عوضًا عن هندستها من الصفر، حصلنا على أهم الحلول الروبوتية بتقليد الطبيعة. أظهر بحثٌ جديد كيف نستفيد من هذه المقاربة لفهم “عقول” الروبوتات، بجعل الروبوت يتعلم أفضل طريق للخروج من المتاهة بمفرده، ويتذكر منعطفات معينة.
تمكن فريق من المهندسين برمجة روبوت مصنوع من الليغو “Lego” ليستطيع الخروج من متاهة سداسية، حيث كان ينعطف بشكل افتراضي لليمين دائمًا، حتى يصل لنقطة قد زارها من قبل أو طريق مسدود، وعندها كان عليه أن يبدأ مجددًا.
كان البرنامج الموجود على الروبوت قادرًا بشكل أساسي على تذكر المنعطفات الخاطئة التي قام بها في المرات السابقة وتجنبها فيما بعد. تم تحقيق ذلك من خلال وضع دارة عصبية تساعد في تحديد الاتجاه الذي ينعطف فيه الروبوت، بصورة مشابهة لطريقة عمل المشابك العصبية بين الخلايا العصبية في دماغ الإنسان إذ تعمل على تقوية ترابطها من خلال الاستخدام التكراري.
يقول المهندس الكهربائي كراوهاوزن من جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا في هولندا: «مثلما تتحفز المشابك في دماغ الفأر في كل مرة يأخذ المنعطف الصحيح في متاهة عالم النفس، يتم توليف جهازنا عن طريق تطبيق قدر معين من الكهرباء. من خلال ضبط المقاومة الكهربائية في الجهاز، يمكنك تغيير الجهد الذي يتحكم في المحركات، وهي بدورها تحدد ما إذا كان الروبوت سينعطف إلى اليمين أو إلى اليسار»
احتاج الروبوت إلى 16 محاولة لإيجاد طريقه للخروج من المتاهة التي بلغت مساحتها مترين مربعين (حوالي 22 قدمًا مربعًا).
كان البوليمر (p(g2T-TT الذي يستخدم في الدارة العصبية للجهاز، المفتاح الأساسي في تشغيل الروبوت. يمكن لهذه المادة أن تسترجع الحالات المخزنة لفترة طويلة من الزمن، ما يعني أن الروبوت يمكن أن يُوثق تجربته للمتاهة، بواسطة جهاز استشعار لاستخدامها كذاكرة.
.
وتمكن الباحثون من تقليل متطلبات الطاقة وحجم الروبوت النهائي من خلال بناء هذه الدارة العصبية التي تحاكي الدماغ البشري الذي يتمتع بطاقة هائلة بدلًا من اللجوء لخوارزميات البرمجيات.
يقول كراوهاوزن: «هذا التكامل الحسي الذي يعزز فيه الشعور والحركة بعضهما، يعبر إلى حد كبير عن كيفية عمل الطبيعة، وهذا ما حاولنا محاكاته في هذا الروبوت».
اعتمد الباحثون على بحث سابق أجراه بعض أفراد الفريق حول كيف يمكن للأجهزة الإلكترونية أن تكون أكثر حيوية في تصميمها وعملها، مع تحقيق مستوى عالٍ من الموثوقية والكفاءة. نشهد الآن تطورًا مستمرًا في هذا المجال بالذات.
يريد العلماء كخطوةٍ تالية تطوير معالجات هذه الأجهزة للقيام بمهام أكثر تعقيدًا، الأمر الذي سيتطلب مزيدًا من التحسينات الهندسية وشبكات أكبر من الدارات.
في النهاية، يمكن استخدام أنظمة كهذه لأمور كثيرة تتعدى تحسين القدرة الملاحية لهذه الروبوتات. يمكن من خلال تقليل الاعتماد على البرامج والحوسبة السحابية، أن يعمل البوت بشكل مستقل ويمكن حتى أن يصبح جزءًا من أجسادنا.
يقول كراوهاوزن: «بسبب طبيعتها العضوية، يمكن من حيث المبدأ دمج هذه الأجهزة الذكية مع الخلايا العصبية الحقيقية. لنفترض أنك فقدت ذراعك بسبب إصابة ما، عندها يمكنك استخدام هذه الأجهزة لتوصيل يدٍ آلية مثلًا».
المصدر: سينس أليرت – ترجمة: ibelieveinsci
اقرأ أيضاً: قد تواجه أزمة أخلاقية.. علماء يعلنون إنتاج أول روبوتات حيّة قادرة على التكاثر!
أكد فريق من العلماء أن روبوتات “زينوبوتس xenobots ” وهي نوع من الخلايا الحية مدعومة بتركيبات صناعية يمكنها التكاثر وتجديد نفسها والتحرك لعدة أيام ما قد يمثل إنجازاً هائلاً خصوصاً في المجال الطبي
أكد العلماء الذين ابتكروا “زينوبوتس xenobots ” وهي أول روبوتات حية في العالم، إن هذا النوع من الروبوتات تعتبر “أول منتجات صناعية لديها القدرة على التكرار الذاتي وإنتاج نفسها على الإطلاق”.
وكان قد تم الكشف عن تلك الكائنات الدقيقة عام 2020. تم تجميع تلك الروبوتات من خلايا جذعية للقلب والجلد للضفدع الإفريقي ذو المخالب وربطها في تركيبات أنتجت بالطباعة ثلاثية الأبعاد صممها الذكاء الاصطناعي لإنجاز مهام معينة.
ويمكن لهذه الروبوتات – التي يبلغ طولها 0.04 بوصة – التحرك بشكل مستقل لمدة أسبوع تقريبًا قبل نفاد طاقتها، كما يمكنها معالجة نفسها ذاتياً والتحلل بشكل طبيعي، وهي مسالة يرى العلماء أنها شديدة الأهمية حيث لا يتبقى عن تحللها في الجسم أي شظايا بلاستيكية أو معدنية ما قد يؤدي إلى مشاكل صحية.
ونشر علماء من جامعة فيرمونت وجامعة تافتس ومعهد ويس للهندسة البيولوجية التابع لجامعة هارفارد بحثًا قالوا فيه إنهم اكتشفوا نوعًا جديدًا من التكاثر البيولوجي يختلف عن أنواع أخرى قد تحدث على مستوى النباتات أو الحيوانات المعروفة، وفقًا لبيان صحفي نشرته صحيفة غارديان نقلاً عن معهد ويس.
استخدامات في الطب
وقال دوغلاس بلاكيستون، كبير الباحثين في جامعة تافتس: “اعتقد الناس منذ فترة طويلة أننا توصلنا إلى جميع الطرق التي يمكن أن تتجدد بها الحياة أو تتكاثر عن طريقها الكائنات. لكن هذا شيء لم تتم ملاحظته من قبل”، بحسب ما نشر موقع “ذا هيل”.
ويرى العلماء أن البحث الجديد يمكن أن يكون مفيدًا على مستوى الاستخدامات في المجال الطبي، إذ يمكن برمجة هذه الروبوتات الحية الصغيرة للتنقل أو حمل وتسليم حمولات مصغرة يمكن أن تكون يومًا ما أدوية داخل جسم المريض، أو هضم المواد السامة في المواقع المصابة بالتلوث داخل الجسم أو إزالة الجلطات من داخل الشرايين البشرية، حسبما ذكرت صحيفة الغارديان.
NEW – Researchers play god and create the first living, AI-designed “Xenobots” that can self-replicate.https://t.co/c6EgZHTBf5 pic.twitter.com/6m8lbSF3gU
— Disclose.tv (@disclosetv) November 29, 2021
يقول الدكتور مايكل ليفين، أحد قادة المجموعة البحثية: “إذا عرفنا كيف نقول لمجموعات من الخلايا أن تفعل ما أردناها أن تفعله ، فهذا هو الطب التجديدي في نهاية المطاف – هذا هو الحل للإصابات المؤلمة والعيوب الخلقية والسرطان والشيخوخة”، وأضاف، “كل هذه المشاكل المختلفة موجودة هنا لأننا لا نعرف كيفية التنبؤ بتصرف أو التحكم في مجموعات الخلايا التي سيتم بناؤها. هذه الروبوتات الحية Xenobots هي منصة جديدة لتعليمنا “.
معضلة أخلاقية
من جانبهم، اعترف مبتكرو الروبوتات الحية xenobots باحتمال وجود آثار أخلاقية لهذا العمل، لكنهم قالوا إن الأمر متروك للمجتمع وصانعي السياسات لتقرير ماهية هذه الآثار.
وقال عالم الأخلاق الطبية توماس دوجلاس : “أعتقد أن الأزمة الأخلاقية ستبدأ فقط إذا اشتملت تلك التركيبات على نسيج عصبي يمكنه في وقت ما تطوير نوع من الحياة العاقلة، مثل القدرة على الشعور بالألم”، حسبما صرح لصحيفة الغارديان. وتابع قائلاً: “لكن البعض أكثر ليبرالية فيما يتعلق بالوضع الأخلاقي. هناك من يعتقدون أن جميع الكائنات الحية لها اهتمامات يجب أن تولى بعض الاعتبار الأخلاقي. بالنسبة لهؤلاء الأشخاص ، يمكن أن تنشأ أسئلة صعبة حول ما إذا كان ينبغي تصنيف هذه الروبوتات ككائنات حية أم آلات. “
المصدر: DW
اقرأ أيضاً: هكذا حول العلماء الماء إلى معدن ذهبي لامع
تستطيع المياه غير المفلترة نقل الكهرباء بشكل بسيط، حيث تتدفق الإلكترونات السالبة الشحنة بسهولة بين جزيئاتها، لأن الماء غير المفلتر يحتوي على نسبة أملاح تمكنه من القيام بهذه المهمة. بعكس الماء النقي الذي يحتوي فقط على جزيئات الماء، والتي تحافظ إلكتروناتها الخارجية على ارتباطها بذراتها، وبالتالي لا يمكنها التدفق بحرية عبر الماء لنقل الكهرباء.
ومن الناحية النظرية، في حال تطبيق ضغط كاف على جزيئات الماء، فإن هذه الجزيئات سوف تسحق معًا وتتداخل لإحداث التكافؤ بين الحلقات الخارجية للإلكترونات المحيطة بكل ذرة، الأمر الذي يسمح لهذا للإلكترونات بالتدفق بحرية بين كل جزيء وسيحول الماء تقنيًا إلى معدن، لكن تجربة جديدة نشرت تفاصيلها في مجلة “nature” العلمية، بورقة بحثة بعنوان (دليل طيفي لمحلول ماء معدني ذهبي اللون)، قدمت طريقة جديدة لتحول الماء إلى معدن ذهبي.
طريقة جديدة لتحويل المياه إلى معدن
وقال العالم الكيميائي الفيزيائي في الأكاديمية التشيكية للعلوم في براغ، ومؤلف المشارك في الدراسة بافيل جونغفيرث، إن هذه المياه التي تحولت إلى معدن في تجربة الجيوفيزيائيين قد تتواجد في نوى الكواكب الضخمة مثل كوكب المشتري ونبتون وأورانوس.
وحاول الفريق العلمي بقيادة يونغفيرث العثور على طريقة جديدة لتحويل الماء إلى معدن من دون تعريضه لضغط شديد، من خلال استخدام الفلزات القلوية.
وتشمل الفلزات القلوية عناصر مثل الصوديوم والبوتاسيوم التي تحتفظ بإلكترون واحد فقط في غلاف التكافؤ (غلاف الذرة)، حيث تتخلى هذه الفلزات عن إلكتروناتها وتتبرع بها إلى ذرات أخرى عند تكوين روابط كيميائية جديدة، لأن “فقدان” هذا الإلكترون الوحيد يجعل المعدن القلوي أكثر استقرارًا.
كيف تجنب العلماء انفجار الفلزات القلوية؟
ومن المعروف أن الفلزات القلوية تنفجر عند تعرضها للماء، وافترض جونغويرث وزملاؤه أنه إذا تمكنوا بطريقة ما من تجنب هذا الانفجار، فيمكنهم استعارة الإلكترونات من الفلزات القلوية واستخدام تلك الإلكترونات لتحويل الماء إلى فلز (معدن).
وبالفعل، استطاع الفريق النجاح بهذه العملية الفريدة لأول مرة في العالم، حيث وضعوا حقنة مليئة بالصوديوم والبوتاسيوم في حجرة مفرغة، وعصروا قطرات صغيرة من هذه المعادن، التي تكون سائلة في درجة حرارة الغرفة، ثم عرّضوا القطرات المعدنية المذكورة لكمية ضئيلة من بخار الماء.
وشكل الماء غشاء بسماكة (0.1 ميكرومتر) على سطح القطرات المعدنية ، وبدأت الإلكترونات مغادرة المعادن بسرعة والاندفاع إلى الماء.
الماء تحول إلى معدن في حدث “لا يصدق”
وقال جونغفيرث: “وبمجرد أن تحركت الإلكترونات من الفلزات القلوية إلى الماء، حدث شيء لا يصدق: لبضع لحظات قصيرة، تحول الماء إلى اللون الأصفر الذهبي اللامع. باستخدام التحليل الطيفي، تأكد الفريق أن الماء الأصفر اللامع كان في الواقع معدنيًا، بحسب البحث المنشور في مجلة “livescience” العلمية بعنوان (العلماء يحولون الماء إلى معدن ذهبي لامع).
وبدوره، قال مؤلف الدراسة روبرت سايدل، رئيس مجموعة الباحثين الشباب في جامعة هومبولت في برلين: “لا تُظهر دراستنا أن المياه المعدنية يمكن إنتاجها بالفعل على الأرض فحسب، بل تتميز هذه المياه بخصائص طيفية فريدة مرتبطة ببريقها المعدني الذهبي الجميل”. وأضاف “يمكنك أن ترى مرحلة انتقال الماء إلى الماء المعدني بالعين المجردة”.
المصدر: وكالة سبوتنك – متابعات
