جراحون ينجحون للمرة الأولى في التحكم من الأرض بروبوت جراحي في الفضاء

اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)
اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)
TT

جراحون ينجحون للمرة الأولى في التحكم من الأرض بروبوت جراحي في الفضاء

اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)
اختصاصيون يعملون على ضبط الذراع الآلية على حامل في غرفة اختبار التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والتداخل الكهرمغناطيسي (EMI) في مختبرات لينكولن (أ.ف.ب)

نجح جراحون، نهاية الأسبوع الماضي، في التحكم عن بُعد في روبوت جراحي صغير موجود في محطة الفضاء الدولية، وفي محاكاة تقنيات أساسية مستخدَمة في أثناء العمليات من الأرض.

وتمثل هذه السابقة خطوةً جديدةً لتطوير الجراحة في الفضاء، التي قد تصبح ضرورية لعلاج حالات الطوارئ الطبية في أثناء الرحلات المأهولة التي تستمر سنوات، على سبيل المثال إلى المريخ.

ويمكن أن تساعد هذه التطورات أيضاً في تطوير الجراحة عن بُعد على الأرض، ما يفيد المناطق النائية التي تفتقر إلى الجراحين.

ويحمل الروبوت، الذي طوّرته شركة «فيرتشوال إنسيجن (Virtual Incision)»، وجامعة نبراسكا، اسم «سبايس ميرا (spaceMIRA)». وقد انطلق إلى محطة الفضاء الدولية في نهاية يناير (كانون الثاني)، عبر شحنة حملها صاروخ مصنوع من شركة «سبايس إكس». وكان موضوعاً داخل صندوق بحجم ميكروويف، ما يُسهّل نقله.

وجرى تشغيله وفحصه قبل أسبوع من جانب رائدة الفضاء لورال أوهارا، الموجودة حالياً في هذا المختبر المداري. ثم أُجريت التجربة، السبت الماضي، من المقر الرئيسي لشركة «Virtual Incision» في لينكولن بولاية نبراسكا. واستمرت نحو ساعتين وشارك فيها 6 جراحين. وتمكّن الجراحون من التحكم عن بُعد في الروبوت المزود بكاميرا وذراعين.

وقالت شركة «فيرتشوال إنسيجن»: «لقد اختبرت التجربة تقنيات جراحية قياسية مثل الإمساك بالأنسجة وتحريكها وقطعها». وجرت محاكاة الأنسجة البيولوجية بواسطة شريط مطاطي.

وفي مقطع فيديو نشرته الشركة، يمكن رؤية ذراع مزودة بكماشة لإمساك الشريط المطاطي لمده، والذراع الأخرى مزودة بمقص لقصه، وذلك لتقليد تقنية تشريح.

وتكمن صعوبة مثل هذه العملية في التأخير بين الأرض ومحطة الفضاء الدولية، الذي بلغ 0.85 ثانية.

ولتقييم التأثير، ستتم مقارنة البيانات الكاملة المجمعة من العملية بمهام مماثلة نُفذت بالمعدات نفسها، ولكن على الأرض.

ومع ذلك، فقد وُصفت التجربة بالفعل بأنها «نجاح كبير حققه الجراحون والباحثون جميعاً، وكان هناك قليل من الأخطاء، إن وُجدت»، بحسب «Virtual Incision»، التي قالت «يعتقد الجراحون بأن هذه التجربة ستغير مستقبل الجراحة». وتلقّى المشروع مساعدة مالية من وكالة «ناسا».

وتقدّر الوكالة الأميركية أنه مع تسيير مهمات استكشاف فضائية أطول مدة، «تزداد الحاجة المحتملة إلى الرعاية الطارئة، بما في ذلك العمليات الجراحية التي تتراوح بين الغرز البسيطة على الجروح، إلى أنشطة أكثر تعقيداً».


مقالات ذات صلة

ترمب يختار «صقوراً» للملفات الدولية

الولايات المتحدة​ الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب يصافح السيناتور ماركو روبيو خلال مناسبة انتخابي في رالي بنورث كارولاينا (أ.ب)

ترمب يختار «صقوراً» للملفات الدولية

يتوقع أن يسلّم الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب، الملفات الدولية إلى مجموعة من الصقور، بينهم السناتور ماركو روبيو لمنصب وزير الخارجية والنائب مايك والتز.

علي بردى (واشنطن)
الولايات المتحدة​ قوات أميركية بسوريا (رويترز)

الجيش الأميركي يعلن استهداف مستودع أسلحة في سوريا

قال الجيش الأميركي، اليوم، إنه نفذ ضربات ضد مستودع أسلحة تابع لجماعة مسلحة مدعومة من إيران في سوريا.

الولايات المتحدة​ الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب يصافح الحاكم السابق لولاية أركنسو مايك هاكابي (أ.ف.ب)

ترمب يختار مايك هاكابي سفيراً لأميركا لدى إسرائيل

أعلن الرئيس الأميركي المنتخب دونالد ترمب اليوم (الثلاثاء) اختيار الحاكم السابق لولاية أركنسو مايك هاكابي، سفيرا لواشنطن لدى إسرائيل.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
شؤون إقليمية الرئيس الأميركي جو بايدن يلتقي بالرئيس الإسرائيلي إسحاق هرتسوغ في المكتب البيضوي في البيت الأبيض بالعاصمة الأميركية واشنطن... 12 نوفمبر 2024 (إ.ب.أ)

الرئيس الإسرائيلي يؤكد لبايدن الحاجة الملحة لإعادة الرهائن ومحاربة إيران

أكد الرئيس الإسرائيلي خلال لقائه الرئيس الأميركي بواشنطن، اليوم (الثلاثاء)، على ضرورة إعادة الرهائن المحتجزين في قطاع غزة وعلى ضرورة مواجهة إيران.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الولايات المتحدة​ أحد المعتقلين يظهر داخل زنزانة انفرادية خارجية وهو يتحدث مع جندي في سجن أبو غريب بالعراق (أ.ب)

القضاء الأميركي يمنح 3 من معتقلي «أبو غريب» السابقين 42 مليون دولار

أصدرت هيئة محلفين أميركية، اليوم (الثلاثاء)، حكماً بمنح 42 مليون دولار لثلاثة معتقلين سابقين في سجن أبو غريب العراقي سيئ السمعة.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

كيف يُسرّع الذكاء الاصطناعي مسار الاكتشافات العلمية؟

باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)
باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)
TT

كيف يُسرّع الذكاء الاصطناعي مسار الاكتشافات العلمية؟

باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)
باحثون بجامعة نورث كارولينا يعتمدون على روبوت لتنفيذ مهام بالمختبر (جامعة نورث كارولينا)

في عصر تزداد فيه الحاجة إلى حلول مبتكرة لمواجهة التحديات العالمية في مجالات الصحة والطاقة، لا يزال كثير من المختبرات الحديثة تعتمد بشكل كبير على العمل اليدوي، ما يحد من سرعة ودقة التجارب العلمية.

لكن تحولاً جذرياً قد تشهده مختبرات العلوم في مجالات الكيمياء، والكيمياء الحيوية، وعلوم المواد؛ بفضل التقدم في التشغيل الآلي للروبوتات والذكاء الاصطناعي لأتمتة المهام المتكررة في المختبرات.

وتُمكّن الأتمتة، الروبوتات من إجراء التجارب بدقة وتناسق عالٍ دون تعب؛ ما يسرع من وتيرة البحث بشكل كبير ويقلل من المخاطر المرتبطة بالتعامل مع المواد الخطرة.

يمكن الاعتماد على الروبوتات في تنفيذ المهام المتكررة بالمختبرات (جامعة نورث كارولينا)

ويحرر هذا التحول العلماء من الأعمال الروتينية؛ ما يسمح لهم بالتركيز على أسئلة بحثية أكثر تعقيداً، ويعزّز من سرعة وفاعلية الاكتشافات العلمية في مجالات مثل الطب والطاقة والاستدامة.

5 مراحل

يعمل باحثون في قسمي علوم الكومبيوتر والكيمياء بجامعة نورث كارولاينا الأميركية على دراسة كيفية دمج الروبوتات وتقنيات الذكاء الاصطناعي لأتمتة المهام الروتينية في المختبرات، باستخدام روبوت متحرك لأتمتة مهام مختبر الكيمياء.

ويشير الباحثون، في الدراسة المنشورة بدورية «ساينس» في 23 أكتوبر (تشرين الأول) الماضي، إلى أن هذه الخطوة لا تعزز الكفاءة فحسب، بل تمثل أيضاً تحولاً جذرياً في طريقة إجراء الأبحاث العلمية، ما يتيح تحقيق نتائج مذهلة بشكل أكثر أماناً وموثوقية.

أوضح الباحثون أن أتمتة المختبرات تمر بـ5 مراحل تبدأ بالمساعدة في المهام البسيطة وتنتهي بالتشغيل الآلي الكامل. في المرحلة الأولى، يتم تنفيذ مهام فردية كالتعامل مع السوائل لتخفيف العبء الروتيني، ثم في المرحلة الثانية، ينفّذ الروبوت خطوات متتالية مع بقاء العاملين من البشر للإعداد والإشراف.

أتمتة المختبرات قد تحدث تحولاً جذرياً في طريقة إجراء الأبحاث العلمية (جامعة نورث كارولينا)

وفي المرحلة الثالثة، يدير الروبوت التجارب بالكامل مع تدخل بشري عند الظروف الطارئة، بينما في الرابعة يصبح الروبوت قادراً على التعامل مع هذه الظروف بمرونة أكبر.

أما في المرحلة الخامسة، فتعمل الروبوتات وأنظمة الذكاء الاصطناعي بشكل مستقل تماماً؛ ما يمكّن المختبرات من العمل المستمر دون تدخل بشري، ويعزز سرعة الاكتشافات العلمية والابتكار.

فوائد وتحديات

يقول الدكتور رون ألتيروفيتز، الباحث في الروبوتات الطبية بجامعة نورث كارولاينا، إن تطوير جزيئات ومواد كيميائية جديدة يتطلب جهوداً بشرية مكثفة، تشمل تصميم التجارب وتوليف المواد وتحليل النتائج، فيما يمكن لأتمتة المهام الروتينية أن تسرّع هذه العمليات وتزيد دقتها، عبر تنفيذ الخطوات بتناسق أعلى وتقليل الأخطاء، ما يعزز إمكانية إعادة إنتاج النتائج.

وأوضح لـ«الشرق الأوسط» أن الروبوتات يمكن أن تساهم في نقل العينات وإجراء القياسات وتقليل المخاطر المرتبطة بالمواد الخطرة؛ ما يعزز سلامة الباحثين. كما يمكنها تحليل كميات ضخمة من بيانات التجارب، واكتشاف الأنماط والرؤى غير الملحوظة للبشر، خصوصاً في التجارب التي تتطلب مراقبة مستمرة أو إنتاج كميات كبيرة من البيانات، مثل الفحص عالي الإنتاجية المستخدم في اكتشاف الأدوية.

ووفق شركة «يونايتد روبوتيكس غروب» المتخصصة في تطوير الروبوتات وحلول الأتمتة، فإن الروبوتات توفر فائدة مالية رئيسية تتمثل في زيادة الكفاءة والإنتاجية؛ إذ يمكن لأتمتة أنظمة المختبرات الأساسية تقليل خطوات المعالجة اليدوية بنسبة تصل إلى 86 في المائة، ما يعزز الكفاءة ويخفض تكاليف العمالة.

يمكن للروبوتات تحليل كميات ضخمة من بيانات التجارب واكتشاف الأنماط والرؤى غير الملحوظة للبشر

في السياق نفسه، كشفت مؤسسة «مايو كلينيك» الطبية الأميركية أن الأتمتة أدت إلى زيادة حجم العمل اليومي لـ10 أضعاف في بعض المختبرات، ما يرفع الإنتاجية ويتيح التعامل مع الطلب المتزايد في الأبحاث الطبية والعلمية.

وفي مجال الكيمياء المناعية، وهي تقنية مخبرية تستخدم لتحديد توزيع البروتينات والجزيئات داخل الأنسجة، ساعدت الأتمتة في معالجة المزيد من شرائح الأنسجة بزمن أقل، مما خفض زمن المعالجة بنسبة 15.22 في المائة والتكلفة لكل شريحة بنسبة 37.27 في المائة، وفق «يونايتد روبوتيكس غروب».

ولا تقتصر الفوائد على تقليل الزمن والتكلفة، بل تشمل تحسين الدقة وتقليل الأخطاء، وهو أمر حيوي في مجالات حساسة كعلم الجينوم واكتشاف الأدوية، وفق الباحثين.

وأظهرت تجربة، بمستشفى «إلبلاند كلينيكوم مايسن» في ألمانيا عام 2023، كيف تسهم الروبوتات في تحسين كفاءة المختبرات وتقليل عبء العمل، خصوصاً مع نقص الكوادر.

وفيما يتعلق بالتحديات، أشار ألتيروفيتز إلى أن الأتمتة تُنفذ حالياً في مهام محدودة بالمختبرات، ولتحقيق التنفيذ الكامل، يتطلب الأمر تطوير مهارات في الروبوتات وعلوم البيانات والذكاء الاصطناعي، إضافة إلى ضخ استثمارات في البنية التحتية وبرامج التدريب، ما قد يشكل عبئاً مالياً كبيراً. كما يتطلب تعاوناً بين الباحثين والمهندسين وعلماء الكومبيوتر لتحقيق الفائدة الكاملة من هذه التقنية.