آلة جديدة تحول الصراصير إلى كائنات آلية في 68 ثانية فقط!
تاريخ النشر: 16th, December 2024 GMT
طور باحثون من جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة، آلة خاصة، لتحويل الصراصير تلقائياً إلى صراصير آلية (سايبورغ)، حيث يمكن لهذه الآلة الجديدة تركيب إلكترونيات التحفيز والاتصال المحمولة على الصرصور الواحد في أكثر من دقيقة بقليل.
ووفق "إنترستينغ إنجينيرينغ"، يمكن التحكم في الصراصير "الآلية" عن بُعد، مما يفتح إمكانيات لمهام متخصصة مثل البحث والإنقاذ، وبحسب الباحثين، فإن هذه العملية لا تضر بالصراصير، ويمكن توسيع نطاقها الصراصير إلى صرصور جماعي يؤدي المهمة المقررة.
وتعد "حقيبة الظهر" الإلكترونية التي توضع على كل صرصور طريقة تمكن المستخدمين من التأثير على سلوكهم ولا سيما الاتجاه، من خلال التحفيز الإلكتروني لهوائيات الحشرات، وتختلف طريقة عمل مجموعة حقيبة الظهر هذه، ولكن تحفيز الهوائي الأيسر أو الأيمن، على سبيل المثال، يمكن أن يجبر الصرصور على التوجه في اتجاه معين.
وهذا ليس بالأمر الجديد، ولكن التقنيات التقليدية تتطلب مهارات متخصصة وتستغرق عادة حوالي 30 دقيقة لكل صرصور، ناهيك عن يد ثابتة.
غير أن ما يسمى "مصنع الصراصير الآلية" الذي أنشأه الفريق، يمكنه إكمال العملية في 68 ثانية، وعلاوة على ذلك، يشير الفريق إلى أنه يمكنهم إنتاج مئات، وربما حتى آلاف، من الصراصير الآلية عند الطلب.
الصراصير مخلوقات صغيرة نسبياً، مما يمكنها من التنقل في المساحات الضيقة والأنقاض والحطام التي يصعب على البشر والروبوتات الأخرى الوصول إليها.
والصراصير الآلية هي حشرات دقيقة للغاية، ويمكن أن تكون مفيدة في حالات مثل المباني المنهارة، أو أسراب الصراصير، أو البحث والإنقاذ عن بعد.
وعلى عكس الروبوتات، تتطلب الحشرات أيضاً الحد الأدنى من الطاقة ويمكن تربيتها بدلاً من بنائها، مما يجعلها فعالة للغاية من حيث التكلفة لإنشائها بكميات كبيرة.
كما تتمتع الصراصير بمهارة لا تصدق في عبور التضاريس المختلفة ويمكنها حتى تسلق الجدران، وهي مآثر غالباً ما تكافح الروبوتات الصغيرة في القيام بها، كما أنها تأتي مجهزة كمعيار قياسي، بحاسة الشم واللمس المعززة الخاصة بها، مما يعني أنه يمكنها بسهولة اكتشاف المواد الكيميائية والغازات وحتى البشر.
ولهذه الغاية، يمكن أن تشمل التطبيقات المحتملة الأخرى للصراصير الآلية المنتجة بكميات كبيرة مراقبة جودة الهواء، أو مراقبة التلوث البيئي، أو اكتشاف المخاطر الأخرى، كما يمكن أن تجد مكاناً لها في الجيش لأداء أعمال سرية مثل المراقبة وجمع المعلومات الاستخباراتية.
وتبدأ عملية إنشاء الصراصير الآلية بتعريض الصراصير لثاني أكسيد الكربون، وهذا يجعلها خاملة، مما يجعل بقية الإجراء أسهل بكثير، وهذا هو الحال بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالتلاعب بها وتوجيهها لاستقبال أجزائها الإلكترونية الجديدة، ثم يتم الإمساك بالروبوت وتثبيته في مكانه باستخدام سلسلة من قضبان معدنية، ثم تحدد الرؤية الحاسوبية نقاط الاتصال المطلوبة للمجسات الصغيرة والإلكترونيات الأخرى.
المصدر: موقع 24
كلمات دلالية: سقوط الأسد حصاد 2024 الحرب في سوريا عودة ترامب عام على حرب غزة إيران وإسرائيل إسرائيل وحزب الله غزة وإسرائيل الإمارات الحرب الأوكرانية تكنولوجيا یمکن أن
إقرأ أيضاً:
مهندسون يكشفون عن أجهزة قابلة للبلع للاستشعار الطبي الحيوي
تُستخدم الأجهزة القابلة للابتلاع عادة لدراسة وعلاج الأنسجة في المناطق التي يصعب الوصول إليها من الجسم.
وعادة ما يتم ابتلاع هذه الكبسولات في شكل حبوب، وتنتقل عبر الجهاز الهضمي، وتلتقط الصور أو توصل الدواء.
وفي حين أن أبسط الأجهزة تتحرك بشكل سلبي عبر الأمعاء، فهناك العديد من التطبيقات قد يكون من المفيد للجهاز أن يلتصق بالأنسجة أو الأسطح المرنة الأخرى. وهذا ما شرحته مجلة "سايتك ديلي" العلمية.
وهناك تاريخ غني من الحلول المستوحاة من البيولوجيا لتلبية هذه الحاجة، بدءا من الفيلكرو المستوحى من نبات اللزيق إلى المواد اللاصقة الطبية المستوحاة من الحلزون، ولكن إنشاء آليات ربط قابلة للعكس عند الطلب يمكن دمجها في أجهزة بمقياس 1 مليمتر للاستشعار والتشخيص الطبي الحيوي لا يزال يشكل تحديا.
وقد استوحى جهد جديد متعدد التخصصات بقيادة روبرت وود، أستاذ الهندسة والعلوم التطبيقية في كلية جون أ. بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد. (SEAS)، وجيمس ويفر، من معهد وايس.
قال ويفر: "تتمتع الأنواع الطفيلية بسمعة مشكوك فيها إلى حد ما لدى عامة الناس بسبب أشكال أجسامها المرعبة في كثير من الأحيان ودورات حياتها غير المألوفة التي تبدو وكأنها خرجت مباشرة من أفلام الخيال العلمي. وعلى الرغم من هذه الحقيقة، فمن المهم أن ندرك أن هذه الأنواع تتكيف بشكل جيد بشكل خاص للرسو في مجموعة واسعة من أنواع الأنسجة المضيفة المختلفة باستخدام مجموعة متنوعة بشكل ملحوظ من أعضاء التعلق الخاصة بالأنواع والأنسجة. تجعل هذه الميزات منها أنظمة نموذجية مثالية لتطوير آليات تثبيت الأنسجة الاصطناعية الخاصة بالتطبيقات الطبية الحيوية".
وأضاف وود: "إن تقليد كل من مورفولوجيا ووظائف هذه الهياكل البيولوجية المعقدة يمثل مشكلة صعبة بشكل لا يصدق، ويتطلب خبرة من مجموعة واسعة من المجالات بما في ذلك الروبوتات، والتصنيع الدقيق، وتصميم الأجهزة الطبية، وعلم الحيوانات اللافقارية".
محاكاة آليات ربط الدودة الشريطية
لمحاكاة عضو التعلق الدائري الشبيه بالخطاف الموجود في العديد من أنواع الديدان الشريطية المعوية كدليل أولي على المفهوم، استخدم الباحثون طريقة تصنيع متعددة المواد وطبقة تلو الأخرى مستوحاة من صناعة لوحات الدوائر المطبوعة.
إحدى السمات التصميمية الرئيسية للآلية هي بنيتها المتماثلة شعاعيا، والتي سمحت بإنشاء نطاق حركة دقيق بيولوجيا من مكونات مسطحة بسيطة.
قال غابرييل ماكويغناز، وهو طالب دراسات عليا زائر من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان، والمؤلف الأول للورقة البحثية: "إن استخدام آليات ربط بسيطة نسبيا يسمح باستخدام عمليات تصنيع الصفائح، والتي توفر العديد من المزايا مقارنة بأساليب التصنيع التقليدية".
وأضاف ماكويغناز: "على سبيل المثال، يمكن تصنيع الأجهزة بشكل مسطح ثم طيها بسرعة وسهولة في أشكالها الهندسية النهائية ثلاثية الأبعاد باستخدام عملية تشبه الكتاب [ذو الصفحات ثلاثية الأبعاد] المنبثقة والتي تتم بشكل آلي إلى حد كبير"، كما قال مايك كاربيلسون، وهو مهندس كهربائي كبير في SEAS وخبير في سير عمل التصنيع٬ وعلاوة على ذلك، نظرا لوقت التسليم السريع والحجم الصغير للأجهزة المصنعة، يوفر نهج التصنيع هذا طريقة نمذجة أولية منخفضة المخلفات أثناء مراحل البحث والتطوير للجهاز.
تصميم الجهاز ووظائفه
يحتوي التصميم النهائي للجهاز على مكونات هيكلية صلبة من الفولاذ المقاوم للصدأ مثبتة بشكل لاصق بمفصلات البوليمر. يبلغ قطر الجهاز بالكامل أقل من 5 ملليمترات عند نشره ويزن 44 ميكروغراما فقط. عندما يتلامس مع سطح الأنسجة، يتم تنشيط آلية تشغيل تتسبب في دوران خطافات التثبيت واختراق الأنسجة الرخوة المجاورة. نظرا لأن كل خطاف يتبع مسارا منحنيا، فإنه يخترق الجلد فقط على الفور على طول مسار الاختراق - تماما مثل خطافات الدودة الشريطية - مما يتسبب في حدوث تلف ضئيل في الأنسجة. وبسبب الحجم الصغير للجهاز ونابض مرن يشكل جزءا منه، يمكن نشر الخطافات في أقل من 1 مللي ثانية.
ويضيف المؤلفون أيضا أنه نظرا للبساطة النسبية وقابلية التكيف لطريقة التصنيع هذه، يمكن تقليص حجم الأجهزة المصنعة بشكل أكبر للتكرارات المستقبلية.
قالت راشيل زول، مرشحة الدكتوراه في SEAS المتخصصة في تصميم الأجهزة الطبية الحيوية، والمؤلفة الثانية للمقالة: "نحن متحمسون حقا لتطبيق الدروس المستفادة من هذه الدراسات لتوسيع مساحة التصميم بشكل أكبر لتشمل خطط الجسم الطفيلية الأخرى، والأنسجة البيولوجية الأخرى والتطبيقات العلاجية".
قال أرماند كوريس، أستاذ علم الطفيليات في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا، والذي لم يشارك في الدراسة: "أحد أكثر الجوانب المثيرة للاهتمام في هذا الجهد البحثي هو أنه يوفر منصة اختبار تجريبية مطلوبة بشدة لاستكشاف كيفية تأثير تشريح ثبات الالتصاق الطفيلي على علم الأمراض البشرية عند نقطة التعلق. يمثل هذا جانبا غير مستكشف إلى حد كبير من علم الطفيليات الطبية، وأنا حريص على معرفة إلى أين يقودنا هذا البحث".
وبعيدا عن التطبيقات الطبية الحيوية التي كانت المحور الأساسي للمقالة، يتصور المؤلفون أيضا استخدام هذه التكنولوجيا في تطبيقات غير طبية تتراوح من العلامات اللاصقة القابلة للعكس لمراقبة الحياة البرية، إلى منصات الاستشعار للمواد القائمة على المنسوجات