روبوت على شكل "السمندل" يساعد العلماء فى كشف أسرار الحبل الشوكى للفقاريات

ابتكر علماء الروبوت فى سويسرا نسخة من حيوان السمندل يمكنها أن تقلد بدرجة فائقة من الدقة هذا الحيوان البرمائى فى الكثير من حركاته وسكناته علاوة على القدرة على السباحة تحت الماء.

ويتعشم الباحثون أن يتيح هذا الروبوت المسمى (بلوروبوت) لعلماء الأعصاب إطلالة جديدة لفهم الطريقة التى يستخدمها الجهاز العصبى لتحقيق فكرة التوافق العضلى والعصبى لدى الفقاريات.

وابتكر الباحثون بمختبر تابع للمعهد الاتحادى السويسرى فى لوزان (بلوروبوت) فى اطار ابتكارات سابقة لمختلف أنواع الروبوتات الحيوية وأشرف على البحث والابتكار الباحث اوكى ليسبيرت الذى شرح سبب كون السمندل مخلوقا بهذه الدرجة من الأهمية للعلماء.

وقال ليسبيرت "إنه حيوان برمائى مهم من حيث وجهة نظر النشوء والارتقاء فهو أقدم فى نشأته من التماسيح والديناصورات وإذا نظرت إلى السمندل الحديث فسترى أن شكله الظاهرى وشكل جسمه قريب الشبه للغاية من حفريات الفقاريات الأرضية الأولية، لذا فإن دراسة السمندل الحديث يمكن أن تفتح لنا نافذة على الزمن لدراسة جميع الأسلاف البرية للفقاريات بمن فى ذلك الإنسان".

وأضاف أن (بلوروبوت) يمثل نموذجا مثاليا للتحقق من فرضيات نظرية النشوء والارتقاء ومنها كيف أتاحت التحورات التى طرأت على الحبل الشوكى لأسلاف هذا المخلوق التطور من كائن يتحرك فى الماء إلى آخر يدب على سطح الأرض.

وحتى يتسنى للباحثين صنع (بلوروبوت) استعانوا بتقنيات متطورة فى فنون التصوير السينمائى بالأشعة لرسم التصميم البيولوجى للسمندل الحقيقى بدرجة عالية من الدقة مع استخدام الأشعة السينية الثلاثية الابعاد لتسجيل حركات الكائن اثناء سيره على الأرض وسباحته تحت الماء.

ورصدوا 64 نقطة للهيكل العظمى للسمندل ليتعرفوا على المفاصل النشطة وتلك الخاملة فى أى وقت من أجل محاكاة حركاته فى نماذج كمبيوتر ثلاثية الأبعاد. ثم قاموا بتوظيف هذه المعلومات فى ابتكار نموذج روبوت بمفاصل وعضلات تتحرك بنفس حركات السمندل الحقيقى.

يصف المهندسون (بلوروبوت) بأنه من أدق الحيوانات الروبوتية التى ابتكرت حتى الآن ويقول ليسبيرت "سجلنا بالفعل جميع حركات العظام مع الاستعانة بنماذج الكمبيوتر للإحاطة بكل هذه الحركات ثم قمنا بابتكار روبوت ربما يكون أقرب ما يكون للحيوان نفسه. وبوسعى القول إنه أمر فريد من نوعه لمحاكاة المعلومات الخاصة بالسير والسباحة وأنواع السلوك الأخرى بهذا المستوى من الدقة".

ويتيح تصميم نموذج (بلوروبوت) للعلماء اختبار النماذج الرياضية الأكثر تطورا للجهاز العصبى الحركى لاستكشاف مختلف المهارات الحركية وقال ليسبيرت أن هدفهم الرئيسى هو تكوين فهم أفضل للوظيفة المعقدة للحبل الشوكى للإنسان.

وقال ليسبيرت "من خلال فك شفرة هذا الحيوان البدائى نأمل أن نسهم فى فهم كيف تسير الثدييات ومنها الإنسان، وأن نفهم أيضا مدخلات ومخرجات العلاقات الخاصة بالحبل الشوكى".

ويتعشم الباحثون أن يتيحوا لعلماء الأعصاب نموذجا دقيقا لاختبار مدى صدق النظريات بما فى ذلك كيفية قيام الحبل الشوكى باستقبال اشارات السيال العصبى ما قد يساعد فى تطوير علاجات لتنشيط النخاع الشوكى لمرضى الشلل.

ويفيد التصميم الفريد لهذا الروبوت بما فى ذلك مركز الثقل المنخفض والأرجل ذات المفصلات فى توظيفه فى تطبيقات برمائية ذات خواص للسير والسباحة والزحف مثل عمليات البحث والإنقاذ بالروبوت لقدرته الفريدة على مرونة الحركة وسط التضاريس الوعرة والمبانى المنهارة والحيز الضيق على البر وفى البحر دون أن يفقد توازنه.

وتم بالفعل فى الآونة الاخيرة عرض نموذج (بلوروبوت) فى المهرجان السنوى الخامس للعلوم فى سان فرانسيسكو.