طائرات «ميكرو درون» بحمولات تفوق أوزانها 40 مرة

تصمَّم على شكل دبور بأشواك للإمساك بالمواد المشحونة

طائرات «ميكرو درون» بحمولات تفوق أوزانها 40 مرة
TT

طائرات «ميكرو درون» بحمولات تفوق أوزانها 40 مرة

طائرات «ميكرو درون» بحمولات تفوق أوزانها 40 مرة

الطائرات الميكروية ذاتية القيادة (الميكرو - درون Micro – drones) هي عبارة عن أدوات صغيرة سريعة وذكية. ولأنّها ليست من أقوى الآلات المتوفرة فإنها بالكاد تستطيع حمل فأر صغير محدود التأثير. ولكنّ علماء من جامعة ستانفورد الأميركية ومدرسة لوزان الاتحادية للفنون التطبيقية في سويسرا طوّروا، حديثاً، طائرات ميكرو - درون مصمَّمة مع رافعات مدمجة قادرة على رفع حمولة أثقل من وزن هذه الطائرة بأربعين مرّة، وعلى أداء مهام بسيطة كفتح باب المنزل.

«دبّور» طائر
اعتمد هذا التصميم على مكوّن أساسي هو استخدام مواد لاصقة قابلة للتبديل تثبّت بقاعدة الدرون: أشواك صغيرة للإمساك بإحكام بالمواد الصلبة كالجصّ والسجاد والحصى، إلى جانب مادّة السيليكون المخدّدة (المستوحاة من قدم زواحف البرص) للالتصاق بالزجاج بإحكام. تتثبّت الأشواك الصغيرة ومادة السيليكون المخدّدة بالأسطح باتجاه واحد فقط، ما يعني أنّها يمكن أن تفلت بسهولة. ولكنّ استخدام هذه المواد بالشكل الصحيح يمكّن طائرات ميكرو - درون من حمل وزن يصل إلى أربعة كيلوغرامات.
وقد استوحى الخبراء تصميم الدرون من حشرة الدبور. ويكشف ماثيو استرادا، الباحث في مختبر المحاكاة الحيوية والتلاعب الذكي في جامعة ستانفورد، وأحد الباحثين المشاركين في الدراسة، أن تصميم الميكرو - درون مستوحى من الطبيعية. ورأى فريق البحث أن تلك الحشرات الطائرة الصغيرة هي النظير الأقرب لطائرات الميكرو - درون، ودرس الباحثون كيف تستطيع الدبور تحديداً تحريك فريسة أثقل منها بكثير.
خلال مقابلة مع موقع «ذا فيرج»، قال استرادا: «غالباً ما تسعى حشرة الدبور إلى التقاط فريسة كبيرة ونقلها إلى مخبئها. ولكنّ في حال كانت هذه الحشرات تفتقر إلى القوة العضلية اللازمة للطيران بحمولتها، فإنها ستضطر إلى سحبها عن الأرض بعد إمساكها بإحكام بمخالبها ثمّ تحريكها رويداً رويداً». لهذا السبب، عمل الفريق على تجهيز طائرات ميكرو - درون أطلق عليها اسم «فلاي كرو تاغز FlyCroTugs» برافعات تعمل بأسلوب حشرة الدبور نفسه.
ولكن كيف يستفيد المستهلك من آلة كهذه؟ حسناً، يمكنها أن تفتح باب المنزل، على الرغم من اعتراف استرادا بأن فريقه واجه صعوبة في أثناء تجربة هذه المهمة. فقد اضطرّ العلماء إلى تصميم عقافات تناسب مقبض الباب، فضلاً عن أنّ توجيه الدرون بالشكل المناسب لهذه الغاية تطلّب منهم بضع دقائق من المناورة الدقيقة. وأضاف استرادا: «إن ضبط بعض الأمور في الطائرة بالشكل المطلوب كان صعباً حقاً».
هذه الآلة لا تزال مجرّد إثبات على فعالية تقنية ما، ولكنّ الفكرة الرئيسية منها هي إمكانية تطوير طائرات ميكرو - درون لا تطير فوق الأسطح فحسب، بل يمكنها أيضاً التلاعب بهذه الأسطح بشكل مفيد. فقد نرى في المستقبل مثلاً، مجموعات من طائرات الميكرو - درون الرخيصة والتي تستعمل مرة واحدة يعمل بعضها مع بعض لتنظيف الردم أمام روبوتات أكبر حجماً تعمل في بيئة تعرّضت لكارثة طبيعية.
يقول استرادا: «إذا نظرتم عامّة إلى معظم الأشياء الصغيرة الطائرة، فسترون أنها تتفاعل مع محيطها عبر استخدام هذه الآليات طوال الوقت: أي أنّها تحطّ، تثبّت، وتسحب الأشياء وحدها». واليوم، تتعلّم طائرات الميكرو - درون هذه الآليات نفسها.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

علاج جيني لجفاف الفم

علاج جيني لجفاف الفم
TT

علاج جيني لجفاف الفم

علاج جيني لجفاف الفم

هل شعرت يوماً بالعطش الشديد حتى بات فمك كالصحراء؟ تخيل أن يكون هذا شعورك طوال الوقت.. هذا هو الحال بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من جفاف الفم.

مشكلة جفاف الفم

إن هذه المشكلة التي قد تبدو بسيطة في البداية، يمكن أن تكون لها عواقب وخيمة على صحة الفم والجسم. ووفق الدراسات العلمية فإن 26 في المائة من الرجال و33 في المائة من النساء يعانون من جفاف الفم.

ومن أهم أسباب جفاف الفم هو عدم شرب الماء بكميات مناسبة، وتناول الأدوية، حيث إن 70 في المائة من أدوية القلب وارتفاع ضغط الدم والمهدئات ومضادات الكآبة والمسكنات ومضادات الحساسية. كما أن أغلب أدوية الأمراض المناعية لها آثار جانبية تسبب جفاف الفم.

وقد يكون جفاف الفم من أعراض بعض الأمراض مثل السكري والتهاب المفاصل الروماتويدي. كما أن التدخين والإكثار من شرب القهوة يمكن أن يؤدي إلى جفاف الفم. ولعل أكثر الأسباب شيوعاً لجفاف الفم هو القلق والتوتر النفسي.

دور اللعاب المهم

ويلعب اللعاب الذي تفرزه 3 أزواج من الغدد اللعابية دوراً مهماً في حماية الفم فهو حارس الفم الصامت. ومن أهم وظائفه:

-تنظيف الفم: يعمل اللعاب كمُنظّف طبيعي يزيل بقايا الطعام والبكتيريا.

-الهضم: يحتوي اللعاب على إنزيمات تساعد في بدء عملية الهضم.

-حماية الأسنان: يعادل اللعاب الأحماض التي تنتجها البكتيريا، مما يقلل من تسوس الأسنان.

-الترطيب: يحافظ على ترطيب الفم والأنسجة الفموية، ما يمنع الجفاف والتشقق. ويسهل عملية النطق وانسيابية مخارج الحروف.

-مكافحة العدوى: يحتوي على مواد مضادة للبكتيريا والفطريات، مما يحمي الفم من العدوى.

دراسة دولية جديدة

وتمنح نتائج البحث الجديد لمستشفى جامعة يونيفرسيتي كوليدج- لندن UCLH أملاً جديداً لمرضى سرطان الفم والرأس، الذين يعانون من جفاف الفم. فمن المعروف أن العلاج الإشعاعي لمرضى سرطان الفم والرأس هو من الأسباب الأخرى التي تؤدي إلى تلف الغدد اللعابية، حيث إن 90 في المائة من هؤلاء المرضى يعانون من جفاف شديد للفم بسبب التلف الدائم للغدد اللعابية، ما يجعلها غير قادرة على إنتاج كمية كافية من اللعاب. ويسبب هذا الأثر تدهوراً دائماً في القدرة على الكلام والأكل.

وشارك في الدراسة الدولية التي أطلق عليها AQUAx2 أيضاً، باحثون من الولايات المتحدة وكندا والمملكة المتحدة. وهي تعد الأولى من نوعها في المملكة المتحدة. وتشمل مواقع عدة تابعة لـUCLH، بما في ذلك مستشفى RN ENT الملكي للأنف والأذن والحنجرة ومستشفى ايستمان لطب الأسنان Eastman Dental، بالإضافة إلى مركز ماكميلان للسرطان.

علاج جيني لجفاف الفم

وقال الباحثون الذين نشروا دراستهم في عدد ديسمبر (كانون الأول) 2024 في «المجلة الطبية البريطانية» إنهم طوّروا علاجاً مبتكراً لمرضى جفاف الفم الناجم عن الإشعاع.

ويأمل الباحثون أن يسهم العلاج الجيني المسمى AAV2-hAQP1 في تحسين حياة المرضى الذين نجوا من سرطان الفم والبلعوم ولكنهم يعانون من جفاف الفم المستمر (الذي يعرف xerostomia) نتيجة لتلف الغدد اللعابية بسبب الإشعاع.

ويهدف العلاج إلى زيادة كمية اللعاب وتخفيف أعراض جفاف الفم عن طريق نقل جين Aquaporin 1 (hAQP1) إلى الغدد اللعابية المتضررة من الإشعاع المضاد للسرطان.

بروتين يعمل كـ«قناة ماء»

تستخدم الدراسة ناقلاً فيروسياً (فيروساً معدلاً) لنقل جين مصمم لإنتاج بروتين معين يسمى Aquaporin، الذي يعمل كـ«قناة ماء» لتسهيل نقل الماء. وتصبح خلايا الغدة اللعابية المتبقية أكثر نفاذية للماء، ما يسمح بتدفق الماء إلى الفم لترطيبه. ويتم إعطاء العلاج مرة واحدة فقط.

وبسبب ارتفاع معدلات الإصابة بسرطان الفم والرأس في السنوات الأخيرة فإن العلماء يتوقعون زيادة عدد المرضى الذين يعانون من جفاف الفم الناجم عن الإشعاع في السنوات المقبلة.

وتتسم العلاجات الحالية لجفاف الفم الناجم عن الإشعاع بفاعلية محدودة وتسبب آثاراً جانبية وتعتمد على وجود نسيج غدة لعابية وظيفية متبقٍّ. ولم يتم تقديم أي علاج جديد لهذه المجموعة من المرضى على مدار العشرين عاماً الماضية.

سرطانات الرأس والعنق

وتعد سرطانات الرأس والعنق سادس أكثر أنواع السرطان شيوعاً على مستوى العالم والثامنة في المملكة المتحدة. وارتفعت معدلات الإصابة في إنجلترا بشكل كبير، بزيادة قدرها 47 في المائة منذ عام 2013. وتظهر البيانات الحالية تفاوتات صارخة في جميع أنحاء البلاد، حيث يعيش الأشخاص في المناطق الأكثر حرماناً تقريباً ضعف معدل الإصابة بسرطان الرأس والعنق ومن المرجح أن يتم تشخيصهم في مرحلة متأخرة مقارنة بأولئك الذين يعيشون في المناطق الأقل حرماناً.

ويعتقد العلماء أن هذه الدراسة ستنعش مستوى الحياة والرفاهية لآلاف مرضى سرطان الفم والرأس بعد أن يتم إنقاذهم من مشكلة جفاف الفم.