مستكشف كهوفٍ آلي مطوّر للبعثات المريخية

تصميم فريد لروبوت عالي المرونة

مستكشف كهوفٍ آلي مطوّر للبعثات المريخية
TT

مستكشف كهوفٍ آلي مطوّر للبعثات المريخية

مستكشف كهوفٍ آلي مطوّر للبعثات المريخية

كشف خبراء من «وكالة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا)»، بالتعاون مع باحثين من جامعة ستانفورد، النقاب عن مستكشف الكهوف الآلي الاستثنائي «ريتش بوت (ReachBot)».

يتّسم هذا الروبوت بالصغر والخفّة، ويضمّ 4 أذرعٍ طويلة مزوّدة بمقابض قابلة للسحب، تتيح له التحرّك والعمل في محيطه بمرونة مثيرة للإعجاب. وبفضل تصميمه الفريد وقدراته المبتكرة، يحمل «ريتش بوب» وعوداً كبيرة لاستكشاف كهوف المريخ وغيرها من الأجسام الفضائية.

يتألّف النموذج التجريبي الحالي من «ريتش بوت» من هيكلٍ أساسي و4 مفاصل دوّارة تفصل بينها مسافات متساوية، كما النقاط الهندسية في رباعي الأوجه. يضمّ كلّ مفصل ذراعاً قابلة للسحب مجهّزة بآلية للقبض في طرفها. ومع أنّ النسخة النهائية ستعتمد غالباً على ذراعٍ مجهرية، فقد ظهر النموذج الحالي وهو يستخدم شريط قياس لاستعراض عمله في مقطعٍ مصوّر نشرته أخيراً جامعة ستانفورد.

الروبوت يزحف على الجدران لاستكشاف الكهوف

لاستكشاف الكهوف المريخية، يثبّت «ريتش بوت» نفسه على جدران الكهف باستخدام 3 مقابض، ويمدّ الذراع الرابعة بالاتجاه الذي يريده للإمساك بسطحٍ ما. وبتقصير هذه الذراع ومدّ الثلاث الأخريات في الوقت نفسه، يستطيع الروبوت سحب نفسه بالاتجاه المطلوب. استفاد باحثو ستانفورد و«ناسا» من الجاذبية الخفيفة على كوكب المريخ واستخدموا مواد أقلّ لصنع الروبوت؛ الأمر الذي من شأنه أن يقلّل القوى المعاكسة لحركاته، ويجعل منه وسيلةً بسيطة وغير مكلفة لاستكشاف كهوف المريخ.

يشعر العلماء بانجذاب كبير لاستكشاف كهوف المرّيخ للبحث عن أدلّة على وجود حياة أخرى حالية أو ماضية خارج كوكب الأرض. ويُعدّ سطح المريخ بيئة غير صالحة للحياة بسبب درجة الحرارة شديدة البرودة، وغياب المياه، والتعرّض للإشعاعات الكونية، إلّا إنّ كهوفه قد تشكّل ملجأً محتملاً. اليوم، وبفضل حجم «ريتش بوت» الصغير وأسلوبه المبتكر في الاستكشاف، أصبحت البعثات المستقبلية إلى هذه الكهوف أكثر جدوى، وقد تساهم في الكشف عن مخلوقات حيّة أو آثار حياة.

ولكنّ تعدّد استخدامات ومهارات «ريتش بوت» ليس محصوراً في كوكب المريخ؛ حيث إنّ قدراتها الفريدة تجعله مناسباً لاستكشاف أجسام كونية متنوعة في النظام الشمسي؛ مثل الكواكب، والأقمار، والكويكبات ذات التركيبات الصخرية والجاذبية المنخفضة. بمعنى آخر؛ قد يستطيع العلماء إرسال هذا الروبوت إلى القمر وما بعده، وحتّى لصيانة محطّة «البوابة القمرية» عندما تكون خالية من البعثات البشرية.

يُعدّ روبوت «ناسا» الجديد تطوّراً مثيراً في عالم الاستكشاف الفضائي؛ لأنّه يفتح الباب على احتمالات جديدة لفهم ألغاز الفضاء. ومع انطلاقه في رحلته إلى كهوف المريخ وما بعدها، لا شكّ في أنّ «ريتش بوت» سيكون له تأثيرٌ كبير في عالم الروبوتات والاستكشاف الفضائي.

اقرأ أيضاً


مقالات ذات صلة

صورة استثنائية لنجم يُحتضَر على بُعد 160 ألف سنة ضوئية من الأرض

يوميات الشرق يمرّ بالمرحلة الأخيرة من حياته قبل موته (إكس)

صورة استثنائية لنجم يُحتضَر على بُعد 160 ألف سنة ضوئية من الأرض

أظهرت أول صورة مقرَّبة لنجم يُعرَف باسم «WOH G64» إحاطته بالغاز والغبار، مُبيِّنة، أيضاً، اللحظات الأخيرة من حياته، حيث سيموت قريباً في انفجار ضخم...

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق مركبة الفضاء «ستارشيب» تظهر وهي تستعد للإطلاق من تكساس (رويترز)

«سبيس إكس» تستعد لإجراء اختبار سادس لصاروخ «ستارشيب» وسط توقعات بحضور ترمب

تجري «سبيس إكس» اختباراً سادساً لصاروخ «ستارشيب» العملاق، الثلاثاء، في الولايات المتحدة، في محاولة جديدة لاستعادة الطبقة الأولى منه عن طريق أذرع ميكانيكية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الاقتصاد جانب من الجلسة الافتتاحية لـ«منتدى دبي للمستقبل»... (الشرق الأوسط)

«منتدى دبي»: 7 تطورات رئيسية سيشهدها العالم في المستقبل

حدد نقاش المشاركين في «منتدى دبي للمستقبل - 2024» 7 تطورات رئيسية تمثل لحظة محورية للبشرية، منها العودة إلى القمر والطاقة الشمسية.

«الشرق الأوسط» (دبي)
الاقتصاد جناح «مجموعة نيو للفضاء» في معرض «جيتكس» (إكس) play-circle 01:45

رئيس «الخدمات الجيومكانية» في «نيو للفضاء»: سنطلق تطبيقاً للخرائط الرقمية

تمضي السعودية نحو مساعيها في التنويع الاقتصادي عبر تطوير قطاعات جديدة ومستقبلية، يبرز من ضمنها قطاع الفضاء بوصفه أحد القطاعات التي يتسارع فيها التقدم.

مساعد الزياني (الرياض)
يوميات الشرق رواد الفضاء ماثيو دومينيك ومايكل بارات وجانيت إيبس يعقدون مؤتمراً صحافياً في مركز جونسون الفضائي في هيوستن (أ.ب)

بعد 8 أشهر في الفضاء... رواد «ناسا» يرفضون الإفصاح عن شخصية من أصيب منهم بالمرض

رفض 3 رواد فضاء تابعين لـ«ناسا» انتهت مهمة طويلة قاموا بها في محطة الفضاء الدولية بالمستشفى، الشهر الماضي، كَشْفَ مَن منهم كان مريضاً.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.