مجلة ثقافية منوعة تصدر كل شهرين
سبتمبر - أكتوبر | 2018

من المختبر


إقلاع أول حشرة روبوتية لاسلكية طائرة

ذبابة حقيقية وأخرى روبوتية

الحشرات الروبوتية الحالية موجودةٌ منذ فترة، لكنها لا تزال مقيدة إلى الأرض. فالنحلة الآلية “روبوبي” التي احتفل سابقاً بتطويرها، تشحن بالطاقة ويتم التحكم به من خلال أسلاك أرضية. إذ إن الإلكترونيات التي تحتاجها الروبوتات لتوليد الطاقة والتحكم في جناحيها، ثقيلة للغاية بحيث يتعذَّر عليها حملها. ولا تستطيع أيضاً استعمال المراوح كتلك التي تستخدمها طائرات “الدرون” من دون طيار، لأنها صغيرة جداً لذلك. أما تلك التي نشاهدها في أفلام الخيال العلمي فلا تزال حتى الآن تنتمي إلى الخيال وليس الواقع.
الحشرات الروبوتية الجديدة، التي طوَّرها مهندسون من جامعة واشنطن، تقلع تماماً كما تفعل الحشرات الطبيعية بواسطة رفرفة الجوانح. وهكذا تستطيع القيام بمهام صعبة، تستغرق وقتاً طويلاً من قبل البشر، ولا تستطيع أية تكنولوجيا متوفرة حالياً القيام بها. فبإمكانها مثلاً مسح نمو المحاصيل والآفات الزراعية في المزارع الكبيرة، والانزلاق إلى أماكن ضيقةٍ، حيث تستنشق تسرب الغاز في الأنابيب مثلاً.
وقد طوَّر مهندسو جامعة واشنطن، لأول مرة، دماغاً أضافوه إلى هذا الروبوت الذي سمّوه “روبوفلاي”، يمكِّنه من الرفرفة المستقلة. وقد يُنظر إلى هذه الرفرفة أنها إضافة عادية إلى روبـوت، لكنهـا في واقـع الأمر قفزة عملاقةٌ للإنسان الآلي.
إن “روبوفلاي” هو أثقل قليلاً من مسواك الأسنان، ويتم شحنه بواسطة شعاع لايزر غير مرئي وضيق مصوب إلى خلية ضوئية على متنه تعمل على تحويل طاقة الليزر إلى كهرباء تكفي لتشغيل الجناحين.
لكن الليزر وحده لا يوفِّر الطاقة الكافية لتحريك الأجنحة. ولهذا السبب، صمم الفريق دائرة كهربائية بإمكانها تعزيز الطاقة الخارجة من الخلية، وهي 7 فولتات، إلى 240 فولتاً اللازمة للطيران.
ويقول فكرام لاير، أحد المهندسين العاملين على المشروع، إن هذا المتحكم الدقيق يعمل تماماً كدماغ الذبابة الحقيقية، يأمر عضلات الأجنحة لتنطلق: “رفرفي بقوة”، أو “لا ترفرفي”.
ويقول مهندس آخر: “لجعل الأجنحة ترفرف بسرعة إلى الأمام، يرسل الدماغ سلسلةً من النبضات في تتابع سريع، ثم يبطئ النبض مع الاقتراب من قمة التموج. ثم يفعل ذلك في الاتجاه المعاكس لجعل الأجنحة تطير بسلاسة في الاتجاه الآخر”.

المصدر:
https://www.washington.edu


 

هل أصبح نقل الذاكرة ممكناً؟

تشير الدراسات الحديثة إلى أنه يتم تخزين بعض الذكريات، أو معظمها، في الشفرة الوراثية، وأن هذه الشفرة تأخذ شكلاً سمَّاه العلماء “سائل الذاكرة”. وكان من الممكن نظرياً امتصاص هذا السائل من حيوان ووضعه في حيوان آخر، فيستطيع الآخر تذكّر الأشياء التي عرفها الحيوان الأول فقط.
وفي تطوّر علمي جديد، تمكَّن باحثون من تطبيق هذه النظرية في خطوة قد تثير جدلاً أخلاقياً واسعاً فيما لو تطوَّرت إلى تطبيقها على الإنسان.
فقد قام باحثون من جامعة كاليفورنيا – لوس أنجلس، باستخراج جزيء “مرسال رنا”، أو حمض نووي ريبوزي (الذي ينقل المعلومات لصنع البروتيين داخل الخلية)، من حلزون وزرعوه في حلزون آخر. وبعد ذلك وضعوه على مجموعة من الخلايا العصبية الرخوة في وعاء بتري (وعاء خاص لزراعة الخلايا) مع مادة السيروتونين، وأيضاً في الجهاز العصبي للحلزون. في كلتا التجربتين، تذكر الحلزون المتلقي والخلايا العصبية في الوعاء البتري، شيئاً واجهه الحلزون المانح سابقاً.
الجدير ذكره هنا أنه ليس للحلزون دماغ بالمعنى الموجود في معظم الحيوانات، بل خلايا عصبية متجمعة تستطيع تذكّر أشياءٍ بسيطة. ويمكن لصدمة كهربائية في مؤخرته، أن ترسل إشاراتٍ إلى جهازه العصبي البسيط فينكمش جانبه.
فإذا قمنا بصدمه بما يكفي من المرات، فإنه سيتذكر أنه في الآونة الأخيرة قد صدم كثيراً، وسوف تنكمش جوانبه لفترات أطول وأطول من الوقت. هذا سلوك بسيط قائم على ذاكرة بسيطة.
يقول دايفد غلانزمان، كبير الباحثين: “إن كل ما فعلناه هو نقل الحمض النووي الريبوزي، مع بعض المادة الكيميائية السيروتونين، من حلزون اختبر الصدمات إلى آخر لم يختبرها، وكانت النتيجة أن الحلزون الأخير الذي لم يختبر الصدمات تصرف تماماً كالذي اختبرها”. وللتأكد من ذلك، قام الفريق بنقل حمض نووي ريبوزي من حلزون لم يختبر الصدمات إلى آخر لم يختبرها أيضاً، وعند صدمه بالكهرباء انكمشت جوانبه لفترة وجيزة فقط عند الصدم. لكن عند صدم آخر تم اختباره مسبقاً، فكان الانكماش يدوم لفترات طويلة بعد الصدم.
وعلقت ساثيا بوثانتيفيل عالمة الأعصاب والدماغ على هذا الاختبار المهم، بقولها إنه يتصل بنقاش طويل حول ما إذا كان بالإمكان زرع ذاكرة ما بنقل مجموعة الحمض النووي (الترانسكريبتوم). وهذا ما يؤكد صحته هذا البحث”.

المصدر:
https://www.livescience.com


صناعة دماغ
بدءاً من حاسة السمع

ابتكر باحثون من جامعة “إم آي تي” نموذجاً، هو الأول من نوعه، يمكنه تقليد الأداء البشري في حاسة السمع مثل تحديد نوع الموسيقى، وذلك باستخدام نظام تعلٌّم آلي يسمى “الشبكة العصبية العميقة”.
يتكوَّن النموذج من طبقات عديدة من وحدات معالجة المعلومات التي يمكن تدريبها على كميات هائلة من البيانات لأداء مهام محدَّدة تحاكي أداء الدماغ البشري للمهام نفسها.
ويحاكي هذا النموذج تكوين القشرة السمعية البشرية في الدماغ بشكل منظم، حيث تمر المعلومات الحسية بمراحل متعاقبة من المعالجة، تبدأ بمعالجة المعلومات الأساسية أولاً. أما المعلومات الأكثر تطوراً مثل معاني الكلمات، فإنها تعالج لاحقاً.
يقول جوش ماكديرموت كبير الباحثين في الجامعة المذكورة: “تاريخياً، لم يكن لدينا فهم لهذا النوع من المعالجة الحسية، لأنه لم يكن بحوزتنا أساس نظري وطريقة جيدة لتطوير نموذج لعمل الدماغ”. وكذلك لم تكن أجهزة الكمبيوتر قوية لبناء نماذج كبيرة بما يكفي لأداء مهام في العالم الحقيقي مثل التعرف على الأشياء أو التعرف على الكلام. أما اليوم، فقد اختلف الوضع من الناحيتين. خاصة فيما يتعلّق بالتقدم في قوة الحوسبة وتكنولوجيا الخلايا العصبية، خلال السنوات الخمس الماضية”.
وقام باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتدريب شبكتهم العصبية للقيام بمهمتين، واحدة تتضمّن الكلام والأخرى موسيقى.
فبالنسبة لمهمة الكلام، أعطى الباحثون النموذج آلاف التسجيلات، كل واحد منها من ثانيتين، لشخص يتحدّث. وكانت المهمة تحديد الكلمة في منتصف المقطع. كما طُلب من النموذج تحديد نوع من مقطع موسيقي يستغرق ثانيتين. وكل مقطع يتضمّن أيضاً ضجيجاً في الخلفية لجعل المهمة أكثر واقعية وأصعب. وبعد عدة آلاف من الأمثلة، تعلم النموذج أداء المهمة بدقة المستمع البشري نفسها.
ويخطط الباحثون الآن لتطوير نماذج يمكنها القيام بمهام سمعية أخرى، مثل تحديد الموقع الذي جاء منه صوت معيَّن. لكن عليهم أولاً استكشاف ما إذا كانت الطريقة المتبعة صالحة لمسار كهذا في هذا النموذج، أم هم بحاجة إلى مسارات منفصلة.

المصدر:
http://news.mit.edu


مقالات ذات صلة

“إن عصر الكمبيوتر لم يبدأ بعد. ما لدينا حتى الآن هو مجرد ألعابٍ صغيرةٍ لا تزيد كثيراً عن عدّادات الأطفال”، يقول الباحث في شركة الكمبيوتر العملاقة “هوليت-باكارد” ستان وليامز إن الجيل الرابع الحالي من الكمبيوتر، والمعتمد في معالجاته الدقيقة على السيليكــون، بــات على وشــك إخــلاء المجال لجيل آخرَ مختلـف، ستبدو معه الإنجــازات الباهرة للثورة الرقمية الحالية، شيئاً ينتمي إلى عالم قديم.

تعيش القوارض في كل مكانٍ على وجه الأرض، باستثناء المنطقة القطبية الجنوبية، وتشكِّل نحو %40 من مجمل أعداد الثدييات، وتُعد من أكثرها تنوعاً. معظمها صغير الحجم، إلا أن بعضها يصل وزنه إلى 80 كيلوغراماً.

إن أبعد مسافةٍ قطعها إنسانٌ حتى اليوم هي إلى القمر، الذي يبعد عن الأرض 386400 كيلومتر. وقد احتاج روّاد الفضاء للوصول إليه ثلاثة أيام. ويحتاج الضوء للسفر من القمر إلى الأرض إلى ثانية واحدة وثلاثة أعشار الثانية، أي ما يشبه غمضة عين.


0 تعليقات على “من المختبر”


اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *