روبوت يساعد العلماء في فك أسرار الحبل الشوكي للفقاريات

  • 11/25/2015
  • 00:00
  • 5
  • 0
  • 0
news-picture

ابتكر علماء الروبوت في سويسرا، نسخة من حيوان «السمندل» يمكنها أن تقلد بدرجة فائقة من الدقة هذا الحيوان البرمائي في الكثير من حركاته وسكناته علاوة على القدرة على السباحة تحت الماء. ويتعشم الباحثون أن يتيح هذا الروبوت المسمى «بلوروبوت» لعلماء الأعصاب إطلالة جديدة لفهم الطريقة التي يستخدمها الجهاز العصبي لتحقيق فكرة التوافق العضلي والعصبي لدى الفقاريات. وابتكر الباحثون بمختبر تابع للمعهد الإتحادي السويسري في لوزان «بلوروبوت» في اطار ابتكارات سابقة لمختلف أنواع الروبوتات الحيوية وأشرف على البحث والابتكار الباحث اوكي ليسبيرت الذي شرح سبب كون الحيوان مخلوقاً بهذه الدرجة من الأهمية للعلماء. وقال ليسبيرت، «إنه حيوان برمائي مهم من جهة وجهة نظر النشوء والارتقاء، فهو أقدم في نشأته من التماسيح والديناصورات، وإذا نظرت الى السمندل الحديث فسترى أن شكله الظاهري وشكل جسمه قريب الشبه للغاية من حفريات الفقاريات الأرضية الأولية لذا فإن دراسة السمندل الحديث يمكن أن تفتح لنا نافذة على الزمن لدراسة جميع الأسلاف البرية للفقاريات بمن في ذلك الإنسان». وأضاف، أن الروبوت يمثل نموذجاً مثالياً للتحقق من فرضيات نظرية النشوء والإرتقاء ومنها كيف أتاحت التحورات التي طرأت على الحبل الشوكي لأسلاف هذا المخلوق التطور من كائن يتحرك في الماء الى آخر يدب على سطح الأرض. وحتى يتسنى للباحثين صنع «بلوروبوت» استعانوا بتقنيات متطورة في فنون التصوير السينمائي بالأشعة لرسم التصميم البيولوجي للحيوان الحقيقي بدرجة عالية من الدقة مع استخدام الأشعة «السينية الثلاثية الأبعاد» لتسجيل حركات الكائن اثناء سيره على الأرض وسباحته تحت الماء. ورصدوا 64 نقطة للهيكل العظمي للـ«سمندل» ليتعرفوا على المفاصل النشطة وتلك الخاملة في أي وقت من أجل محاكاة حركاته في نماذج كومبيوتر ثلاثية الأبعاد. ثم قاموا بتوظيف هذه المعلومات في ابتكار نموذج روبوت بمفاصل وعضلات تتحرك بنفس حركات «السمندل» الحقيقي. يصف المهندسون «بلوروبوت» بأنه من أدق الحيوانات الروبوتية التي ابتكرت حتى الآن ويقول ليسبيرت، «سجلنا بالفعل جميع حركات العظام مع الاستعانة بنماذج الكومبيوتر للإحاطة بكل هذه الحركات ثم قمنا بابتكار روبوت، ربما يكون أقرب ما يكون للحيوان نفسه. وبوسعي القول إنه أمر فريد من نوعه لمحاكاة المعلومات الخاصة بالسير والسباحة وأنواع السلوك الأخرى بهذا المستوى من الدقة». ويتيح تصميم نموذج الروبوت للعلماء اختبار النماذج الرياضية الأكثر تطوراً للجهاز العصبي الحركي، لاستكشاف مختلف المهارات الحركية وقال ليسبيرت إن هدفهم الرئيس هو تكوين فهم أفضل للوظيفة المعقدة للحبل الشوكي للإنسان. وقال ليسبيرت، «من خلال فك شفرة هذا الحيوان البدائي نأمل أن نساهم في فهم كيف تسير الثدييات ومنها الإنسان وأن نفهم أيضاً مدخلات ومخرجات العلاقات الخاصة بالحبل الشوكي». ويتعشم الباحثون أن يتيحوا لعلماء الأعصاب نموذجاً دقيقاً لاختبار مدى صدق النظريات بما في ذلك كيفية قيام الحبل الشوكي باستقبال اشارات السيال العصبي ما قد يساعد في تطوير علاجات لتنشيط النخاع الشوكي لمرضى الشلل. ويفيد التصميم الفريد لهذا الروبوت بما في ذلك مركز الثقل المنخفض والأرجل ذات المفصلات في توظيفه في تطبيقات برمائية ذات خواص للسير والسباحة والزحف مثل عمليات البحث والإنقاذ بالروبوت لقدرته الفريدة على مرونة الحركة وسط التضاريس الوعرة والمباني المنهارة والحيز الضيق على البر وفي البحر من دون أن يفقد توازنه. وتم بالفعل في الآونة الأخيرة عرض نموذج «بلوروبوت» في المهرجان السنوي الخامس للعلوم في سان فرانسيسكو.

مشاركة :