الأسماك الكهربائية... وتطوير روبوتات في أعماق البحار

"غدي نيوز"

تستطيع السمكة الكهربائية الضعيفة، التي سميت بهذا الاسم لأنها تولد مجالا كهربيا ضعيفا، القيام ببعض الأشياء الرائعة للغاية، إذ يمكنها وباستخدام أجهزة الاستشعار الموجودة على جميع أنحاء جسدها على سبيل المثال، اكتشاف الفريسة أو الأسماك المفترسة التي تعترض المجال الكهربائي المحيط بها.

سمكة كهربائية:

وهذا ما يمكن هذه السمكة من الصيد في الظلام، إضافة إلى تجنبها للتعرض للاصطياد من أسماك البيرانا - أو "الضاري" وهي من أنواع الأسماك التي تعيش في المياه العذبة في أنهار أميركا الجنوبية، وتمتاز بأسنانها الحادة وشهيتها للحوم - وكذلك الأسماك الموجهة بصريا التي تقاسمها محيطها الحيوي.
كما أن لدى هذه السمكة نظام دفع فريدا يمكنها من السباحة إلى الخلف. والحقيقة أن السمكة قادرة على التحول من السباحة بالسرعة القصوى إلى الأمام إلى السباحة بشكل عكسي خلال خمس ثوان فقط.
وعلى غرار الكثير من الأشياء في الطبيعة، ساعدت السمكة الكهربائية الضعيفة، التي تم العثور عليها في أميركا الجنوبية وأفريقيا، العلماء الذين يحاولون الإجابة عن أسئلة جوهرية في هذه الحالة بشأن القدرات الحسية والحركية، بهدف الإلمام بشكل أفضل بعلوم المخ والعقل، وفي النهاية تطوير تقنيات جديدة مشتقة من علم الأحياء.

فهم المحيط والقدرات:

يقول الدكتور مالكوم ماكايفر، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية والميكانيكية في جامعة نورثويسترن: "القضية الرئيسة هنا هي أننا نحاول فهم الكيفية التي تتمكن بها السمكة من استشعار العالم ممتزجة بالقدرة على الحركة. أي: ما العلاقة بين الفضاء الذي يمكنك استشعاره كشخص مثلا وقدراتك الميكانيكية؟".
وباستخدام السمكة كنظام نموذج، يحاول ماكايفر فك العلاقة بين "الكم الحسي" المتمثل في الفضاء الذي تستشعر فيه السمكة الأشياء في مجالها، و"الكم الحركي"، أي الفضاء الذي تتحرك فيه. وسماه مجال دراسة "ميكانيكا المعلومات".
ولتفسير هذه العلاقة أشار الباحث إلى سيناريوهين متعارضين للغاية الأول ربما يواجهه الشخص خلال قيادته السيارة: ففي اليوم المشمس الصافي يقود غالبية الأفراد السيارة بتروٍ لأن ظروف القيادة لا تحتاج من الكثيرين منهم القيام بردود فعل سريعة إزاء الظروف أو بيئة القيادة. ولكن عند مواجهة الضباب الكثيف عادة ما يتحول الأفراد إلى حالة رد الفعل، فهم يبطئون من السرعة، على سبيل المثال، ويصبحون أكثر حذرا تجاه الأخطار المتوقعة على الطريق.

هليكوبترات بحرية:

وقد طور ماكايفر وزملاؤه بالفعل إنسانا آليا يمكنه أن ينقل ويحس بالبيئات المظلمة والمضطربة تحت الماء ويتوقع أن يستخدم تجاريا، بما في ذلك البحرية الأميركية، خلال السنوات القليلة المقبلة.
وقال مشيرا إلى تسرب شركة "بريتش بتروليم" النفطي عام 2010 في خليج المكسيك في حديث نقله موقع "فيز. أورغ" العلمي أن "الروبوتات التي استخدمت تحت الماء أثناء مشكلة حفار (ديب ووتر هورايزون) لم تتمكن من العمل بشكل جيد نتيجة لافتقارها إلى المناورة وتكنولوجيا الاستشعار التي كان بمقدورها المساعدة في إدارة البئر في البيئات غير المستقرة. وكان العاملون يحاولون العمل وسط تجمعات النفط الضخمة الممتزجة بالماء، وهو ما تستطيع الرؤية من خلاله. لكن التقنية المقترحة الجديدة تمتلك القدرة على تغيير كل هذا".
ويحاول ماكايفر العمل ايضا على صناعة نسخة ميكانيكية من نظام الدفع الفريد للسمكة.
ويقول: "تقوم غالبية الأسماك بتحريك زعانفها، وتحريك الجزء الخلفي من جسمها في المياه، التي تدفعها إلى الأمام. لكن أسماكنا لا تسبح بهذه الطريقة فهي تحافظ على جسدها مستقيما ولديها زعنفة بطول جسمها وعلى طول بطنها. والقيام بتحريك تلك الزعنفة، يبدو على الأغلب أشبه بستارة في الريح. وباستخدام تلك الزعنفة تتمكن السيارة من التحرك بصورة بهلوانية دقيقة".
لا تستطيع هذه السمكة السباحة إلى الخلف وفقط، لكنها قادرة على التحرك أيضا في كل الاتجاهات، بما في ذلك التحرك بشكل جانبي وفي كل الزوايا. وهي بذلك تشبه الطائرة الهليكوبتر في المياه. وإذا تمكنا من صنع ذلك فسوف نحظى بمروحية مائية.
يجري العمل في الوقت الراهن على ذلك  ويقول: "ما زلنا نعمل على الدفع عالي المناورة، لكننا على وشك التوصل إلى ذلك".
ساعد ماكايفر أيضا في تطوير "سكيل" Scale، وهو عمل فني لـ "سمكة كهربية مغنية"، ظهر في معارض في هولندا والصين، وذلك سوية مع الفنانة التشكيلية مارلينا نوفاك والمؤلف جاي آلان يم، والفنانين الآخرين وهم من نورثويسترن. ويضم العمل اثني عشر نوعا مختلفا من الأسماك الكهربائية من حوض نهر الأمازون تؤلف جوقة تقدم مجالات كهربية لمصادر نغمات لتجربة سمع بصرية تحت الماء.
ويقول ماكايفر إن "كل سمكة كهربية تطلق مجالا كهربيا، وإذا وضعتها على مكبر صوت، فهو شيء يمكنك سماعه. لا تقوم الأسماك بتوليد صوت، لكنك إن وضعت مكبر الصوت في الماء وتم تضخيمه، يمكنك أن تسمع المكافئ المائي لمجالها الكهربائي. على شكل جوقة من السمك الكهربائي".