يمن مونيتور/اندبندنت عربية
يتطور العلم والتكنولوجيا بسرعة لم نكن لنتصورها، ويقدم العلماء والمهندسون كل عام ابتكارات جديدة ومشاريع ثورية يصورونها بأنها القطعة التالية من المستقبل وستمهد حتماً لتغيير حياتنا.
وهناك ابتكارات نراها الآن استوحاها العلماء من كتب وقصص الخيال العلمي، وهذا يشمل الروبوتات التي يمكنها قراءة العقول، أو العظام المطبوعة ثلاثية الأبعاد فضلاً عن العيون الاصطناعية والتوائم الرقمية وغيرها الكثير.
روبوتات تقرأ الدماغ
لم تعد تقنية قراءة الدماغ مجرد خيال علمي، بل تحسن استخدامها بصورة كبيرة في الأعوام الأخيرة، وأهمها على الإطلاق ما يختبره الباحثون في “المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا” إذ تمكنوا بفضل خوارزمية التعلم الآلي وذراع روبوتية وواجهة كمبيوتر دماغية، من إنشاء وسيلة للمرضى المصابين بالشلل الرباعي تجعلهم يتفاعلون مع العالم.
في الاختبارات التي يجريها علماء المعهد تقوم الذراع الروبوتية بأداء مهمات بسيطة مثل التحرك حول عقبة معينة، ومن ثم تقوم الخوارزمية بتفسير الإشارات من الدماغ باستخدام غطاء تخطيط كهربية الدماغ والتحديد تلقائياً توقيت قيام الذراع بحركة اعتبرها الدماغ غير صحيحة، كالتحرك قرب العائق أو بسرعة كبيرة.
وبمرور الوقت، يمكن للخوارزمية بعد ذلك التكيف مع تفضيلات الأفراد وإشارات الدماغ، وقد يؤدي هذا إلى ابتكار كراسي متحركة يتم التحكم فيها من طريق الدماغ أو أجهزة مساعدة للمرضى المصابين بالشلل الرباعي.
عظام مطبوعة ثلاثية الأبعاد
تتخصص شركة “أوسيفورم” الدنماركية في الطباعة الثلاثية الأبعاد الطبية، إذ تصنع بدائل خاصة بالمرضى لعظام مختلفة من فوسفات ثلاثي الكالسيوم وهي مادة لها خصائص مماثلة للعظام البشرية.
واستخدام هذه العظام المطبوعة الثلاثية الأبعاد سهل بصورة مدهشة إذ يمكن للمستشفى إجراء تصوير بالرنين المغناطيسي لترسله بعد ذلك إلى الشركة التي تصنع نموذجاً ثلاثي الأبعاد للزرع المخصص للمريض المطلوب، وبعدها يقبل الجراح التصميم وبمجرد طباعته يمكن استخدامه في الجراحة.
“توائم رقمية” تتعقب صحتك
قامت شركة “كيو بيو” الأميركية العام الماضي ببناء ماسح ضوئي يقيس مئات المؤشرات الحيوية من مستويات الهرمونات إلى تراكم الدهون في الكبد وصولاً إلى علامات الالتهاب أو أي عدد من أنواع السرطان في حوالى ساعة من الوقت، وتعتزم الشركة استخدام هذه البيانات لإنتاج صورة رمزية رقمية ثلاثية الأبعاد لجسم المريض تُعرف باسم “التوأم الرقمي” التي يمكن تتبعها بمرور الوقت وتحديثها مع كل مسح جديد.
ويأمل الرئيس التنفيذي لشركة “كيو بيو” جيف كاديتز أن يؤدي ذلك إلى عصر جديد من الطب الوقائي الشخصي، إذ لا تساعد الكميات الهائلة المجمعة من البيانات الأطباء على تحديد أولويات المرضى الذين يحتاجون إلى رؤيتهم على وجه السرعة وحسب، ولكن أيضاً على تطوير طرق أكثر تقدماً لتشخيص المرض.
منتجات الألبان المصنعة في المختبر
معظمنا سمع عن اللحوم المزروعة خلية بخلية في المختبر، ولكن ربما ستصدمون حين تعلمون أن هناك عدداً متزايداً من شركات التكنولوجيا الحيوية في جميع أنحاء العالم تبحث في منتجات الألبان المصنعة في المختبر، بما في ذلك الحليب والآيس كريم والجبن والبيض.
ليست صناعة الألبان بصديقة للبيئة، ولا حتى قريبة من ذلك، فهي مسؤولة عن أربعة في المئة من انبعاثات الكربون في العالم، أي أكثر من السفر الجوي والشحن مجتمعين، لذا يعمل الباحثون حالياً على إنتاجها في المختبر أو عبر عملية تخمير بحثاً عن إنتاج بروتينات الحليب كمصل اللبن والكازين.
وقد طُرحت بعض المنتجات بالفعل في أسواق الولايات المتحدة من شركات مثل “بيرفيكت داي” وغيرها، وأثبتت قدرتها على إعادة إنتاج ملمس الحليب البقري العادي وفوائده الغذائية.
إلى جانب ذلك، يعمل الباحثون على إنتاج موزاريلا في المختبر تذوب بصورة مثالية فوق البيتزا، فضلاً عن أنواع أخرى من الجبن والآيس كريم.
طائرات تعمل بالهيدروجين
تعتبر انبعاثات الكربون مصدر قلق كبيراً عندما يتعلق الأمر بالرحلات الجوية التجارية، ولكن هناك حلاً محتملاً لهذه المعضلة تحمله خطط لطائرة تعمل بالهيدروجين ضمن مشروع يُعرف باسم “فلاي زيرو” ويقوده معهد تكنولوجيا الطيران البريطاني بالاشتراك مع حكومة المملكة المتحدة.
توصل المشروع إلى مفهوم لطائرة متوسطة الحجم تعمل بالكامل بالهيدروجين السائل ستكون لديها القدرة على نقل ما يقارب 279 راكباً، وقد يعني ذلك رحلة خالية من الكربون من دون توقف بين لندن وأميركا الغربية أو من لندن إلى نيوزيلندا.
العيون الاصطناعية
كانت العيون الاصطناعية ركيزة أساسية في الخيال العلمي لعقود من الزمن، ولكن الآن بدأت البحوث في العالم الواقعي تجعلها حقيقة عبر مجموعة من التقنيات تهدف لاستعادة البصر الطبيعي للأشخاص الذين يعانون أنواعاً مختلفة من ضعف البصر.
قبل نحو عامين تمكن عدد من الأطباء من زراعة أول قرنية اصطناعية في العالم لرجل أعمى يبلغ من العمر 78 سنة، وعندما تمت إزالة الضمادات استطاع المريض التعرف إلى أفراد أسرته على الفور.
وبالمثل في عام 2020، طور العلماء البلجيكيون قزحية اصطناعية مثبتة على عدسات لاصقة ذكية تصحح عدداً من اضطرابات الرؤية، وهم يعملون حالياً على غرسات دماغية لاسلكية تتجاوز العينين تماماً.
فيما يعمل الباحثون في جامعة “موناش” الأسترالية على تجارب لنظام يرتدي فيه المستخدمون نظارات مزودة بكاميرا، ويتم إرسال البيانات مباشرة إلى الغرسة التي تكون على سطح الدماغ وتمنح المستخدم إحساساً أولياً بالبصر.
الساعات الذكية التي تعمل بعرق الجسم
طور المهندسون في جامعة “غلاسكو” البريطانية نوعاً جديداً من المكثفات الفائقة المرنة التي تخزن الطاقة وتستبدل الإلكترونيات الموجودة في البطاريات التقليدية بعملية التعرق التي يفرزها جسم الإنسان.
يمكن شحن هذه الساعات بالكامل بما لا يقل عن 20 ميكرولتراً من السوائل وهي قوية بما يكفي لتحمل 4 آلاف دورة من أنواع الانحناءات التي قد تواجهها أثناء الاستخدام، ومع امتصاص القماش لعرق مرتديه، تتفاعل الأيونات الموجبة والسالبة في العرق مع سطح البوليمر، مما يخلق تفاعلاً كهروكيميائياً يولد الطاقة.
المزارع العائمة
تتوقع الأمم المتحدة أن يزيد عدد سكان العالم بنحو ملياري نسمة بحلول عام 2050، مما سيخلق طلباً على الغذاء بنسبة 70 في المئة. وبحلول ذلك الوقت، سيعيش 80 في المئة منا في المدن، وسينتج معظم الطعام الذي نتناوله في المناطق الحضرية، لذا فإن المزارع التي ترسو على البحر أو البحيرات الداخلية القريبة من المدن من شأنها بالتأكيد أن تقلل من المسافات البعيدة.
تعمل شركة “فوروارد ثينكينغ أركيتكتشر” الإسبانية حالياً على بناء هيكل عائم من ثلاث طبقات بارتفاع 24 متراً مع ألواح شمسية في الأعلى لتوفير الطاقة بحيث تزرع الطبقة الوسطى مجموعة متنوعة من الخضراوات على مساحة 51 ألف متر مربع، وتتم في الطبقة السفلية تربية الأسماك في مساحة مغلقة، كما يقدر أن تنتج هذه المزرعة العائمة الذكية نحو 8.1 طن من الخضراوات و1.7 طن من الأسماك سنوياً.
الخرسانة الحية ذاتية الشفاء
نجح علماء جامعة “كولورادو بولدر” الأميركية في تطوير ما يسمونه الخرسانة الحية باستخدام الرمل والهلام والبكتيريا، واصفين هذه المادة الإنشائية بأنها تتمتع بوظيفة تحمل الأحمال الهيكلية، وهي قادرة على الشفاء الذاتي وأكثر مواءمة للبيئة من الخرسانة التي تعد ثاني أكثر المواد استهلاكاً على وجه الأرض بعد الماء.
ويعتقد علماء الجامعة أن عملهم يمهد الطريق لهياكل بناء مستقبلية يمكنها شفاء شقوقها، وامتصاص السموم الخطرة من الهواء أو حتى التوهج عند الطلب.
