صراصير سايبورغ يمكنها وخزك بإبر

حشرة تعرف بالفعل كيف تتحرك

لعقود، يسعى العلماء لتطوير حشرات سايبورغ، أي حشرات معدلة بواجهة إلكترونية. بالنسبة لتي ثانغ فو-دوان، مدير مختبر البيوروبوتيكس في جامعة كوينزلاند في بريسبان، تقدم هذه الحشرات « اختصارًا لتجاوز بعض أصعب مشكلات علم الروبوتات ». ويقول إن بناء روبوت بحجم حشرة قادر على « التحرك بموثوقية وسط الأنقاض، وتجاوز الأسطح غير المنتظمة، والنهوض بعد السقوط، وحمل طاقته الخاصة، مع وجود مساحة كافية لأجهزة استشعار مفيدة » يبقى « صعبًا بشكل استثنائي ».

بدلاً من إعادة إنتاج كل جزء من جسم الحشرة ميكانيكيًا، يمكن للباحثين إذن زرع واجهة إلكترونية على حيوان يمتلك هذه القدرات بالفعل. أظهرت أعمال سابقة إمكانية توجيه خنافس وعث، لكنها كانت تعمل في الغالب كمنصات استشعار سلبية.

في عام 2023، تحدث فو-دوان وزملاؤه عن حشرات سايبورغ للبحث والإنقاذ قبيل المؤتمر الدولي IEEE للروبوتات والأتمتة (ICRA). وتساءلوا وقتها: « ماذا يحدث بعد أن تجد الحشرة ضحية محاصرة؟ » هل يمكنها أن تتجاوز مجرد تحديد الموقع وتقدم شكلاً من المساعدة بينما تحاول فرق الإنقاذ الوصول إليها؟

صراصير عملاقة في خدمة الإنقاذ

للإجابة على هذا السؤال، عمل الباحثون مع صراصير عملاقة تحفر (Macropanesthia rhinoceros)، الأصلية في أستراليا. كانوا بحاجة إلى حشرة قادرة على حمل حمولة كبيرة، تزيد عن نصف وزنها. بوزن يقارب 40 غرامًا، تُعد هذه النوع أثقل صرصور في العالم، وحجمها الكبير يسهل تركيب الواجهات.

زُودت الصراصير بإلكترونيات خفيفة الوزن، تشمل أقطابًا كهربائية مزروعة في قرون الاستشعار وفي زوائد صغيرة تشبه الذيل تسمى السيرسي. عند تفعيلها لاسلكيًا باستخدام عصا تحكم ألعاب فيديو، تتيح هذه الأقطاب تدوير الحشرة لليسار أو اليمين، أو جعلها تمضي قدمًا أو إيقافها.

حملت بعض الحشرات كاميرا لاسلكية، بينما حملت أخرى حاقنًا يُتحكم به عن بعد. يدفع نابض محقنة مليئة بالدواء نحو هدف قريب. ثم تولد تفاعل كيميائي داخل المحقنة دفقة من ثاني أكسيد الكربون، يدفع ضغطها المحتويات إلى الهدف. صُممت البارابورغ للعمل كفريق، حيث يحمل بعضها كاميرا، ويحمل البعض الآخر حاقنًا محملاً بأدوية قد تكون منقذة للحياة.

اختار العلماء عدم الجمع بين الكاميرا والحاقن على صرصور واحد، لأن الوزن والحجم كانا قد يعيقان حركته على أرضية معقدة. كما أن هذه الإلكترونيات المزدوجة كانت ستزيد من استهلاك الطاقة، مما يقلل من مدة التشغيل. لذا يتصورون نهجًا يعتمد على السرب، مع سايبورغات متخصصة بأدوار مكملة.

خلال اختبارات الجدوى، نجحت البارابورغ في اجتياز 2.5 متر عبر ثلاث نقاط تفتيش، قبل إطلاق إبرها على هدف من السيليكون مقاس 8 × 10 سنتيمترات. من أصل 25 محاولة، أكملت الصراصير المسار في كل مرة ونجحت في الحقن في 72% من الحالات.

تحديات عملية لا تزال كثيرة

يرغب فو-دوان وزملاؤه الآن في حل عدة مشكلات عملية: التعويض عن حركات الضحايا، وإقامة اتصالات لاسلكية موثوقة داخل هياكل منهارة، وتوجيه السايبورغات أثناء عبورها بيئات مليئة بالحطام والغبار. سيصبح الاستقلالية، حسب قوله، ذات أهمية متزايدة، خاصة إذا أراد الباحثون توجيه عدة سايبورغات في وقت واحد.

يذكر الباحث أن هذه الحشرات تبقى كائنات حية. ويوضح: « لا نوجهها مثل روبوتات بعجلات تقليدية. يؤثر التحفيز الكهربائي على اتجاهها، لكن الحشرة تولّد وتتحكم بجزء كبير من حركتها الخاصة ». للتعويض عن هذه العشوائية، ستحتاج البارابورغ إلى أنظمة مدمجة أكثر تطورًا، قادرة على تحديد موقعها ومراقبة أفعالها.

كما يحرص فو-دوان على وضع نطاق هذه الأعمال في منظورها الصحيح: « لا نقترح أن هذا جهاز طبي جاهز للاستخدام على البشر اليوم ». يبقى اختيار الأدوية والجرعات، والتعقيم، وسلامة الإبر، والموثوقية، واللوائح التنظيمية، أسئلة مفتوحة.