جسور مستوحاة من النمل للإنقاذ بعد الكوراث

كل فترة منسمع شي جديد اكتشفوه العلماء عن النمل... لكن شي مرة تخيلتوا انو ممكن يكون النمل عوّامة أو جسر...أو ممكن يرشدنا النمل لطريقة نخفف فيها من آثار الكوارث الطبيعية بشكل حقيقي؟

يقوم النمل الناري بالتجمع على بعضه لتفادي الفيضانات وعبور الأنهار وتجاوز النيران، أي أنّه يقوم-حرفياً-بصنع واصلات وارتباطات لتشكيل طوّافات وجسور في نموذج فذّ للتعاون الاجتماعي والفيزياء الحيوية.

يقوم المهندسون الآن بدراسة مكثفة عن تقنيات النمل المعمارية، والتي تمهد السبيل نحو اتباع اسلوب جديد لمصممي الروبوت(الرجل الآلي) وعلماء المادة. لفهم خصائص الهياكل التي يشيدها النمل، عمل الخبراء على مراقبة سطوح تكتلات النمل وتركيبة البناء والمفاصل الموجودة تحت السطح.

قام العلماء بجمع مستعمرات النمل عن طريق تجريفها -بما تحوي من الأوساخ وكل ما إلى ذلك- في سطول. وضعوا حوالي 100 نملة، بعد فصلهم عن التراب، في كوب وقاموا بتدويره دافعين النمل لتشكيل كرة (تجمَّعَ النمل على بعضه كالعجينة -دون الحاجة إلى ماء). ثم جمّد الباحثون الكرة بواسطة النتروجين المسال لفحصها على ماسح تصوير مقطعي دقيق محوسب كي يخرجوا بصورة ثلاثية الأبعاد لها. لكن حرارة الماسح صهرت الكرة محولة اياها إلى كومة من النمل الميت.

وبعد أشهر من التجارب مع تقنيات لحفظ تلك الكرة متماسكة، وجد الباحثون إيحاءً في الكوكاكيين المخدر، تحديدا في طريقة تبخير المخدّر لاستنشاقه، "قام الخبراء بنفس العملية لكن مع الصمغ بدل المخدر. سخّن الباحثون الصمغ في وعاء من الألمنيوم فوق لهب، والكرة المُجَمَّدة معلّقة على شبك فوقه، فارتفع بخار الغراء وغطّى النمل بشكل خفيف.

شبكات اجتماعية

وجد الخبراء أن النملات تماسكت مع بعضها بواسطة بطانات لاصقة على أقدامها، ثم قامت بمد أرجلها المتماسكة لتشكيل جيوب من الهواء. كما أنها عملت على توجيه نفسها بحيث تكون عمودية على بعضها البعض وبحيث توزع ثقلها مُشَكِّلةً بنية خفيفة قادرة على العَوْم. ويبدو أن ذلك التشكيل يستفيد من الحجوم المختلفة للنمل، حيث تقوم النملات الأصغر بملء الشقوق بين تلك الأكبر منها لتزيد بذلك التوصيلات بين بعضها. تقوم النملة الواحدة بمعدل 14 اتصال مع النملات المجاورة. هذه الدراسة منشورة في صحيفة "Experimental Biology".

شركة "Radhika Nagpal"والتي قامت بتصنيع روبوتات مستوحاة من الأحياء تقول بأن النمل هي نموذج عظيم لروبوتات نموذجية. هناك الكثير من النتائج المثيرة للاهتمام كحصيلة لهذا العمل.

تخيَّلوا روبوتات لازمة لبناء حاجز أو ردم حفر خلال الكوارث". بدلاً من بناء روبوت مثالي واحد يستكشف المصممون إمكانية بناء "مستعمرة" من الروبوتات البسيطة التي تستخدم أجسادها والاتصالات فيما بينها لبناء هياكل جديدة. استخدمت معظم المشاريع في هذا السياق روبوتات ذات أشكال هندسية ووصلات دقيقة، لكن النمل لا يقوم بإنشاء شبكة مثالية، وذلك يقترح نهجاً أكثر ليونة وعضوية تكون فيه أشكال الروبوتات متنوعة وغير مُنتظمة، والاتصالات بينها غير دقيقة.

يعتقد الخبراء بأن خصائص هياكل النمل قد لا تخبرنا فقط عن تصميم حشود من الروبوتات، وإنّما أيضاً تزوّدنا بمعلومات لتصميم مواد "ذكية" تتجمع مع بعضها استجابة لدرجة الحرارة، الضوء، أو متغيرات أخرى. يعمل الخبراء على إدخال تراكيب أكبر من النمل ذات أشكال وظيفية واضحة كالجسور أو الطوّافات أو أشكال أخرى إلى ماسح أكبر للبدء في شرح خصائص الأشكال الوظيفية المختلفة. "عندما تُجَمَّد وتُطلى بالغراء فإنها تدوم طويلاً."

كما قال أحد الباحثون مازحاً بأنه يوماً ما سيكون لدينا متحف مُصَغَّر لهياكل النمل.

وانتم ماذا تعتقدون أننا نستطيع ان نتعلم من النمل؟

لمتابعة باقي أجزاء سلسلة #محاكاة_الحياة #البيوميمكري

هنا

هنا

هنا

هنا

هنا

هنا

المصدر: هنا

مصدر الصورة: هنا