علماء يستخدمون قفز العناكب لصُنع ريبوتات تُسيطر على الآفات

درّب العلماء عنكبوت على القفز في محاولة للكشف ومعرفة أسرار الكيفية التي تصطاد بها العناكب، إذ تم تعليم العنكبوت الأنثى، الملقبة بـ"كيم"، القفز على ارتفاعات مختلفة ومسافات من قبل الباحثين الذين وضعوها على بعد قفزة قصيرة من عشها وانتظروا حتى قفزت إلى البيت. من خلال تسجيل الحركات البهلوانية لها بالكاميرات عالية السرعة، تعلم الباحثون أن هذا النوع يستخدم استراتيجيات القفز المختلفة اعتمادًا على التحدي الذي يواجهه.

ويأمل الفريق في استخدام النتائج التي توصلوا إليها لإنشاء فئة جديدة من الروبوتات الصغيرة التي تقفز مثل العناكب برشاقة، وقال الباحثون إنه بالإضافة إلى الاستفادة منها في التطبيقات العسكرية، يمكن استخدام هذه الروبوتات للسيطرة على الآفات الحشرية أو حتى تنظيف منزلك.

استخدام قفز العناكب في صنع ريبوتات للكثير من التطبيقات

قال الدكتور بيل كروثر، وهو باحث في علم الروبوتات في جامعة مانشستر وشارك في تأليف الدراسة، للديلي ميل: "لقد اعتدنا استخدام روبوت لبناء السيارات، ولكن هناك المزيد من التطبيقات في الطريق.. لقد فكرنا في مكافحة الآفات الطبيعية بالربيوتات بدلا من رش المواد الكيميائية للتخلص منها مثل الحشرات الخضراء، كان بإمكاننا أن نجعل الروبوتات الصغيرة تقوم بالمكافحة بدل من رش المواد الكيميائية".

وأضاف "من الواضح أن هناك تطبيقات دفاعية وتطبيقات عسكرية أخرى أيضا. في المستقبل، يمكن أن تكون ضد الأشخاص الذين يستخدمون أجهزة مشابهة، لذلك قد نحتاج إلى هذه الروبوتات لمواجهة الروبوتات الأخرى".

وأوضح الباحثون في مانشستر أن عملهم يمكن أن يساعد العلماء على فهم سبب تطور تشريح العنكبوت وسلوكه بالطريقة التي تطور بها، وقال الدكتور مصطفى نبوي، المؤلف الرئيسي للدراسة: "ينصب تركيز العمل الحالي على قدرة القفز غير العادية لهذه العناكب".

ويمكن أن يقفز عنكبوت ستة أضعاف طول جسمه، بينما أفضل ما يمكن الإنسان تحقيقه هو 1.5 طول جسم، وقال الدكتور نبوي إن "القوة التي يملكها العنكبوب على الساقين عند الإقلاع يمكن أن تصل إلى خمسة أضعاف وزنه، وهذا أمر مذهل، وإذا تمكننا من فهم هذه الميكانيكا الحيوية، فيمكننا تطبيقها على أبحاث أخرى".

وأضاف الدكتور نبوي أن "الروبوتات المصغرة التي تم تصميمها بعد قفز العناكب يمكن استخدامها لأغراض متنوعة في الهندسة والتصنيع المعقدين"، وقال إنه يمكن نشر الروبوتات العنكبوتية في بيئات مجهولة لتنفيذ مهام مختلفة".

العنكبوت "كيم" تنتمي إلى نوع من العناكب القافزة

تنتمي كيم إلى نوع من العناكب القافزة المعروفة باسم Phidippus regius، أو "Regal Jumping Spider'

. وقال باحثون إن العلماء اشتروا أربعة من العناكب من متجر للحيوانات الأليفة في مانشستر لإجراء الأبحاث، لكن كيم كانت الوحيدة التي أبدت أي ميل للقفز كما هو مطلوب، وتم تدريبها على القفز بالطلب من ارتفاعات مختلفة ومسافات معينة، بينما تم تسجيل قفزاتها بكاميرات عالية السرعة. قال الباحثون إنهم لم يستخدموا الطعم أو الفريسة لإغراء كيم بتوسيع القفزات، بل نقلوا العنكبوت بين منصات الإقلاع والهبوط عدة مرات، مما سمح لها بالتعرف على كل قفزة، ثم قاموا بإغرائها عبر كل مسافة بوضعها بالقرب من عشها.

وعرف العلماء منذ أكثر من 50 عامًا أن العناكب تستخدم الضغط الهيدروليكي الداخلي لتوسيع أرجلهم، ولكن لم يعرف بعد إذا ما تقوم العناكب باستخدام هذا الضغط الهيدروليكي لتعزيز قوة العضلات أو استبدالها عندما تقفز، وقال الدكتور كروثر: "تشير نتائجنا إلى أنه في حين تستطيع كيم تحريك ساقيها هيدروليكيا، فهي لا تحتاج إلى طاقة إضافية من المكونات الهيدروليكية لتحقيق أداء القفز غير العادي لها، وهكذا، يبقى دور الحركة الهيدروليكية في العناكب تساؤلا مفتوحا".​