بدلة غوص جديدة مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد تسمح لصراصير سايبورغ بالتنفس تحت الماء لمدة ثلاث ساعات
إذا كان شخص ما محاصرًا تحت الأنقاض الموحلة التي غمرتها الفيضانات في منطقة الزلازل، فإن آخر شيء يتوقع أن يراه يأتي لإنقاذه هو صرصور عملاق. وفي تطور مثير للاهتمام، قام العلماء ببناء “بدلة غوص” مطبوعة ثلاثية الأبعاد لصراصير سايبورغ التي يتم التحكم فيها عن بعد. صرحت جامعة نانيانغ التكنولوجية (NTU) في سنغافورة وجامعة واسيدا في اليابان أن هذا الجهاز المبتكر يمكن أن يسمح للحشرات بالتنفس والبقاء على قيد الحياة والتنقل تحت الماء أو في بيئات منخفضة الأكسجين لمدة تصل إلى ثلاث ساعات. ومن المحتمل أن تحول الحشرات الآلية الأرضية إلى أدوات برمائية مثالية لمهام البحث والإنقاذ في مناطق الكوارث التي غمرتها الفيضانات. التغلب على حاجز المياه في السنوات القليلة الماضية، كان علماء الروبوتات يخترقون الصراصير. وقد تم ذلك عن طريق ربط حقائب ظهر إلكترونية مصغرة وتشغيل أقطاب كهربائية على هوائيات الحشرات، ومن خلال قيام المعالجين بدفعها لاسلكيًا إلى اليسار أو اليمين. ومع ذلك، كان هناك تحدٍ واحد: لم تتمكن هذه الروبوتات الحيوية الهجينة من السباحة أو التنفس تحت الماء، لذلك ظلت البيئات المغمورة بالفيضانات غير قابلة للعبور تمامًا. تتنفس الصراصير من خلال ثقوب مجهرية على طول أجسامها تسمى الفتحات التنفسية. أسقط صرصورًا آليًا في أنبوب تصريف مغمور بالمياه، أو في بركة عميقة، أو في خراب غارق في العواصف، وسيختنق في غضون دقائق. احتاج الفريق الهندسي إلى تصميم خزان أكسجين لا يثقل كاهل الحشرات. ومن ثم، تم تصميم نظام دعم الحياة الكيميائي خفيف الوزن ومكتفي ذاتيًا، والذي يولد الأكسجين عبر تفاعل كيميائي. أدى هذا النهج إلى تقليل الحمولة المادية إلى الحد الأدنى، مما يوفر مصدرًا صالحًا للتنفس دون إثقال كاهل الحشرة. وقال البروفيسور شينجيرو أوميزو، كلية العلوم الإبداعية والهندسة بجامعة واسيدا: “كان التحدي الهندسي الرئيسي هو بناء نظام صغير وخفيف ومرن بما يكفي لترتديه الحشرة، بينما لا يزال ينتج ما يكفي من الأكسجين للحركة طويلة الأمد تحت الماء”. وأضاف أوميزو: “يجمع نهجنا بين غلاف ناعم مقاوم للماء ومولد أكسجين كيميائي بسيط وموثوق. وهذا يسمح للحشرة بالاحتفاظ بحركتها الطبيعية مع حمايتها من بيئة لا يمكنها البقاء فيها بشكل طبيعي”. يقوم النظام بتوليد هواء قابل للتنفس أثناء الحركة باستخدام حقيبة ظهر من الراتنج مطبوعة ثلاثية الأبعاد مقاس 10 × 10 ملم. وفي الداخل، تعمل إسفنجة صغيرة مغلفة بثاني أكسيد المنغنيز كمحفز، حيث تقوم بتحطيم بيروكسيد الهيدروجين السائل المحقون بشكل ثابت. يطلق هذا التفاعل الكيميائي الخاضع للرقابة غاز الأكسجين، والذي يتم توصيله بعد ذلك مباشرة إلى الفتحات التنفسية للحشرة عبر أربعة أنابيب سيليكون ناعمة، مع إغلاق الماء تمامًا. مهمة البحث والإنقاذ نجح الإعداد في إبقاء الصراصير نشطة داخل أنابيب الاختبار المغمورة لعدة دقائق. مجموعات التحكم بدون البدلة غرقت بسرعة. والجدير بالذكر أن أنابيب السيليكون تلتصق بشكل آمن بالفتحات الصدرية ويمكن تقشيرها دون التسبب في إصابة أو آثار ضارة للعينات. أثناء الاختبارات المعملية، أظهرت الصراصير التي ترتدي البدلة خفة الحركة من خلال اجتياز مسارات العوائق التي تضمنت غرفًا مملوءة بثاني أكسيد الكربون وأنفاقًا غمرتها المياه بالكامل. وبحسب ما ورد، حافظ السايبورغ على سرعات عالية عبر كلا التضاريس، حيث تحرك بسرعة 87.5 ملم في الثانية على الأرض وبالكاد تباطأ إلى 78.4 ملم في الثانية تحت الماء. تعتبر هذه الترقية البرمائية أمرًا بالغ الأهمية للاستجابة لحالات الطوارئ الحديثة. نادراً ما تكون مواقع الكوارث الحقيقية جافة. وتحول الأمطار الغزيرة وانفجار الأنابيب البنية التحتية المنهارة إلى مستنقع من الفراغات الضيقة نصف المغمورة. لقد شهدت الصراصير الآلية بالفعل نشاطًا ميدانيًا، حيث ساعدت جهود الإنقاذ خلال زلزال مدمر بلغت قوته 7.7 درجة على مقياس ريختر في ميانمار. تضمن قدرة الغوص الجديدة هذه عدم إيقافهم بسبب الفيضان المفاجئ. وبعد ذلك، يخطط فريق البحث لترقية البدلة من خلال دمج أجهزة الاستشعار الحرارية وأنظمة الملاحة مباشرة في تصميمها. ونشرت الدراسة في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز.
تم النشر: 2026-07-06 14:13:00
