استكشاف البحار باستخدام السيبرانجات الجيلاتينية ذات الطاقة الذاتية على عكس الأسماك التي تملك عظاماً، تفتقر الجيلاتينيات (الهلاميات البحرية) إلى العظام ولديها شبكة أعصاب بدائية فقط، ومع ذلك يمكنها السفر لمسافات طويلة بإنفاق طاقة قليلة. إن حركة الجيلاتينيات الهادئة في الماء تعود إلى حلقة من العضلات داخل جسمها الناعم، والتي تخلق تياراً بسيطاً يدفعها للأمام. يشير العلماء إلى هذا القدرة الفطرية باسم "الذكاء الجسدي"، مما يعني أن هيكل الكائن الحي يلعب دوراً في حل المشكلات. عند الاستفادة من هذه الحركة، توفر الجيلاتينيات الوسائل الفعالة لمراقبة الشعاب المرجانية، تتبع تسربات النفط، ومتابعة اتجاهات المناخ. "الجيلاتينيات السيبرانية" تحتاج إلى طاقة قليلة ولا تعمل بمotors، مما يحد من الأثر البيئي المرتبط بالأساليب الحالية لدراسة المحيطات الشاسعة. في دراسة جديدة، تمكن فريق بحثي بقيادة الدكتور داي أوواكي، أستاذ مشارك في قسم الروبوتات بجامعة توهوكو، من تعديل سلوك السباحة للجيلاتينيات باستخدام نبضات كهربائية خفيفة. بالإضافة إلى ذلك، استخدموا نموذجاً صناعياً خفيف الوزن للذكاء الاصطناعي (AI) للتنبؤ بسرعة السباحة لكل جيلاتينية. توضح نتائج الدراسة، التي نُشرت في مجلة Nature Communications، الإمكانات التعاونية بين الحيوانات البحرية ذات الجسم اللين وأنظمة الإلكترونيات الأساسية في البيئات المائية، مع الحفاظ على أسلوب السباحة الطبيعي للحيوانات. يقول أوواكي: "طرح فريقنا بحثي أسئلة مترابطة: هل يمكننا تحديد نمط من النبضات الكهربائية التي تقبلها الجيلاتينيات، مما يمكنها من السباحة بسرعات محددة دون إجهاد زائد؟ وهل يمكننا بعد أن تستجيب الجيلاتينيات لهذه الإشارات، تطوير أداة ذكاء اصطناعي صغيرة قادرة على التنبؤ بحركتها في أي اتجاه؟ من خلال الإجابة على هذه الأسئلة، يمكننا فتح الطريق لاستكشافات محيطية منخفضة الطاقة وصديقة للبيئة." ضم الفريق أيضاً الدكتور ماكس أوستن، أستاذ مساعد، والدكتور كوهاي ناكاجيما، أستاذ مشارك، من قسم الميكانيكا والمعلوماتية في كلية العلوم والتكنولوجيا المعلوماتية بجامعة طوكيو، بالإضافة إلى شوهي إكيدا وكازويا أوكوزومي من حوض كامو في مدينة تسوروока بمحافظة ياماغاتا. وضع الفريق أlectrodes صغيرة على حلقة العضلات في الجيلاتينيات وأرسل نبضات كهربائية خفيفة كل 1.5 إلى 2 ثانية. تم تسجيل كل حدث سباحة باستخدام كamera واحدة مع مرآتين اثنتين، وتم إعادة بناء المسار ثلاثي الأبعاد على جهاز كمبيوتر محمول. أثبتت النبضات الأكثر فعالية أنها تتوافق مع نسق الجيلاتينيات الطبيعي، مما أدى إلى زيادة سرعة السباحة. تم بعد ذلك إدخال هذه البيانات إلى نموذج ذكاء اصطناعي خفيف يدمج جسد الجيلاتينية كجزء أساسي من النظام الحاسوبي. أظهر النموذج دقة كافية في التنبؤ بالسرعات المستقبلية في جميع الاتجاهات العرضية. يضيف أوواكي: "كنا مدهوشين باكتشاف أن أكثر الإشارات التحكم فعالية كانت ليست النبضات السريعة، بل تلك التي تعكس نسق الجيلاتينيات الطبيعي. كانت المحاولات باستخدام نبضات أقوى أو أسرع تؤدي إلى انخفاض كفاءة السباحة وحركة غير منتظمة، مما يؤكد أهمية التناغم مع إيقاعات الطبيعة بدلاً من مواجهتها." تعد فكرة الكائن الحي كجهاز حاسوبي قد تبدو كالخيال العلمي، لكنها لها إمكانات لثورة في عدة مجالات. في الروبوتات، يمكن أن تلهم الجيلاتينيات ذات الجسم اللين ابتكارات في تصميمات تتميز بالشفاء الذاتي والمرنة. في أبحاث المناخ، يمكن أن تتنقل أسطول من الجيلاتينيات السيبرانية في المحيطات لفترات طويلة، رسم خرائط للدرجة الحرارية، والملوحة، وتلوث البلاستيك دون الحاجة إلى بطاريات. وبالتالي، تربط هذه الدراسة العلوم البحرية والهندسة من خلال تطوير مسبح سيبراني فريد ورفيع. تقييم الحدث من قبل المختصين: يرى العديد من الخبراء في مجال الروبوتات والهندسة البيئية أن هذه الدراسة تفتح آفاقاً جديدة في استخدام الحيوانات البحرية لتحقيق أغراض علمية وتكنولوجية. يتميز المشروع بقدرته على الحفاظ على البيئة من خلال استخدام طاقة أقل وتأثير بيئي محدود مقارنة بالطرق التقليدية. كما أنه يمثل خطوة هامة نحو تطوير تقنيات تتناغم مع الأنظمة الحيوية بدلاً من إزعاجها. نبذة تعريفية عن جامعة توهوكو: تعد جامعة توهوكو من أشهر الجامعات اليابانية وأقدمها. تأسست عام 1907 وهي تتمتع بسمعة علمية ممتازة في مجالات العلوم والتكنولوجيا. تركز الجامعة على البحث العلمي والإبداع التكنولوجي، وتعمل على تطوير حلول مبتكرة لتحديات العالم الحديث، بما في ذلك البيئة والروبوتات.