بوصلات الحشرات وأشجار مكافحة الحرائق.. تقنية 2023 المستوحاة من الطبيعة
أ ف ب-الامة برس
2023-12-23
على الرغم من أن تغير المناخ الذي يسببه الإنسان يهدد البيئة، إلا أن الطبيعة تستمر في إلهام تقدمنا التكنولوجي.
وقال إيفريبيديس جكانياس، الباحث في جامعة إدنبرة: "الحلول التي توفرها الطبيعة تطورت على مدى مليارات السنين وتم اختبارها بشكل متكرر كل يوم منذ بداية الزمن".
لدى Gkanias اهتمامًا خاصًا بكيفية قيام الطبيعة بتعليم الذكاء الاصطناعي.
وقال لوكالة فرانس برس: "قد يكون الإبداع البشري رائعا، لكنه لا يستطيع أن يصل إلى قوة الطبيعة - والمهندسون يعرفون ذلك".
من البوصلات التي تحاكي عيون الحشرات إلى روبوتات مكافحة حرائق الغابات التي تتصرف مثل الكروم، إليك مجموعة مختارة من التكنولوجيا المستندة إلى الطبيعة لهذا العام.
- بوصلة الحشرات -
تتنقل بعض الحشرات - مثل النمل والنحل - بصريًا بناءً على شدة ضوء الشمس واستقطابه، وبالتالي تستخدم موقع الشمس كنقطة مرجعية.
وقام الباحثون بتكرار بنية أعينهم لبناء بوصلة قادرة على تقدير موقع الشمس في السماء، حتى في الأيام الملبدة بالغيوم.
تعتمد البوصلات الشائعة على المجال المغناطيسي الضعيف للأرض للتنقل، والذي يمكن إزعاجه بسهولة بسبب الضوضاء الصادرة عن الأجهزة الإلكترونية.
وقال جكانياس، الذي قاد الدراسة المنشورة في مجلة هندسة الاتصالات، إن النموذج الأولي للبوصلة التي تكتشف الضوء "يعمل بالفعل بشكل رائع".
وأضاف: "مع التمويل المناسب، يمكن بسهولة تحويل هذا إلى منتج أكثر إحكاما وخفيف الوزن" متاح مجانا.
ومع المزيد من التغيير والتبديل، يمكن لبوصلة الحشرات أن تعمل على أي كوكب حيث يمكن رؤية مصدر ضوء سماوي كبير.
- شبكات تجميع المياه -
يمكن للنسيج المستوحى من الخيوط الحريرية لشبكة العنكبوت والقادر على جمع مياه الشرب من ضباب الصباح أن يلعب قريبًا دورًا مهمًا في المناطق التي تعاني من ندرة المياه.
وتستمد الخيوط الاصطناعية من العنكبوت ذو الأرجل الريشية، الذي تسمح "عقده المغزلية" المعقدة لقطرات الماء الكبيرة بالتحرك والتجمع على شبكته.
وقال يونغمي تشينغ، المؤلف المشارك في الدراسة التي نشرت في مجلة "المواد الوظيفية المتقدمة"، إنه بمجرد أن يتم إنتاج المادة بكميات كبيرة، يمكن أن تصل المياه المحصودة إلى "نطاق كبير للتطبيق الحقيقي".
- كروم مكافحة الحرائق -
الحيوانات ليست المصدر الوحيد للإلهام من الطبيعة.
ابتكر العلماء روبوتا قابلا للنفخ "ينمو" في اتجاه الضوء أو الحرارة، بنفس الطريقة التي تزحف بها أشجار الكروم على الحائط أو عبر أرضية الغابة.
يمكن للروبوت الأنبوبي الذي يبلغ طوله مترين تقريبًا توجيه نفسه باستخدام أكياس مملوءة بالسوائل بدلاً من الأجهزة الإلكترونية باهظة الثمن.
وبمرور الوقت، يمكن لهذه الروبوتات العثور على النقاط الساخنة وإيصال عوامل إخماد الحرائق، كما يقول الباحثون في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا.
وقال المؤلف المشارك تشارلز شياو لوكالة فرانس برس: "هذه الروبوتات بطيئة، لكن هذا جيد لمكافحة الحرائق المشتعلة، مثل حرائق الخث، والتي يمكن أن تكون مصدرا رئيسيا لانبعاثات الكربون".
ولكن قبل أن تتمكن الروبوتات من تسلق التضاريس، يجب أن تكون أكثر مقاومة للحرارة وخفة الحركة.
- دوائر الكمبوتشا -
اكتشف العلماء في مختبر الحوسبة غير التقليدية بجامعة غرب إنجلترا في بريستول طريقة لاستخدام حصائر كومبوتشا اللزجة - التي تنتجها الخميرة والبكتيريا أثناء تخمير مشروب الشاي الشهير - لإنشاء "إلكترونيات كومبوتشا". .
قام العلماء بطباعة دوائر كهربائية على حصائر جافة كانت قادرة على إضاءة مصابيح LED الصغيرة.
تشترك حصائر الكمبوتشا الجافة في خصائص المنسوجات أو حتى الجلود. لكنها مستدامة وقابلة للتحلل الحيوي، ويمكن حتى غمرها في الماء لعدة أيام دون تدميرها، كما قال المؤلفون.
وقال المؤلف الرئيسي أندرو أداماتسكي ومدير المختبر لوكالة فرانس برس: "يمكن أن تشتمل أجهزة كومبوتشا القابلة للارتداء على أجهزة استشعار وإلكترونيات داخل المادة نفسها، مما يوفر تكاملًا سلسًا وغير مزعج للتكنولوجيا مع جسم الإنسان"، مثل أجهزة مراقبة القلب أو أجهزة تتبع الخطوات.
الحصائر أخف وزنا وأرخص وأكثر مرونة من البلاستيك، لكن المؤلفين يحذرون من أن المتانة والإنتاج الضخم لا يزالان يشكلان عقبات كبيرة.
- روبوتات متقشرة -
يشبه البنغولين تقاطعًا بين مخروط الصنوبر وآكل النمل. ومن المعروف أن الثدييات ذات الأجسام الرخوة، المغطاة بقشور الزواحف، تلتف على شكل كرة لحماية نفسها من الحيوانات المفترسة.
والآن، قد يتكيف روبوت صغير مع نفس التصميم للقيام بأعمال قد تنقذ الحياة، وفقًا لدراسة نشرت في مجلة Nature Communications.
الغرض منه هو أن يمر عبر أجهزتنا الهضمية قبل نشر الدواء أو توصيله أو إيقاف النزيف الداخلي في الأجزاء التي يصعب الوصول إليها من جسم الإنسان.
كان المؤلف الرئيسي رين هاو سون من معهد ماكس بلانك للأنظمة الذكية يشاهد مقطع فيديو على موقع يوتيوب عندما "عثر على الحيوان ورأى أنه مناسب تمامًا".
وسرعان ما ظهرت حاجة إلى مادة ناعمة لا تسبب أي ضرر داخل جسم الإنسان، مع مزايا مادة صلبة يمكنها، على سبيل المثال، توصيل الكهرباء. كان الهيكل الفريد للبانجولين مثاليًا.
لا تزال الروبوتات الصغيرة في مراحلها الأولية، ولكن يمكن تصنيعها مقابل 10 يورو فقط لكل منها.
وقال سون: "إن التطلع إلى الطبيعة لحل هذه الأنواع من المشاكل أمر طبيعي".
"كل جزء من تصميم الحيوان يؤدي وظيفة معينة. إنه أنيق للغاية."
