«مبنى برّي» ينمو من الأشجار قد يجسد مستقبل الهندسة المعمارية

سقّالات مصممة بالكومبيوتر توجّه الأغصان

«مبنى برّي» ينمو من الأشجار قد يجسد مستقبل الهندسة المعمارية
TT
20

«مبنى برّي» ينمو من الأشجار قد يجسد مستقبل الهندسة المعمارية

«مبنى برّي» ينمو من الأشجار قد يجسد مستقبل الهندسة المعمارية

وسط الأشجار والشجيرات، في رقعة من الغابات بالقرب من مدينة نيويورك، هناك مبنى ينمو، مثل الغابة المحيطة به.

الأشجار ركائز هيكلية

تشكل مجموعات الأشجار الحية الركائز الهيكلية لهذا المبنى المصمم على شكل خيمة، الذي يتوسع تدريجياً حول سقالة خشبية توجِّه نمو جذوع الأشجار.

على مدار عقد من الزمن أو نحو ذلك، ستشكل هذه المظلة من الأشجار جدراناً وسقفاً ثابتاً تماماً مثل المبنى الذي تم بناؤه جيداً. وفاز هذا الهيكل التجريبي المسمى «Fab Tree Hab»، بجائزة مجلة «فاست كومباني» لعام 2024 للابتكار من التصاميم الحيوية.

تم بناء الجناح الذي تبلغ مساحته 1000 قدم مربعة بواسطة «تيريفورم وان Terreform ONE»، وهي مجموعة أبحاث غير ربحية متخصصة في الفن والهندسة المعمارية والتصميم الحضري. وهو نتاج أكثر من 20 عاماً من البحث، ويعتمد على تاريخ تشكيل الأشجار وتطعيمها الذي يعود إلى أعماق التاريخ البشري.

سقالات مصممة بالكومبيوتر توجه الأغصان

ويقول مؤسس «تيريفورم وان»، ميتشل يواكيم، إنه على عكس تلك الأمثلة المبكرة للأشجار التي تم تدريبها على أشكال محددة، يجمع المبنى بين تقنيات التطعيم التي تسرع نمو أشجارها الأساسية ونظام سقالات مصمَّم بالكومبيوتر يوجه الأشجار وعناصرها، أي فروعها في اتجاهات موحدة، مثل الأضلاع.

وتمتلئ المساحات الفاصلة بمزارع مطبوعة منتجة بالطباعة ثلاثية الأبعاد، مما يوفر موطناً لأنواع الحيوانات والنباتات لتزدهر مع نضوج الأشجار. وفي وقت لاحق، يمكن لهؤلاء المزارعين أن يحملوا شتلات شجرة جديدة يتم تطعيمها في نقاط أعلى في الهيكل، مما يمكنها من النمو بشكل أطول.

هندسة المستقبل المعمارية

بالنسبة ليواكيم، فإن المبنى ليس مجرد مشروع فني لمرة واحدة. وهو يرى أن هذا النوع من الهياكل أصبح شكلاً جديداً من أشكال الهندسة المعمارية ذات الأساس الحيوي ومنخفضة الكربون التي يمكن استخدامها لبناء أي شيء تقريباً، وإن كان ذلك ببطء. ويقول إن المفهوم هو «دفع الطبيعة إلى القيام بالأشياء التي تفعلها بشكل طبيعي... ولكن تشكيلها في هياكل قابلة للاستخدام... وفي النهاية بناء منازل».

* «مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً


مقالات ذات صلة

تقنية جديدة تحوّل إشارات الدماغ إلى كلام طبيعي في أقل من ثانية

تكنولوجيا التقنية تستخدم الذكاء الاصطناعي لتقليل زمن الاستجابة إلى أقل من ثانية واحدة (Noah Berger)

تقنية جديدة تحوّل إشارات الدماغ إلى كلام طبيعي في أقل من ثانية

نجح باحثون بتطوير تقنية تُحول إشارات الدماغ إلى كلام مسموع في الزمن الحقيقي، ما يعيد الأمل لفاقدي القدرة على النطق.

نسيم رمضان (لندن)
خاص تساهم تقنيات  الذكاء الاصطناعي وأنظمة الكاميرات المتقدمة في تحسين جودة التعلّم الهجين وتعزز التفاعل في البيئات التعليمية (غيتي)

خاص التعليم والتدريب الهجين في السعودية... كيف تصنع التكنولوجيا فرقاً؟

يتطور التعليم السعودي بالذكاء الاصطناعي والواقع الافتراضي لدعم التعلم الهجين والاقتصاد المعرفي تماشياً مع «رؤية 2030».

نسيم رمضان (الرياض)
تكنولوجيا يرى خبراء صعوبة  إجراء تحليل دقيق للعبة باستخدام الذكاء الاصطناعي إلا عندما يتداخل اللاعبون الرقميون والحقيقيون بشكل مثالي (ETH)

ثورة في التحكيم والتحليل... مشروع لخفض تكلفة الذكاء الاصطناعي في كرة القدم

تسعى جامعة «ETH» زيورخ و«فيفا» لنشر تقنيات الذكاء الاصطناعي منخفضة التكلفة في كرة القدم لتعزيز التحكيم وتحليل الأداء بشكل شامل وعادل.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا «كوبايلوت» هو محور الحدث المرتقب في الذكرى الـ50 لـ«مايكروسوفت» ويمثل انتقال الشركة من ريادة البرمجيات إلى قيادة الذكاء الاصطناعي (شاترستوك)

في الذكرى الخمسين لتأسيسها... هل يتحوّل «كوبايلوت» إلى عقل «مايكروسوفت» الجديد؟

يُتوقع أن تكشف «مايكروسوفت» عن توسعات كبيرة في مساعدها الذكي «كوبايلوت» ضمن احتفالها بمرور 50 عاماً، مؤكدة انتقالها نحو ريادة الذكاء الاصطناعي.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا في المرحلة الأولى يقتصر التشفير على الرسائل داخل نفس المؤسسة على أن يتم توسيعه لاحقاً ليشمل جميع العملاء والبريد الإلكتروني الخارجي (غوغل)

«غوغل» تطرح التشفير التام للرسائل الإلكترونية للأعمال عبر «جيميل»

«غوغل» تطلق ميزة تشفير تام وسهل لرسائل «جيميل» للشركات مع أدوات أمان إضافية لحماية البيانات دون الحاجة لبنية تقنية متقدمة.

نسيم رمضان (لندن)

بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون

بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون
TT
20

بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون

بكتيريا مُهندَسة جينياً... تُنتج بلاستيكاً حيوياً يُشابه النايلون

في خطوة رائدة في مجال تطوير المواد المستدامة، نجح فريق من العلماء في كوريا الجنوبية بتعديل بكتيريا الإشريكية القولونية وراثياً؛ لإنتاج بلاستيك حيوي قوي ومرن يُشبه النايلون. ويُعدّ هذا الابتكار أول نوع من البوليمرات الحيوية يحتوي على روابط «أميد» شبيهة بالنايلون، ما يفتح آفاقاً جديدة في مواجهة أزمة التلوث البلاستيكي العالمية.

آفاق جديدة في البلاستيك الحيوي

قاد مهندس الجزيئات الحيوية سانغ يوب لي فريق البحث في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا. وقال في دراسة نُشرت في مجلة «Nature Chemical Biology»، في 17 مارس (آذار) 2025، إن فريقه قام بتعديل بكتيريا الإشريكية القولونية لإنتاج بوليمر هجيني يُدعى «بوليمرات أميدية متعددة الإستر (PEA)» Poly(ester amide) وهو نوع من البوليمرات الاصطناعية القابلة للتحلل الحيوي.

ويتميز هذا البوليمر بقدرته على الجمع بين خاصية البوليستر القابل للتحلل الحيوي وبعض خصائص النايلون، من خلال الروابط الأميدية، في حين أن النايلون التقليدي يعتمد بالكامل على الوقود الأحفوري وروابط «أميد» غير قابلة للتحلل.

اختراق أدوات الطبيعة

وقد واجه الباحثون تحدياً رئيسياً يتمثل في عدم وجود إنزيمات طبيعية لتجميع بوليمرات تشبه النايلون. وللتغلب على هذه العقبة دمجوا جينات مُعدّلة من بكتيريا مختلفة في البلازميدات (وهي خيوط دائرية من الحمض النووي دي إن إيه DNA) أُدخلت إلى بكتيريا الإشريكية القولونية. وقادت هذه الجينات المعدلة الميكروبات لإنتاج إنزيمات جديدة قادرة على ربط السلاسل الجزيئية في البوليمرات. وقد أدت هذه العملية إلى إنتاج مادة ذات خصائص تضاهي البولي إيثيلين، أحد أكثر أنواع البلاستيك انتشاراً، رغم استمرار التساؤلات حول متانتها مقارنة بالنايلون التقليدي.

توسع الإنتاج والتحديات الاقتصادية

ونجح الفريق في استخدام مفاعلات حيوية على نطاق صناعي لإنتاج نحو 54 غراماً من البوليمرات لكل لتر، ما يُظهر إمكانية التوسع في الإنتاج. ومع ذلك لا تزال عملية حصاد البوليمر تتطلب تفتيت البكتيريا وتنقية المنتج، مما يزيد من تعقيد العملية وتكاليفها. وأقرّ سانغ يوب لي بأن تكلفة الإنتاج الحالية لا تستطيع منافسة تكلفة البلاستيك المُصنّع من الوقود الأحفوري التي تبلغ نحو دولار واحد للكيلوغرام. إلا أن الباحثين متفائلون بأن تحسين تقنيات الإنزيمات والتخمير وطرق الاسترداد قد يُخفض من التكاليف في المستقبل.

أمل لحل أزمة البلاستيك العالمية

وتأتي هذه الدراسة في وقت يواجه فيه العالم أزمة حادة بسبب النفايات البلاستيكية؛ حيث يتم إنتاج أكثر من 400 مليون طن من البلاستيك سنوياً وتبقى نسبة كبيرة منها في النظم البيئية على شكل جسيمات دقيقة. وتُعتبر النايلونات التقليدية المستخدمة في الملابس وقطع غيار السيارات من المساهمات الرئيسيات في هذه المشكلة. وعلى الرغم من أن البوليمرات الأميدية المتعددة الإستر ليست قابلة للتحلل الحيوي تماماً، فإن تركيبها الحيوي يمثل نموذجاً أكثر مراعاةً للبيئة مقارنة بالمواد التقليدية.

ويُعبر خبراء في هذا المجال عن تفاؤلهم بهذا الابتكار. فقد أشار كولين سكوت، مهندس الإنزيمات وعالم الأحياء التركيبية في بيرث بجامعة غرب أستراليا، إلى أن الدراسة تُظهر كيف يمكن لعلم الأحياء التركيبي إعادة تصور المواد بما يتناسب مع الاقتصاد التدويري. وأوضح سييتشي تاجوتشي، خبير الإنتاج الحيوي بجامعة كوبي في اليابان، أن دمج الأحماض الأمينية في البوليمرات غالباً ما يعوق نموها، لكنه أشار إلى أن الاختبارات الأولية أظهرت أن البلاستيك الحيوي المستخرج مستقر حرارياً وقابل للتشكيل ومناسب للتطبيقات المتعددة مثل المنسوجات والتغليف والطلاء.

تحديات التسويق

ورغم الإشارات الإيجابية للابتكار يواجه البوليمر الجديد بعض العقبات التقنية والاقتصادية، فعملية استخلاص وتنقية البوليمر تتطلب طاقة كبيرة، وقد يحدّ التركيب الهجين للبوليمر من قابليته لإعادة التدوير مقارنةً بالنايلون التقليدي. ومع ذلك يستمر البحث والتطوير لتحسين متانة البوليمر وجعله منافساً حقيقياً للمواد البلاستيكية القائمة على الوقود الأحفوري.

خطوة نحو مستقبل مستدام

وبينما يظل التسويق التجاري لهذا النوع من البلاستيك في مراحل مبكرة، يُظهر هذا الابتكار الإمكانيات الكبيرة لعلم الأحياء التركيبية في إعادة هندسة المواد بما يتوافق مع التحديات البيئية الراهنة. وفي وقت يُكافح فيه العالم التلوث البلاستيكي، يُعَدّ هذا العمل بمثابة خطوة واعدة نحو تطوير حلول صديقة للبيئة قادرة على المساهمة في الاقتصاد التدويري وإنقاذ الكوكب. ومع مزيد من التحسينات والبحوث قد يصبح إنتاج البلاستيك الحيوي بهذه التقنية خياراً مستقبلياً يوفر بديلاً مستداماً للبلاستيك التقليدي.