«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار

منتجعات مائية عميقة للبحث والسياحة

«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار
TT

«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار

«غواصات فقاعية» لاستكشاف أعماق البحار

في عام 1985، بدأ بروس إتش. روبينسون، عالم الأحياء البحرية في معهد «مونتيري باي أكواريوم» في كاليفورنيا، في التجوال في أعماق المحيط الهادي في مركبة ثورية على شكل فقاعة عملاقة من البلاستيك الشفّاف، تمنح راكبيها فرصة الاستمتاع بمشاهد رائعة بدل إجبارهم على التحديق عبر فتحة صغيرة.
وبعد مرور ثلاثة عقود ونيّف، تحوّلت الفقاعة إلى وسيلة شائعة يستكشف الآلاف أعماق البحار من خلالها. وفي الوقت الذي يسعى فيه إيلون ماسك وجيف بيزوس إلى توسيع آفاق السفر إلى الفضاء، سلك روّاد أعمال آخرون الاتجاه المعاكس واختاروا التوجّه نحو توسيع استكشاف أعماق البحار. أحياناً، يطلق عشّاق البحار العميقة على هذه الغواصات الجديدة المبتكرة اسم سفن الفضاء الداخلي.
يتمتّع الجيل الجديد من المركبات الفقاعية، والذي يتسع لنحو سبعة أشخاص، بالقدرة على الغوص على عمق 7500 قدم، أي على مسافة أعمق بكثير من آخر خيوط الأشعة الشمسية التي تنعكس في المياه. واليوم، يُقال إنّ «فقاعات» أكبر وبقدرات غوص أعمق تلوح في الأفق.
تفتح هذه الدوائر البلاستيكية العملاقة (ونصف دائرة في حالة واحدة على الأقلّ) عيون عشاق البحر على أعماق لا تصلها أشعّة الشمس في المحيطات، وتساهم في إحراز المزيد من الاكتشافات. وفي عام 2012، صوّرت مركبة فقاعية يابانية أوّل مقطع فيديو لحبّار عملاق، مخلوق بحري غير مألوف يملك عدداً مخيفاً من الأذرع. في ذلك الوقت، تتبّعت فقاعة تتسع لثلاثة أشخاص هذا المخلوق على عمق كيلومتر ونصف من السطح.
وفي عام 2016. صوّرت مركبة مشابهة غاصت في مياه جزر الأزور البرتغالية أنثى سمكة أبو الشصّ وذكرها في وضع التكاثر. وأشاد علماء الأحياء البحرية بالمقطع واعتبروه اختراقاً علمياً لعالم الأسرار السلوكية لأسماك أبو الشصّ، الطويلة والخطيرة ذات الأضواء الأمامية المغرية التي تغطّي أسناناً كالإبر.
وخلال الصيف الفائت، وصل علماء أبحروا في فقاعة في جزر الباهاما قمراً صناعياً بقرش بقري، حيوان عملاق يعيش في أعماق البحار افترس معظم أنواع الديناصورات في الماضي. وقال العلماء إنّ هذا الاتصال هو الأوّل من نوعه الذي يصل إلى موطن القرش وسيساعدهم على تعقّبه بدقّة أكبر.
تعتبر هذه المركبات البحرية نتاجاً لكثير من التطوّرات في علمي الإلكترونيات والمواد. وبحسب شركة «ترايتون سابمارين»، المتخصصة في صناعة الفقاعات البحرية في مدينة سيباستيان، فلوريدا، تتطلّب صناعة فقاعة بلاستيكية باتساع مترين وجدران بسماكة 6.5 بوصة، ثلاثة أطنان من مادّة الأكريليك. وتتسع هذه المركبة لثلاثة أشخاص وتغوص بهم على عمق 3280 قدماً تقريباً.
خلال الحرب الباردة، قادت البحرية الأميركية أوّل فقاعة مرخّصة للغوص العميق وأسمتها «نيمو»، تيمّناً بقبطان غواصة «نوتيلوس» في رواية «عشرون ألف فرسخ تحت الماء» لكاتبها جول فيرن.
بلغت «نيمو» 1.6 متر من الاتساع، وتألّفت من جدران بسماكة 2.5 بوصة، وتميّزت بالقدرة على نقل المكتشفين. خضعت المركبة لاختبارات بحرية في عام 1970. وأجرت نحو 600 عملية غوص في العقد الذي تلاها. أمّا الفقاعة التي قادها روبينسون في 1985، فكانت مركبة فريدة من نوعها، حملت اسم «ديب روفر»، صممها غراهام هاوكس من شركة «ديب أوشن إنجنيرنغ» في مدينة سان ليندرو، كاليفورنيا.
في سبتمبر (أيلول) الفائت، أعلنت «ترايتون» أنّ الملياردير النرويجي كجيل إنغي ريكي، الذي جمع ثروته من الصيد التجاري، اشترى فقاعة قادرة على الغوص على عمق 7500 قدم، واعتبرت هذه المسافة الأعمق لفقاعة بلاستيكية. وتخطّط شركة الملياردير المختصّة بالمحيطات استخدام مركبة تتسع لثلاثة مستكشفين للقيام بأبحاث علمية.
تقول المعلومات إنّ سماكة جدران الفقاعة الجديدة ستكون نحو 0.3 متر. وكان أحد مسؤولي «ترايتون» قد صرّح في إحدى مقابلاته بأنّ «صناعة فقاعة كهذه لم يكن ممكناً قبل بضع سنوات». وتجدر الإشارة إلى أنّ «ترايتون» أسندت إنتاج فقاعتها المنتظرة لشركة ألمانية تضمّ بين صفوفها روم، مخترع مادة البليكسيغلاس، وهو نوع من البلاستيك الشفاف الصلب.
وفي منشور عنوانه «الغواصات الفاخرة»، روّجت «ترايتون» لنموذج قادر على حمل سبعة أشخاص (ربّان وستة آخرين) ويمكن تشغيلها من سفينة بحرية.
كما اقترحت «ترايتون» بناء منتجع سياحي فاخر في عمق البحار يحمل اسم «بوسيدون». ومن المتوقّع أن يستقرّ هذا المنتجع في عمق بحيرة في فيجي بالقرب من الشعاب المرجانية، على أن يضمّ 24 غرفة للضيوف، ولكن على شكل قبب بلاستيكية وليس فقاعات.
اعتبر روبينسون أنّ صعود المركبات الفقاعية يعد بأرباح استكشافية كبيرة في العقود المقبلة، «بصرف النظر عن السائق، سواء كان ثرياً يملك يختاً، أو علماء يستخدمون أدواتهم، لأنّ الحقيقة هي أنّ هذه التقنية تشهد تقدّماً ثورياً، مما يعني أنّ استخدامها سيكون أسهل في الأبحاث العلمية المستقبلية».

- خدمة «نيويورك تايمز».


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)

​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان

​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان
TT

​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان

​الذكاء الاصطناعي في علاج جذور الأسنان

حقق الذكاء الاصطناعي تقدماً كبيراً في اكتشاف وتوقع جوانب مختلفة في علاج جذور الأسنان المسماة من قِبل عامة الجمهور بـ«حشوات العصب» Endodontics.

الذكاء الاصطناعي يرصد جذر الأسنان

في مجال الاكتشاف، تم استخدام الذكاء الاصطناعي لتحديد الآفات والخراجات حول قمة جذور الأسنان، وكسر التاج والجذر، وتحديد طول الجذر، وكشف تشريح الجذور والقنوات. تشمل مهام التنبؤ تقدير الحاجة إلى إعادة العلاج. تُعد الخراجات حول قمة جذور الأسنان، شائعة وتُشكّل تحديات في التشخيص وتخطيط العلاج للأطباء. ويمكن أن يُحسّن التعرف المبكر على هذه الآفات من نتائج العلاج من خلال منع انتشار المرض إلى الأنسجة المحيطة.

إن علاج جذور الأسنان أو حشوات العصب، المعروف أيضاً باسم «علاج العصب»، فرع من فروع طب الأسنان يركز على تشخيص، ومعالجة أمراض لب الأسنان (العصب) والجذور.

يتضمن هذا العلاج إزالة اللب التالف أو المصاب داخل السن (لب السن المحتوي على العصب والشريان والوريد والأوعية اللمفاوية وكثير من الخلايا لكن الكل يسمي اللب بالعصب!)، وتنظيف وتعقيم القنوات الجذرية، ثم حشوها بمواد طبية خاصة لمنع العدوى المستقبلية، وحماية الأسنان من مزيد من التلف.

أهمية علاج جذور الأسنان

- تخفيف الألم: يساعد علاج الجذور في تخفيف الألم الشديد الناتج عن التهابات العصب، إذ قالت العرب: «لا ألم إلا ألم الضرس».

- إنقاذ الأسنان: يمكن أن يمنع العلاج الفقدان الكامل للسن المتضررة، مما يحافظ على الأسنان الطبيعية بدلاً من اللجوء إلى التعويضات الصناعية.

- منع العدوى: العلاج الفوري والعناية الجيدة تمنعان انتشار العدوى إلى الأنسجة المحيطة والعظام، وقد تم تسجيل بعض حالات الوفاة من انتقال الصديد من خراجات الأسنان إلى الدورة الدموية.

وحسب المكتب العربي في منظمة الصحة العالمية فإن هناك أكثر من 130 مليون عربي بالغ يعانون من تسوس أو نخر الأسنان، ونسبة كبيرة منهم ستحتاج إلى حشوات العصب.

الذكاء الاصطناعي يسابق جراحي الأسنان

* رصد الخراجات: أجرى العالم البريطاني أندرياس وزملاؤه دراسة مقارنة ما بين أداء خوارزمية الذكاء الاصطناعي و24 جراح فم ووجه في اكتشاف الخراجات حول قمة جذور الأسنان على الأشعة البانورامية. وخلصت الدراسة إلى أن خوارزميات الذكاء الاصطناعي القائمة على التعلم العميق تفوقت على بعض الجراحين. وبالمثل، أظهرت دراسة أخرى أن نماذج الشبكات العصبية التلافيفية CNN، (وهي من مكونات الذكاء الاصطناعي المستلهمة من العصب البصري لتحديد الأشكال)، أدت أداءً أفضل من ثلاثة أطباء استشاريي أشعة فم ووجه، في اكتشاف الخراجات حول قمة جذور الأسنان أثناء المحاكاة على الأشعة داخل الفم.

وفي دراسة أخرى نشرت في مجلة «طب الأسنان» البريطانية أخيراً، استخدم العالم أورهان وزملاؤه أكثر من 100 أشعة مقطعية للأسنان لاختبار نظام الذكاء الاصطناعي، وذكروا دقة اكتشاف عالية مقارنة باختصاصي الأشعة.

تشخيص كسور الجذور وأطوالها

* تشخيص كسور الجذور الأفقية والعمودية: وهو مهمة تتطلب الخبرة، ويفشل تقريباً 75 في المائة من الأطباء في تحديدها على الأشعة. تم تطوير نماذج من الذكاء الاصطناعي لاكتشاف كسور الجذور تلقائياً على الصور الشعاعية للأسنان ثنائية وثلاثية الأبعاد.

أظهرت دراسة لفوكودا وزملائه أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكون أداة واعدة لتشخيص الكسور الجذرية العمودية على الأشعة البانورامية. وأظهرت دراسة أخرى للدكتور جوهاري من «هارفارد» وزملائه أداءً ممتازاً باستخدام خوارزمية الذكاء الاصطناعي للكشف عن الكسور الجذرية العمودية بدقة 96.6 في المائة.

* تحديد طول الجذر بدقة: خطوة حاسمة لنجاح علاج قناة الجذر أو حشوات العصب، حيث إن 60 في المائة من فشل علاج حشوات العصب بسبب عدم الحساب الدقيق لطول قناة العصب، ما يؤدي إلى قصر أو زيادة الحشوة، ويؤدي بدوره إلى فشل العلاج، وتفاقم الخراج مع خطورة ذلك.

أظهرت الدراسات أن الشبكات العصبية الاصطناعية (وهي من مكونات الذكاء الاصطناعي) يمكن استخدامها لتحديد طول الجذر بدقة. أبلغ الدكتور ساغيري وزملاؤه في بحث منشور أخيراً في مجلة «طب الأسنان» الأميركية أن الذكاء الاصطناعي يمكن استخدامه أداة إضافية لتحديد موقع خروج العصب من قمة جذر الأسنان، وقد أثبت ذلك عدم وجود فروق في قياسات طول الجذر عند مقارنة الذكاء الاصطناعي مع القياسات الفعلية بعد إجراء القياسات الفعلية.

معدلات نجاح عالية

وهكذا فقد أظهرت خوارزميات الذكاء الاصطناعي القائمة على CNN معدلات نجاح عالية في الكشف التلقائي عن الأسنان وتجزئتها على الأشعة ثنائية وثلاثية الأبعاد.

ويتمتع الذكاء الاصطناعي بمستوى عالٍ، مقارنة بالمراقبين البشريين، ولكن مع أوقات معالجة أسرع بكثير. وبما أن تحديد تشريح الجذور والقنوات هو أمر ضروري لنجاح علاج قناة الجذر، فإن لدى تطبيقات الذكاء الاصطناعي القدرة على المساهمة في هذه المهام.

*رئيس جمعية الذكاء الاصطناعي بطب الأسنان في الشرق الأوسط.

حقائق

130 مليون عربي بالغ يعانون من تسوس أو نخر الأسنان ونسبة كبيرة منهم ستحتاج إلى حشوات العصب