أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»

تجارب أميركية لتقنيات أقل عرضة للقرصنة

أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»
TT

أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»

أشعة الليزر لإرسال البيانات من الفضاء إلى طائرات «درون»

تخطّط وكالة التطوير الفضائي التابعة للجيش الأميركي، مع بداية العام المقبل، اختبار ما إذا كانت الأقمار الصناعية الموجودة في مدار الأرض المنخفض قادرة على التواصل مع طائرة «درون» (طائرة من دون طيار) من نوع «إم كيو - 9 ريبر» عبر روابط بصرية، أو أشعّة الليزر.
وإذا تكلّلت التجربة بالنجاح، فإنها ستمهّد الطريق لوسائل جديدة أقلّ عرضة للقرصنة لتواصل القادة العسكريين والمشغلين مع طائرات الدرون والطائرات وغيرها من الأسلحة عن مسافات بعيدة.
وفي مقابلة مع موقع «ديفنس وان»، كشف ديريك تورنير، رئيس وكالة التطوير الفضائي، أنّ «الوكالة ستطلق عدداً من الأقمار الصناعية في أيّامٍ قليلة، تضمّ قمرين من نوع «إم كيو - 9» من صناعة «جنرال أتوميكس»، مهمّتهما حمل الليزر إلى الفضاء. بعدها، ستعمل هذه الأقمار على توصيل الليزر إلى الأرض، وتحديداً إلى منصّة «إم كيو - 9».
يعود تواصل الأقمار الصناعية مع طائرات الدرون والسفن وغيرها من المركبات عبر موجات الراديو إلى عقود من الزمن. وقدّم هذا التواصل خدمات كثيرة للجيش في أماكن القتال، حيث لم تستخدم الولايات المتّحدة قدرات جويّة معقّدة أو تقنيات تشويش إشارات الراديو لمواجهة أعدائها.
ولكنّ مع التحضير العسكري لمنافسة محتملة مع خصوم أكثر تطوّراً على الصعيد التقني، تعتبر إشارات الراديو القادمة من الفضاء وسيلة ضعيفة بعض الشيء.
لفت تورنير إلى أنّه «عند استخدام موجات الراديو، يمكن الاعتماد على التشويش إذا استطعت تسخير الكثير من الطّاقة على الأرض، تتفوّق على تلك التي يملكها المتلقّي. ولكن مع البصريات، ومع الضوء، يختلف الوضع تماماً لأنّك تملك كلّ نطاقٍ قريب. لذا، إذا أردت أن تشوّش على الإرسال، عليك الحصول على ضوء ليزر يصبّ مباشرة في المنظار المستهدف، أي أنّ الأمر سيكون صعباً جداً عند التنفيذ، وقد لا يكون مجدياً من الناحية التقنية على مساحات واسعة».
وشرح مدير الوكالة أنّ التواصل البصري يتمتّع في المقابل، بأفضلية كبيرة على موجات الراديو لجهة كمّ البيانات الهائل الذي يمكنه نقله وكمية الطّاقة التي يحتاجها. ويضيف: «من الصعب جداً أن نتأكّد من الحصول على نسبة مرتفعة من النطاق العريض تتفّوّق على موجات الراديو، لأنّ الأمر يتطلّب كماً هائلاً من الطّاقة». فكلّما كان التردّد على طيف الراديو منخفضاً، زادت الحاجة إلى الطاقة المطلوبة لإرسال الإشارة والحصول على كمّ النطاق العريض نفسه».
وتجدر الإشارة إلى أنّ الطيف بات مزدحماً جداً في ظلّ تسابق شركات الاتصالات للحصول على كلّ ما يمكنها الحصول عليه، لا سيما أن المستهلكين باتوا يطلبون كميات أكبر من البيانات على أجهزتهم المحمولة.
وأخيراً، يستطيع التواصل بالليزر تأمين «نطاق عريض مرتفعٍ جداً وضمان وقت استجابة أسرع وإضعاف احتمال التشويش على شبكة الاتصالات لإمكانية وصول ضوئه إلى أي منصّة، سواء على سطح الأرض أو على سفينة تسبح في الفضاء، أو في الجوّ. لهذا السبب، نحن متحمّسون جداً لأنّ التواصل بالليزر سيفتح طريقاً جديداً لنقل البيانات ودعم المحاربين بمزيدٍ من القوّة».
- «ديفنس وان» – خدمات «تريبيون ميديا»


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)

الكشف عن العوامل الوراثية المرتبطة بـ«الانزلاق الغضروفي»

 41 منطقة جديدة من الجينوم تعمل على تعديل خطر الإصابة بالانزلاق الغضروفي (غيتي)
41 منطقة جديدة من الجينوم تعمل على تعديل خطر الإصابة بالانزلاق الغضروفي (غيتي)
TT

الكشف عن العوامل الوراثية المرتبطة بـ«الانزلاق الغضروفي»

 41 منطقة جديدة من الجينوم تعمل على تعديل خطر الإصابة بالانزلاق الغضروفي (غيتي)
41 منطقة جديدة من الجينوم تعمل على تعديل خطر الإصابة بالانزلاق الغضروفي (غيتي)

سلطت دراسة حديثة الضوء على التقدم الكبير في فهم الأسس الجينية للانزلاق الغضروفي القطني، ووجدت 41 منطقة جديدة من الجينوم تعمل على تعديل خطر الإصابة بالانزلاق الغضروفي، بالإضافة إلى 23 منطقة كانت حُددت سابقاً.

كما توفر الدراسة رؤى جديدة بشأن كيفية تأثير هذه المناطق على بنية القرص الموجود بين الفقرات (القرص الفقري)، والالتهاب، ووظيفة الأعصاب. وتتعلق النتائج الرئيسية بالجينات المرتبطة بالأعصاب، والتي تعزز فهمنا كيفية تسبب الانزلاق الغضروفي في ألم طويل الأمد وتجارب ألم متفاوتة.

الجينات و«الانزلاق الغضروفي»

يعدّ الانزلاق الغضروفي القطني أحد أكثر التغيرات البنيوية شيوعاً في أسفل الظهر، والسبب الأكثر شيوعاً لألم العصب الوركي في الساق، وقد حُقق في عوامل الخطر الوراثية للانزلاق الغضروفي في دراسة دولية قادتها مجموعة بحثية من فلندا.

وحللت الدراسة، التي نُشرت في مجلة «Nature Communications» يوم 7 نوفمبر (تشرين الثاني) 2024، برئاسة يوهانس كيتونين، من وحدة أبحاث الصحة السكانية بكلية الطب والمركز الحيوي في جامعة أولو، البيانات الجينية والصحية لنحو 830 ألف مشارك من بنوك حيوية قوية، مثل «البنك الحيوي الفلندي والإستوني» و«البنك الحيوي البريطاني»، وقيّمت دور مجموعات البيانات الكبيرة في الكشف عن العلاقات الجينية المعقدة. وكان لاكتشاف 5 مناطق جينومية جديدة مرتبطة بحالات أكثر شدة تتطلب الجراحة أهمية كبيرة للتأكيد على إمكانية تصميم التدخلات الطبية.

وحددت الدراسة، بالإضافة إلى ذلك، ارتباطات جديدة بالقرب من الجينات المرتبطة بالجهاز العصبي ووظيفة الأعصاب. وقد أدت النتائج المتعلقة بوظائف الجهاز العصبي إلى زيادة فهمنا العلاقة بين الانزلاق الغضروفي العرضي والألم المنتشر.

جينات الاستعداد الوراثي

وقال فيلي سالو، الباحث في جامعة أولو والمحلل الرئيسي في الدراسة، إنهم وجدوا جينات الاستعداد الوراثي التي يمكنها تفسير إطالة الألم جزئياً وكذلك الاختلافات التي لوحظت سريرياً في الألم الذي يعانيه المرضى.

وهذا ما يساعد في تطوير أساليب إدارة الألم لمرضى الانزلاق الغضروفي الذين يعانون آلاماً شديدة، وبالتالي تحسين نوعية حياتهم، كما يقول المختص في الطب الطبيعي الذي شارك في البحث، جوهاني ماتا، من وحدة أبحاث العلوم الصحية والتكنولوجيا بكلية الطب في جامعة أولو بفنلندا.

و«الانزلاق الغضروفي القطني» هو إصابة للغضروف بين فقرتين من العمود الفقري، وعادة ما يحدث بسبب الإجهاد المفرط أو صدمة للعمود الفقري، ويعدّ من أكثر التغيرات البنيوية شيوعاً في أسفل الظهر، كما أنه السبب الأكثر شيوعاً لـ«الألم المنتشر» الذي يسمى «عرق النسا»؛ إذ يحدث «الألم المنتشر» بسبب تهيج الأعصاب الذي يحدث بسبب ضيق العصب الناجم عن الانزلاق، وخصوصاً بسبب زيادة العوامل الالتهابية في منطقة الانزلاق الغضروفي.

والانزلاق الغضروفي شائع جداً حتى لدى الأشخاص الذين لا تظهر عليهم أعراض. ويزداد تكراره مع تقدم العمر، ويسبب أعراضاً لبعض الأشخاص فقط عندما يهيج العصب؛ فالعوامل المرتبطة بتطور الانزلاق الغضروفي معروفة نسبياً، لكن التحقيق في خلفيتها الوراثية لم يحظ باهتمام كبير.

التنبؤ بالإعاقة والألم بعد الجراحة

ووفقاً لدراسة نُشرت في 7 فبراير (شباط) 2024 بمجلة «JAMA»، وقادها بيورنار بيرج، من «مركز صحة الجهاز العضلي الهيكلي الذكي» بكلية العلوم الصحية في جامعة أوسلو النرويجية، فقد طور بيرج وزملاؤه نماذج التنبؤ بالإعاقة والألم بعد 12 شهراً من جراحة الانزلاق الغضروفي القطني، وأكدوا صحة هذه النماذج.

كما أكدت الدراسة على إمكانات التعلم الآلي في تعزيز عملية اتخاذ القرار السريري وإرشاد المرضى فيما يتعلق بنتائج جراحة الانزلاق الغضروفي القطني، فقد استخدم البحث مجموعة بيانات شاملة من السجل النرويجي لجراحة العمود الفقري، وحلل أكثر من 22 ألفاً و700 حالة لتطوير نماذج التنبؤ بالإعاقة والألم بعد الجراحة.

واكتشف الباحثون أن معدلات عدم نجاح العلاج كانت على النحو التالي: 33 في المائة للحالات التي قيست باستخدام «مؤشر أوزويستري للإعاقة (ODI)»، و27 في المائة للحالات التي قيست باستخدام «مقياس التصنيف العددي (NRS)» لألم الظهر، و31 في المائة للحالات التي قيست باستخدام المقياس نفسه؛ أي «مقياس التصنيف العددي لألم الساق».

وهذا يشير إلى أن نسبة كبيرة من المرضى لم يحققوا نتائج ناجحة في تقليل الإعاقة أو تخفيف الألم بعد جراحة الانزلاق الغضروفي القطني.

دعم التشخيصات

و«مؤشر أوزويستري للإعاقة Oswestry Disability Index (ODI)» مشتق من استبيان لآلام أسفل الظهر يستخدمه الأطباء والباحثون لقياس الإعاقة الناجمة عن آلام أسفل الظهر ونوعية الحياة. و«أوزويستري» مدينة تاريخية في شروبشاير بإنجلترا.

أما «مقياس التقييم الرقمي (NRS) Numeric Rating Scale» فيقيس مستوى الألم من 0 إلى 10 (حيث يشير 0 إلى عدم وجود ألم، و10 إلى ألم شديد).

ويشير استخدام البيانات قبل الجراحة بوصفها متنبئات إلى أنه يمكن دمج هذه النماذج في سير العمل السريري عبر أنظمة السجلات الطبية الإلكترونية، مما يدعم «التشخيصات الشخصية» ويساعد في اتخاذ القرارات المشتركة للجراحة.

ويؤكد المؤلفون على الحاجة إلى مزيد من التحقق الخارجي بسجلات جراحة العمود الفقري الأخرى؛ لتوسيع نطاق التطبيق. كما يمثل هذا التطور خطوة مهمة نحو الطب الدقيق في جراحة العمود الفقري، مما قد يحسن نتائج المرضى ويحسن التخطيط الجراحي.