أجنحة الفراشات المحلقة.. ديناميكا فريدة وبراعة في التصميم

على عكس الطيور أو النحل، تُظهر الفراشات حركات تحليق تبدو عشوائية ومتقطعة لكنها أبعد ما يكون عن ذلك، حيث يعود هذا النمط الغريب من الطيران في المقام الأول إلى التحكم الفريد في ميل الجسم.
وفي دراسة جديدة بدورية "فيزيكس أوف فلويدز" قام العلماء من جامعة بيهانغ الصينية بدراسة نمط طيران فراشة الملفوف الأبيض (بيريس رابي) وذلك لفهم تلك الآلية.
وللتوصل إلى هذه النتائج، استخدم الباحثون كاميرات عالية السرعة لتصوير الفراشات وهي تحلق بكل الأوضاع الممكنة.
وبعد ذلك، حلل الذكاء الاصطناعي آلاف الإطارات في الثانية من بيانات الطيران، وتتبع حركات الجسم ومواضع الأجنحة بتقنية ثلاثية الأبعاد، مما سمح للعلماء برؤية كيفية حدوث تغيرات درجة الميل في الوقت الفعلي أثناء الطيران، دون إزعاج الحشرة.
شيء مختلف
يعرف ميل الجسم بأنه زاوية جسم الفراشة بالنسبة للأرض، وتخيل الأمر كما لو كنت تميل جسمك للأمام أو للخلف أثناء محاولة البقاء في مكانك، فسيؤثر ذلك بالطبع على وضعك وقد تقع.
وتحوم معظم الكائنات الطائرة عن طريق إبقاء أجسامها بزاوية ثابتة (ميل جسم ثابت) مع رفرفة أجنحتها بسرعة، لكن تبين للباحثين أنه في حالة الفراشات، يتغير ميل الجسم باستمرار، ويتأرجح أحيانًا للأمام أو للخلف.
وبحسب الدراسة فإن هذا التعديل، إلى جانب تعديلات زوايا ميل أجنحتها، يسمح للفراشات بتوليد قوة كافية للحفاظ على طيرانها المحلّق.
ويأتي ذلك بشكل خاص لأن الفراشات تتميز بأنها ذات أجنحة خفيفة وكبيرة وسرعات رفرفة بطيئة (حوالي 7-15 مرة في الثانية) ويمكنها ذلك من ضبط ميل جسمها بشكل لحظي، مما يعطيها قدرات طيران يمكن وصفها بالاستثنائية.
إعلان
وهذه التغييرات الطفيفة في درجة ميل الجسم ليست عشوائية، بل تساعد الفراشات على ضبط مقدار الرفع الذي تولده، أو البقاء في مكانها أو التحرك برفق.
تطبيقات واعدة
يفيد هذا النوع من الأبحاث في فهم كيفية تحليق الفراشات، الأمر الذي يمكن أن يساعد المهندسين على تصميم روبوتات طائرة دقيقة ذات قدرة مناورة مُحسّنة، حيث يُمكن أن يُؤدي دمج ديناميكيات حركة الجسم والجناح -التي تعلمها العلماء من الفراشات في تصاميم تلك المركبات الدقيقة- على القيام بمناورات رشيقة في الأماكن الضيقة، مما يجعلها مناسبة للملاحة الداخلية، ومهام البحث والإنقاذ، وعمليات المراقبة.
ومن خلال محاكاة رفرفة الأجنحة منخفضة التردد وتعديلات الجسم للفراشات، يُمكن للروبوتات الصغيرة الطائرة والمسيرات تحقيق طيران موفر للطاقة، مما يُطيل وقت التشغيل ويُقلل من استهلاك الطاقة.
ويُمكن لفهم التفاعل بين حركات الجسم والجناح في الفراشات أن يُساعد في تطوير خوارزميات تحكم تكيفية في الروبوتات، مما يسمح بطيران أكثر استجابة واستقرارًا في ظروف بيئية مُتغيرة.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الجزيرة

منذ 7 ساعات

• الجزيرة

باحث أميركي: الهيمنة على العالم مستقبلا لبكين ولا عزاء لواشنطن

لطالما توقع المنظِّرون أن يشهد العالم بداية قرن تتمكن فيه الصين من تسخير إمكاناتها الاقتصادية والتكنولوجية الهائلة، وتتفوق على الولايات المتحدة، وتعيد توجيه القوة العالمية لتدور حول قطب واحد هو بكين. بهذه العبارة التي توجز مآلات التنافس بين أكبر قوتين في العالم حليا، استهل كايل تشان، الباحث المتخصص في السياسات الصناعية للصين في جامعة برنستون بولاية نيو جيرسي الأميركية، مقاله في صحيفة نيويورك تايمز. وزعم الكاتب أن فجر الهيمنة الصينية ربما يكون قد بزغ بالفعل، وعندما يلقي المؤرخون نظرة إلى الوراء فقد يرون أن الأشهر الأولى من ولاية الرئيس الأميركي دونالد ترامب الثانية كانت هي اللحظة الفارقة التي انطلقت فيها الصين وتقدمت تاركة الولايات المتحدة وراءها. ولا يهم -برأيه- أن واشنطن وبكين قد توصلتا إلى هدنة غير حاسمة ومؤقتة في الحرب التجارية التي بدأها ترامب وادعى في حينه أنه انتصر فيها. لكن الباحث يفند هذا الادعاء بالقول إنه يؤكد فقط على المشكلة الأساسية التي تعاني منها إدارة ترامب والولايات المتحدة على حد سواء، وهي التركيز القصير النظر على مناوشات غير ذات مغزى في الوقت الذي تخسر فيه الحرب الكبرى مع الصين بشكل حاسم. وانتقد تشان بعض القرارات التي اتخذها ترامب منذ توليه مقاليد الحكم للمرة الثانية، قائلا إنه بذلك يُحطِّم ركائز القوة والابتكار التي تقوم عليها بلاده. ومن الأمثلة التي أوردها في هذا الصدد أن الرسوم الجمركية التي يفرضها على الواردات تضر بقدرة الشركات الأميركية على الوصول إلى الأسواق العالمية، وتعيق سلاسل التوريد. كما أن إقدامه على تقليص ميزانيات الأبحاث الحكومية وخفض التمويل المقدم للجامعات، يدفعان العلماء والباحثين الموهوبين إلى التفكير في الرحيل إلى بلدان أخرى. ولا يقتصر الأمر على تلك المجالات وحدها، فالمقال يشير إلى أن ترامب يريد أيضا التراجع عن دعم برامج تقنية مثل الطاقة النظيفة وتصنيع أشباه الموصلات، ويقضي على القوة الناعمة الأميركية في مناطق واسعة من العالم. أما الصين فهي تسلك مسارا مختلفا تماما، إذ تتصدر بالفعل الإنتاج العالمي في صناعات متعددة كإنتاج الصلب والألومنيوم، وبناء السفن، والبطاريات والطاقة الشمسية والسيارات الكهربائية وتوربينات الرياح، والطائرات المسيرة، ومعدات الجيل الخامس، والإلكترونيات الاستهلاكية، والمكونات الصيدلانية النشطة، والقطارات السريعة. ومن المتوقع أن تستحوذ على 45%، أي ما يقرب من نصف التصنيع العالمي بحلول عام 2030. وإلى جانب ذلك، فهي تركز بشدة على كسب المستقبل، حيث أعلنت في مارس/آذار الماضي عن صندوق وطني بقيمة 138 مليار دولار يهدف لضخ استثمارات طويلة الأجل في التقنيات المتطورة مثل الحوسبة الكمية والروبوتات، كما زادت ميزانيتها المخصصة للبحوث والتطوير. وعندما أطلقت شركة "ديب سيك" الصينية الناشئة روبوت الدردشة الآلي للذكاء الاصطناعي في يناير/كانون الثاني، أدرك العديد من الأميركيين فجأة أن الصين يمكن أن تنافس في هذا المجال. ليس هذا فحسب، فوفقا لمقال نيويورك تايمز ، فقد تفوقت شركة "بي واي دي" الصينية لصناعة السيارات الكهربائية على شركة "تسلا" العام الماضي في المبيعات العالمية، وتبني مصانع جديدة في جميع أنحاء العالم، وفي مارس/آذار الماضي وصلت قيمتها السوقية إلى معدلات أكبر من أسعار سيارات فورد وجنرال موتورز وفولكس فاغن مجتمعة. وتتقدم الصين في مجال الاكتشافات الدوائية، وخاصة علاجات السرطان. أما في أشباه الموصلات، فإنها تبني سلسلة توريد تعتمد على نفسها بقيادة الإنجازات الأخيرة التي حققتها شركة هواوي. وفي تقدير تشان أن قوة الصين في مجال هذه التقنيات وغيرها من التقنيات المتداخلة تخلق دورة حميدة تعزز فيها التقدم في قطاعات متعددة متشابكة بعضها بعضا وترفع من شأن جميع تلك المجالات. وينصح الباحث في سياسات الصناعات الصينية الولايات المتحدة بأن تدرك أنه لا الرسوم الجمركية ولا غيرها من الضغوط التجارية ستجعل الصين تتخلى عن قواعد اللعبة الاقتصادية التي تحركها الدولة والتي نجحت معها بشكل جيد، لتتبنى على حين غرة سياسات صناعية وتجارية تروق للأميركيين باعتبارها توجهات منصفة. بيد أن الصين تواجه تحديات خطيرة خاصة بها؛ إذ لا يزال الركود العقاري الذي طال أمده يعيق النمو الاقتصادي ، على الرغم من وجود دلائل على أن القطاع ربما بدأ في التعافي أخيرا. كما أن هناك تحديات على المدى الطويل تلوح في الأفق مثل تقلص القوى العاملة وشيخوخة السكان، طبقا للكاتب، لافتا إلى أن المشككين كانوا يتوقعون وصول الصين إلى الذروة وسقوطها الحتمي لسنوات، إلا أن ظنهم كان يخيب في كل مرة. ويرجح المقال أنه إذا استمر مسار كل دولة على المنوال نفسه، فسينتهي الأمر بأن تفرض الصين هيمنتها الكاملة على التصنيع المتطور؛ بدءا من السيارات والرقائق إلى آلات الرقاقات الإلكترونية والطائرات التجارية. وعلى النقيض من ذلك، فقد تتحول الولايات المتحدة في نهاية المطاف إلى دولة متقزمة، على حد وصف المقال، حيث ستحتمي شركاتها خلف جدران التعريفات الجمركية ، وستبيع منتجاتها بشكل حصري تقريبا للمستهلكين المحليين، وسيؤدي فقدانها الأسواق العالمية إلى تدني أرباحها، وسيجد المستهلكون الأميركيون أنفسهم محصورون في سلع أميركية الصنع متوسطة الجودة وأغلى ثمنا من نظيراتها الخارجية. إعلان واختتم تشان مقالته بالقول إنه لتجنب هذا السيناريو الكئيب فإن الأمر يقتضي من واشنطن اليوم رسم سياسات واضحة تحظى بدعم الحزبين الجمهوري والديمقراطي، وتقوم على الاستثمار في البحث والتطوير، ودعم الابتكار الأكاديمي والعلمي والشركات، وإقامة علاقات اقتصادية مع دول العالم، وخلق مناخ مرحب وجاذب للمواهب ورؤوس الأموال الدولية.

الجزيرة

منذ يوم واحد

• الجزيرة

ليس فقط لإنتاج الطاقة.. الصين تغطي الجبال بالألواح الشمسية

تكثف الصين من جهودها لاستغلال الطاقة المتجددة، ويتجلى ذلك في مقاطعة "قويتشو" (Guizhou)، حيث تم تركيب الألواح الشمسية بدقة وعلى نطاق واسع في أعالي الجبال لدرجة أن الألواح الشمسية قد تبدو وكأنها جزء منها. وتعد قويتشو مقاطعة جبلية في جنوبي غربي الصين، وتشتهر بقراها الريفية التقليدية. تقطنها أقليات مثل "مياو" و"دونغ"، وتشتهر بشلال هوانغ غوهشو الذي يبلغ ارتفاعه 74 مترا. وتتميز هذه المنطقة بخصائص تجعلها مثالية لتركيب الألواح الشمسية بما في ذلك ارتفاعها الشاهق ومناخها المتقلب وموقعها النائي، وباتت معظم مرتفعاتها حاليا مغطاة بألواح الطاقة الشمسية، مما أضاف إلى المناظر الطبيعية الجبلية الخلابة أغراضا متعددة، تُبرز في النهاية ريادة الصين في مجال الطاقة المتجددة. كانت المنطقة قاحلة وغير منتجة في الماضي، إذ كان دخل سكانها عادة ألفي يوان (277 دولارا) كحد أقصى لكل مواطن من زراعة البطاطس فقط. ثم تغيرت الأمور جذريا مع المشروع الضخم لإنتاج الطاقة الشمسية. وبعد أن كانت الألواح الشمسية الجبلية تولد 1.75 مليون كيلوواط من الطاقة عام 2018 لتلبية حاجات 1300 أسرة متوسطة الحجم، باتت في عام 2023 تنتج 15 مليون كيلوواط من الطاقة. وقامت شركات مثل شركة "قويتشو جينيوان"، العاملة في إنتاج الطاقة الشمسية في المنطقة، بتنظيم الإجراءات الزراعية في الموقع. هذا يعني أن الألواح الشمسية ليست مخصصة لإنتاج الطاقة فحسب، بل إنها متعددة الاستخدامات في المنطقة. كانت التجربة فارقة في العمل التنموي بعد أن أُنشئت محطة طاقة هي الأولى من نوعها في قويتشو عام 2016، أجرت محطة ميزهان للطاقة الكهروضوئية المكمّلة للزراعة تجارب لزراعة محاصيل مختلفة، باتت تدر أرباحا على المزارعين المحليين. كما بات سكان القرى يحصلون على رسوم نقل ملكية الأرض لاستخدامها في توليد الطاقة الكهروضوئية، بالإضافة إلى دخل من محاصيل مختلفة وأجور مقابل العمل في محطة الطاقة أو التعاونيات. وبفضل ما عرف بنموذج "تكامل الزراعة والطاقة الكهروضوئية"، عززت تلك القرى القيمة الاقتصادية للأرض، ووفرت فرص عمل، وزادت دخل المجتمع المحلي. وتتيح هذه الطريقة جني فوائد عديدة من قطعة أرض واحدة، وتعزز نمو الإنتاج الريفي بشكل فعال. وتبرز مثل هذه المشاريع تأثيرها الكبير في الزراعة والمناطق الريفية من خلال تنمية مستدامة، تخفض من خلالها البصمة الكربونية الإجمالية، مما يُمثل خطوة إيجابية نحو التحول العالمي نحو الطاقة المتجددة. كما تعالج هذه المشاريع أيضا القلق العالمي بشأن ندرة الغذاء وفرص التنمية والعمل خصوصا في المناطق الريفية النائية، مقدمة حلولا عملية لكلا الأمرين، وفق التقارير. وحسب موقع "فوتوريزم"، تموّل الحكومة الصينية منشآت تصنيع الطاقة الشمسية في مناطق مثل قويتشو بقروض مصرفية ودعم حكومي، مما يشير إلى أن سعي الصين نحو الطاقة المتجددة يتقدم بسرعة تتجاوز بقية الدول المنافسة، حسب تقارير وكالة الطاقة الدولية. وتمتلك الصين بنية تحتية تُنتج حاليا نحو 600 غيغاواط/ساعة من الطاقة المتجددة، وهو ما يفوق بكثير إنتاج أكبر أربع دول منتجة للطاقة، مثل الولايات المتحدة والبرازيل والمملكة المتحدة وإسبانيا. وتبلغ الطاقة الإنتاجية المشتركة لهذه الدول الأربع 72 غيغاواط/ساعة من الطاقة المتجددة.

الجزيرة

منذ يوم واحد

• الجزيرة

انتكاسة لبرنامج الفضاء الهندي بعد فشل إطلاق قمر صناعي لمراقبة الأرض

في صباح اليوم الأحد (18 مايو/أيار 2025) شهدت الهند انتكاسة في برنامجها الفضائي بعد فشل إطلاق القمر الصناعي لمراقبة الأرض "إيوس-09" الذي كان على متن الصاروخ "بي إس إل في -سي 61". بدأ الإطلاق من مركز ساتيش داوان الفضائي في سريهاريكوتا، وكان الهدف هو وضع القمر الصناعي في مدار شمسي متزامن بارتفاع 525 كيلومترًا. ويعرف هذا المدار بأنه مدار يمر القمر الصناعي فيه فوق النقطة نفسها من الأرض تقريبًا في الوقت الشمسي المحلي نفسه كل يوم، أي إنه يلتقط صورا بزاوية الإضاءة نفسها القادمة من الشمس إلى الأرض، مما يسهل المقارنة بين الصور الملتقطة على مدار الأيام. المرحلة الثالثة القمر مزود برادار فتحة تركيبية، يسمح له بالتقاط صور عالية الدقة لسطح الأرض في جميع الأحوال الجوية، ليلًا ونهارًا، ويهدف لتعزيز قدرات الهند في المراقبة الأرضية والاستشعار عن بُعد، ومن ذلك مراقبة الحدود وإدارة الكوارث والتخطيط الحضري. وبحسب المخطط له، أدت المرحلتان الأولى والثانية للصاروخ وظيفتهما بشكل طبيعي، ولكن في المرحلة الثالثة حدث انخفاض في ضغط غرفة الاحتراق أدى إلى فشل المهمة وعدم وصول القمر الصناعي إلى مداره المحدد. إعلان وأعلن رئيس وكالة الفضاء الهندية، في. نارايانان، خلال البث المباشر لإطلاق الصاروخ، عن تشكيل "لجنة تحليل الفشل" للتحقيق في الأسباب الفنية وراء الخلل في المرحلة الثالثة. صواريخ الهند هذا الفشل يُعد الثالث في تاريخ صواريخ "بي إس إل في" منذ بدء استخدامها في التسعينيات، مما يُبرز التحديات المستمرة في مجال استكشاف الفضاء. ويعد "بي إس إل في" أنجح وأكثر مركبات الإطلاق الهندية موثوقية، ويُستخدم لوضع الأقمار الصناعية في المدار، ويعمل بالتناوب بين مراحل الوقود الصلب والسائل. كما أن الصاروخ متعدد الاستخدامات، إذ يمكنه إطلاق أنواع مختلفة من الأقمار الصناعية، في مجالات مراقبة الأرض، والاتصالات، والملاحة، وغيرها. ويهدف الصاروخ بشكل أساسي لإطلاق الأقمار الصناعية إلى مدارات قطبية، إلى جانب مدارات أخرى أيضًا مثل المدار الثابت بالنسبة إلى الأرض والمدار المتزامن مع الشمس.