) ، نظریه میانجی‌های عصبی (Neurotransmitter Theory) و... منجر شده است. اما باز هم اطلاعات و آگاهی انسان از فرایند دقیق این اعمال ناقص است و پژوهش‌هادر این زمینه ادامه دارد.

تاریخچه حمل و نقل کانتینری

بر اساس مطالعاتي كه در سال 1954 توسط گروه تحقيقاتي Matson با هدف توسعه حمل و نقل و سيستم توزيع كالا صورت گرفت مشخص گرديد كه تقريبا 50 درصد از هزینه هاي حمل و نقل کالا (از ابتدا تا انتها) مستقيما مربوط به تخلیه و بارگیری از كشتي بوده است.

اولین بار در سال 1956 یک کامیون دار به نام Mclean تصمیم گرفت با ابتکار جالبی زمان و هزینه تخلیه و بارگیری را کاهش دهد.

وی با جمع کردن تعدادی تریلر کامیون با بار عدل پنبه و قراردادن آنها روی کشتی اقدام به بارگیری کالا از مبدا در این تریلرها نمود.

با این ابتکار هزینه و زمان تخلیه کالا در مقصد کاهش چشمگیری پیدا کرد. بدين ترتيب اولین کشتی تغيير يافته کانتینری با نام Ideal X با 58 باکس كه در واقع اولين نوع از کانتینر به شمار مي رود در سال 1956 وارد بندر هوستون شد.

آقاي مك لين در واقع يك شبه باعث ايجاد انقلابي در صنعت حمل و نقل و تغيير چشمگيري در اقتصاد حمل و نقل كالاهاي جنرال گارگو گرديد.

بر اساس محاسبات آقاي مك لين در همان زمان هزینه تخلیه و بارگیری كشتي Ideal X 6 دلار در هر تن بود كه با اجراي ابتكار استفاده از كانتينر، این میزان به 16/0 دلار در هر تن (براي يك كشتي جنرال كارگو متوسط) کاهش یافت.

ایشان بعد از مدتی شرکت کشتیرانـی Sea Land را ایجاد نمود و در اواخر 1990 این شرکت را به شرکـت کشتیرانی Maersk فروخت و نام کمپانی به Maersk Sealand تغییریافت. آقای مک لین پدر سیستم کانتینری در سن 87 سالگی درمی سال 2001 در گذشت.

بدین ترتیب اولین کشتی کانتینری با 58 باکس کانتینر در سال 1956 وارد بندر هوستون آمریکا و نیز اولین کشتی کانتینری در سال 1966 وارد اروپا شد.