قفزات صرصور الحقل تسهم في ابتكار روبوتات حديثة
مريلاند (الولايات المتحدة) - يعكف الباحثون بجامعة "جونز هوبكنز" على تحليل قفزات صرصور الحقل بالاستعانة بكاميرات حديثة ذات سرعات فائقة للتعرف على أنماط الحركة لديه.
وقال راجات ميتال أستاذ الهندسة الميكانيكية بالجامعة، إنه يرى أنّ صرصور الحقل أو الجندب ليس مجرد آفة ضارة بل إنّ المبادئ الأساسية لتصميم جسمه قد تسهم في ابتكار روبوتات صغيرة رشيقة ذات قدرة على التحرك وسط التضاريس الوعرة وأنقاض الزلازل.
وتشير المعلومات العلمية إلى أنه بمقدور الجندب أن يقفز إلى ارتفاعات تعادل طول جسمه نحو 60 مرة، لذا فقد كان السؤال الذي يراود "ميتال" "كيف يتسنى لها القفز إلى هذه الارتفاعات والمسافات الطويلة ؟ وكيف يمكن لهذه الحشرات التحكم في وضعها حتى تتمكن من الهبوط على أرجلها سالمة؟".
وظل "ميتال" و"إيميلي بالمر"، مساعدته في قسم الهندسة الميكانيكية، يدرسان مدى تعقيد قفزات الجندب طيلة ثمانية أشهر باستخدام كاميرات سريعة اللقطات للوقوف على تفاصيل الحركة وهي في غاية الدقة.
وقال ميتال: "التقطت مقاطع فيديو دقيقة وتفصيلية تتراوح بين 300 و400 لقطة في الثانية الواحدة حتى يتسنى لنا بالفعل تحليل قفزاته بدقة متناهية والبدء في رصد كل الحركات والسكنات منذ انطلاقه وحتى لحظة هبوطه".
وقالت "بالمر" إنّ عملية التصوير وحدها لم تكن تمثل التحدي الوحيد بل هي محاولة الحصول على "القفزة النموذجية".
وقالت: "خلال القفزة الكاملة كنا نسعى لرصد موقع مركز الثقل الذي كان معدة الجندب ورأسه وذيله في أغلب الأحوال وكنا نرصد هذه المراكز الثلاثة في كل لقطة علاوة على جميع مفاصل الصرصور. لذا فكان لدينا الكثير من المراكز ونظرا لصغر حجم الجنادب كنا في حاجة إلى برمجيات دقيقة للغاية للمساعدة في عملية الرصد".
وكان يجري عرض لقطات الكاميرات الثلاثة بالتصوير البطيء وببرمجيات معينة لتسجيل انطلاق الجندب وهبوطه.
وقال "ميتال" إنه دهش عندما وجد أنّ قفزات الحشرة تشبه راقص الباليه، لكن المهم هو أنها كانت تنجح في الهبوط على أرجلها.
وأضاف إنها كانت تميل إلى الانطلاق ودفع كل شيء للوراء لتحتفظ بوضع مستو "وبعد ذلك تتخذ وضعاً لبسط أطرافها ثم تبدأ في إحداث التوازن في الجو ومحاولة الدوران في الهواء والاستقرار لذا فإنّ جميع هذه الحركات الراقصة الرشيقة تعيد إلى الذهن مشاهدة رقص بديع للباليه".
وقال الباحثون إنّ مقاطع الفيديو بالتصوير البطيء أوضحت أنه خلال الطيران كانت الجنادب تستخدم أطرافها لتحقيق استقرار لأوضاعها والتأهب للهبوط.
وتم ابتكار نماذج مجسمة بالبرمجيات لتوضيح حركة كل جزء من أجزاء جسم الحشرة خلال عمليتي القفز والهبوط. وقال ميتال إنّ هذا النوع من القفز والحركة سيكون فعالا خلال محاولة السير وسط تضاريس وعرة مثل أنقاض الزلازل.
وعرض الفريق البحثي نتائج دراسته، خلال الاجتماع السنوي الثامن والستين لقسم ديناميكا الموائع في الجمعية الفيزيائية الأمريكية الذي عقد في الآونة الأخيرة في بوسطن.
وقال "ميتال" إنه بعد بحوث ستستمر بضعة أشهر وفهم كامل لحركة الجندب سيعمل فريقه البحثي لابتكار روبوتات ترتكز على أساس مبادئ تلك الحركة.
