للكشف عن المتفجرات.. هل يحل النحل محل الكلاب البوليسية؟

النحل ليس مُلقِّحًا رائعًا فحسب، بل هو أيضًا من أفضل أجهزة كشف القنابل والمتفجرات في العالم. يبدو الأمر غريبًا، ومع ذلك، يُمكن أن يكون أفضل من مُعظم كلاب كشف القنابل، ولكن كيف يحدث ذلك بالضبط؟ وكيف يخبر النحل البشر بوجود متفجرات؟
في السنوات الأخيرة، بدأ العلماء، من بينهم الدكتور روس جيلاندرز، الباحث في كلية الفيزياء والفلك بجامعة سانت أندروز، في استخدام النحل وتحويله إلى أجهزة كشف قنابل لخدمة الناس من خطر الألغام المزروعة تحت الأرض، والتي تتسبب في مقتل الآلاف سنويًا رغم الجهود الدولية لإزالتها.
يُقدَّر إجمالي عدد الألغام المزروعة على مستوى العالم بـ110 ملايين لغم في 60 دولة بما فيها الدول الموقعة على معاهدة "أوتوا" لحظر الألغام، في حين تظل الموارد المخصصة لبرامج مساعدة ضحايا الألغام الأرضية محدودة في العديد من البلدان، وفي العديد من الحالات، انخفض توافر الخدمات.
لعل هذا ما دفع لاختبار تقنيات جديدة لمكافحة "أسوأ أشكال التلوث على وجه الأرض"، كما يقول جيلاندرز، في حديثه للجزيرة نت، ويُرجع اختيار النحل بالتحديد إلى "قدرتها الفطرية على تحديد الروائح بدقة عالية، وامتلاكها حاسة شم تقارب حاسة الشم عند الكلاب البوليسية"، ويضيف "هذه الحشرات تمتلك أجهزة استشعار للرائحة بحساسية تصل إلى أجزاء من التريليون".
و يعمل جيلاندرز على تدريب هذه الحشرات في إطار مشروع مخصص لكشف الألغام يموله حلف شمال الأطلسي (الناتو) بالتعاون مع جامعتي زادار وزغرب في كرواتيا وجامعة بانيا لوكا في البوسنة والهرسك.
تم الكشف عن أولى المحاولات التي تعتمد على النحل في عام 1999، عندما شرع باحثون في مختبرات سانديا الوطنية التابعة لوزارة الطاقة الأميركية، في تجربة باستخدام النحل لاكتشاف الألغام الأرضية بشكل موثوق وبتكلفة منخفضة، ودرسوا سلوك النحل لتحديد ما إذا كان بإمكانه التقاط بقايا المتفجرات أثناء بحثه عن حبوب اللقاح في الحقول المليئة بالألغام الأرضية.
وفي عام 2013، قام باحثون كرواتيون في جامعة زغرب بتطوير تقنية فريدة من نوعها للعثور على الألغام غير المنفجرة والمتناثرة في كرواتيا وغيرها من دول البلقان، عبر استخدام النحل، حيث يُقدَّر أن 2500 شخص لقوا حتفهم بسبب انفجارات الألغام الأرضية منذ نهاية حرب البلقان عام 1991.
ووفقًا للدكتور جيلاندرز "لدى النحل الحس الكامل للشم، مما يمكنه من الكشف عن أماكن وجود الألغام الأرضية القاتلة، ويجري تدريبها على تحديد أماكن المواد شديدة الانفجار مثل "ثلاثي نيترو التولوين"، المعروفة اختصارًا بـ"تي إن تي"، وهي مادة صفراء عديمة الرائحة تُستخدم على نطاق واسع في القذائف العسكرية والقنابل والقنابل اليدوية، وكذلك في التفجيرات الصناعية وتحت الماء.
وعن دور النحل في العثور على الألغام الأرضية، يقول جيلاندرز "أثناء بحثها عن الطعام وعودتها إلى المستعمرة (الخلية)، نُدخل أنابيب تحتوي على بوليمر خاص ينقل المادة المتفجرة من جسم النحلة إلى سطح البوليمر، مما يُؤدي إلى تراكم كمية المتفجرات على السطح على مدار اليوم. ويضيف "هذا يُنبئنا بوجود ألغام أرضية مدفونة في المنطقة، وننتقل إلى المرحلة التالية، وهي تدريب النحل".
اختبار القبول.. مهمة تأهيل النحل
تنطوي هذه التقنية الجديدة والغريبة على تدريب أنواع من النحل على تتبع آثار المواد المتفجرة الخطيرة، وتعويده على رائحتها كما لو كانت رحيقا من خلال من استخدام تقنية تسمى "التكييف الإجرائي" مثل مكافأة الكلب حتى يدرك أنه قد فعل شيئا صحيحًا.
إعلان
يقول جيلاندرز "إنها ليست كلابًا في النهاية، لكن ماذا لو قلنا إنها في الواقع كالكلاب؟ ويضيف "النحل جيد في استشعار المواد الكيميائية الموجودة في الألغام الأرضية، مما يساعده في العثور على الرحيق من أزهاره المفضلة".
الخطوات البسيطة لتدريب الكلب تنطبق أيضًا على النحل. يمكن تقديم محفز محايد للحيوان، مثل رنين الجرس، الذي لا يعني شيئًا في البداية، ولكن عندما يتبع ذلك بنتيجة ذات أهمية بيولوجية مثل الطعام، يتعلم الحيوان بسرعة أن الرنين يعني وجود طعام قريبًا.
من ذلك الوقت، يبدأ الكلب في إفراز اللعاب توقعًا لوصول الطعام في كل مرة يسمع فيها رنين الجرس. إذا استبدلت رنين الجرس برائحة المخدرات، سيسيل لعاب الكلب عند شم تلك المخدرات، وهذا هو المبدأ الأساسي وراء تدريب الكلب الكاشف.
تبدأ عملية استخدام النحلات ككاشف للقنابل بالتقاطها من الخلية باستخدام مكانس كهربائية متخصصة تسحبها بأمان إلى داخل الحجرة.
بمجرد نقلها إلى مختبر التدريب، تُبرّد في ثلاجة صغيرة لإبطاء حركتها وتسهيل التعامل معها بشكل كبير ثم تُوضع بأمان – باستخدام آلة تحميل نحل آلية لمنع أي ضرر عرضي- في قاعة الإنعاش لمدة نصف ساعة لتتأقلم مع بيئة التعلم.
بمجرد وضعها في إحدى هذه الآلات، تُجبر على الدخول إلى أسطوانة، واحدة تلو الأخرى. تُسقط كل أسطوانة من هذه الأسطوانات في أنبوب التحميل حيث تُدفع النحلات إلى مقاعدها الصغيرة تمهيدًا لتلقيها تدريبات تؤهلها لتكون شرطيًا متخصصًا في كشف القنابل والألغام والمتفجرات.
نظرًا لأن نحل العسل يتم جمعه عشوائيًا، فعلى كل نحلة أن تجتاز فحص القبول واختبار التأهيل قبل تدريبها، والذي يعتمد على مبدأ الارتباط، فعند تعريضها لرائحة أبخرة المتفجرات، يُقدّم لها الماء المُحلى بالسكر على طرف مسحة في نفس الوقت لاختبار رد فعلها.
يقول جيلاندرز القائم على المشروع "قد لا يسيل لعاب نحل العسل مثل الكلاب، لكن لديهم ألسنتهم، التي تُسمى خراطيم، والتي يستخدمونها حصريًا للأكل".
مع مرور الوقت، تبدأ هذه النحلات بربط رائحة المتفجرات بالمكافأة، فتمدد لسانها (خرطومها) كرد فعل لأي بخار متفجر، يُطلق على هذا "رد فعل تمديد الخرطوم" (PER)، وهو المؤشر الرئيسي لقدرات النحل على الكشف عن القنابل.
ينتقل المتأهلون إلى ساحات التدريب حيث يُعرَّض النحل لبخار المتفجرات والقنابل لمدة 6 ثوان، ثم يُقدم له مكافأة "ماء السكر" في آخر 3 ثوان.
وتُكرر العملية عدة مرات إما يدويا أو عبر نظام الأتمتة باستخدام جهاز متخصص يربط بين إطلاق بخار المتفجرات وآلية التغذية التي ترتفع أمام النحل مباشرة بعد الاستنشاق.
يقول جيلاندرز "إذا اشتمت النحلة رائحة المتفجرات، تقوم بإخراج لسانها توقعا للحصول على مكافأة، ويضيف "يشبه الأمر مكافأتها بالحلوى في كل مرة تشم فيها شيئًا خطيرًا".
تستغرق عملية التدريب هذه 4 جولات، ليتم تخريج الدفعة التي تتقن الاستجابة بشكل تام لتمييز رائحة المتفجرات، وتعلن جاهزيتها للعمل الميداني.
مراقبة استجابة النحل بدقة
بعيدا عن النظر بصريا إلى النحل، يعتمد المتخصصون طريقتين متميزتين لمراقبة استجابة النحل للكشف عن القنابل: الطريقة الأولى تستخدم كاميرا داخل جهاز مراقبة تسجل سلوك النحل عن كثب، وترصد مد لسانه.
باستخدام خوارزميات الرؤية الحاسوبية، يمكن ترجمة مخرجات الكاميرا إلى إشارات النحل التي تصدر رد فعل انعكاسي بعد شم رائحة كريهة للغاية، وعندما تعطي النحلات إشارة بالإجماع، فهذا يشير إلى احتمال كبير أنهم اكتشفوا نوع المتفجرات الذي تم تدريبهم عليه.
أما الطريقة الثانية لقراءة ردود فعل النحل، فتتم عبر وضع 6 خراطيش صغيرة، تحتوي كل منها على نحلة واحدة داخل جهاز متطور يعمل بالأشعة تحت الحمراء لقياس انعكاس الضوء على النحلة.
ودون الحاجة إلى مراقبة النحل بالعين، تكشف كمية الضوء التي يلتقطها المستشعر ما إذا كان لسانها ممتدًا أم لا، وهي إشارة واضحة إلى أنها التقطت أم لم تلتقط الرائحة التي تدربت عليها.
يقول جيلاندرز "ما هو رائع أن النحل في كل خرطوشة يمكن تدريبه على نوع مختلف من المتفجرات، بحيث يمكن للجهاز اكتشاف ليس فقط وجود القنبلة أو المادة المتفجرة، بل أيضًا نوعها.
هل يحل النحل محل الكلاب؟
يستغرق تدريب النحل ساعات قليلة، بينما يحتاج الكلاب شهورًا، كما أن تكلفة النحل أقل بكثير من الكلاب، والأهم أن النحل قد يكون أكثر فائدة في بعض التطبيقات من الكلاب، مثل اكتشاف الألغام الأرضية.
ليس من المستحيل أن يتسبب وزن الكلب في تفجير لغم أرضي، وعادةً ما تُستخدم الجرذان الأفريقية للكشف عن الألغام الأرضية، لأنها فعالة ولا تزن سوى بضعة أرطال.
وعن استخدام النحل المدرب في تطبيقات الحياة العملية، يقول جيلاندز "النحل المدرب يمكنه أن يساعد في تنظيف المناطق الملغمة وكشف المتفجرات المخفية، إذ يلتقط بسهولة جزيئات المتفجرات على أجسامه أثناء بحثه عن الطعام، علاوة على ذلك يمكن استخدامه في تفتيش حقائب السفر والشحن لضمان الأمان في المطارات والموانئ".
ومن مزاياه أيضًا -كما يقول جيلاندز- وجود آلاف النحل في كل مستعمرة، والتي تبحث عن الطعام بأنماط متوقعة، مما يُمكّنها من جمع كمية قابلة للقياس من المتفجرات في منطقة معينة.
ويضيف "يتمتع النحل بميزة أنه لا يُفجر لغمًا أرضيًا عن طريق الخطأ، على عكس البشر أو الكلاب، ويمكنه الوصول إلى الأماكن التي لا يمكن للكلاب الوصول إليها بسهولة"، لكنه يعترف بأن مشكلة العمل مع النحل تكمن في عدم توقع تصرفه، فخلال تجربة ميدانية واحدة نال 20 لسعة في كاحله الذي لم تغطه بدلة تربية النحل.
وعلى الرغم من أنه يمكن تدريب النحل على اكتشاف الألغام الأرضية، فسرعان ما أدرك الباحثون أن المشي عبر حقل ألغام بجهاز كاشف يدوي محمول لرؤية ما إذا كان النحل يخرج لسانه يحمل خطرا كبيرا.
إعلان
بدلا من ذلك، قام الخبراء بتطوير آلية لإطلاق النحل المدرب على كشف الألغام، وتتبعه بطائرة بدون طيار "درون"، حيث يميل النحل المدرب إلى التجمع حول الأماكن التي تُدفن فيها الألغام على أمل العثور على طعام، بينما تقوم طائرة الدرون بنقل الإشارة ليترجمها الحاسوب لفريق الكشف.
بعد أيام قليلة من العمل تنتهي المهمة، وتُعاد هذه النحلات "البطلات" إلى خلاياها بطريقة أخلاقية، مما يضمن سلامتها طوال العملية، ليبدأ بعد ذلك اختبار فريق آخر من مخلوق لم يكلفهم سوى جرعة بخار المتفجرات وقطرات من ماء السكر لتسخير عجائب تكوينه في خدمة الإنسان.
تبرهن تجربة النحل المحب للسكر على أنها بديل أكثر أمانًا وفعالية من استخدام الكلاب أو التكنولوجيا الحالية، لكن جيلاندز لا يتوقع أن تحل محل الكلاب البوليسية تمامًا، بل أن تكون مُكمِّلًا لها في بيئات أو استخدامات مُحددة.
وحتى اليوم "أجري جيلاندز وزملاؤه الاختبارات في مواقع بكرواتيا، ووصلو إلى مستوى جاهزية التكنولوجيا يقارب 7. (مقياس من 1 إلى 9 يُستخدم لوصف مدى نضج التقنيات الجديدة)، وانتهى المشروع في عام 2021، ويقول "نسعى حاليًا للحصول على تمويل لتطبيق هذه التقنية في بيئات ألغام حقيقية".

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

٢٣-٠٤-٢٠٢٥

• الجزيرة

تجربة صينية بتفجير قنبلة هيدروجينية بدون نووي

نشر موقع "شيناري إيكونومتشي" الإيطالي تقريرا عن تجربة للصين بتفجير قنبلة هيدروجينية غير نووية تعتمد على "هيدريد المغنيسيوم"، واصفا التفجير بأنه قوي. وهيدريد المغنسيوم هو مادة قادرة على تخزين كميات ضخمة من الهيدروجين، مما أدى إلى انفجار حراري مرعب تجاوزت حرارته ألف درجة مئوية واستمر أطول بـ15 مرة من انفجار مادة "تي إن تي". وقال الكاتب فابيو لوغانو في التقرير إن الصين أنشأت قنبلة غير نووية قادرة على توليد درجات حرارة عالية جدا مستغلة هيدريد المغنيسيوم، مما أدى إلى تفاعلات كيميائية متسلسلة مدمرة دون استخدام مواد نووية، وذلك وفقا لدراسة نشرت الشهر الماضي. كرة نارية بيضاء أنتجت القنبلة التي تزن اثنين كيلوغرام خلال اختبار ميداني خاضع للرقابة مؤخرا كرة نارية بيضاء ساخنة بدرجة كافية لإذابة سبائك الألمنيوم. كما استمر الانفجار لأكثر من ثانيتين، وهو أطول 15 مرة من انفجار "تي إن تي القياسي"، وفقا للموقع البريطاني. وبحسب ما ورد، يمكن أن يتسبب هذا الاحتراق في أضرار حرارية شديدة وبعيدة المدى مع تشتت الحرارة بشكل موحد عبر مناطق واسعة. وقال قائد الفريق وانغ شيويفنغ "تشتعل انفجارات غاز الهيدروجين بأقل طاقة اشتعال، ولها نطاق انفجار واسع، وتطلق ألسنة اللهب التي تتسابق إلى الخارج بسرعة وتنتشر على نطاق واسع". إعلان وعلى الرغم من أن مجموعة تطبيقاتها الكاملة لا تزال غير واضحة فإن الفريق يشير إلى إمكانية استخدام هذه التكنولوجيا لتدمير أهداف عسكرية عالية القيمة. القنبلة الهيدروجينية وعلى عكس الأسلحة التقليدية تعتمد القنابل الهيدروجينية على مادة صلبة تعرف باسم هيدريد المغنيسيوم، والتي تخزن كمية هيدروجين أكثر بكثير من خزانات الغاز المضغوط، وعندما يتم تشغيلها بواسطة المتفجرات التقليدية تتحلل المادة بسرعة وتطلق غاز الهيدروجين عالي الطاقة. وبمجرد اختلاطه بالهواء وإشعاله يخضع غاز الهيدروجين لتفاعل احتراق عنيف، مما يؤدي إلى انفجار قوي ومستمر. ومع ذلك، فإن تصنيع هيدريد المغنيسيوم معقد وخطير، إذ إن المادة شديدة التفاعل، وحتى التعرض القصير للهواء يمكن أن يسبب انفجارات قاتلة. ويقتصر الإنتاج حاليا على "بضعة غرامات في اليوم" فقط بسبب الظروف القاسية المطلوبة. يذكر أنه في بداية هذا العام افتتحت الصين منشأة لإنتاج هيدريد المغنيسيوم في مقاطعة شنشي شمال غربي البلاد، وهي قادرة على إنتاج ما يصل إلى 150 طنا من المادة سنويا. ووفقا للمعلومات المتاحة للعامة، يتم استكشاف استخدامات أخرى لتقنية تخزين الهيدروجين الصلب، بما في ذلك خلايا الوقود الخاصة بالغواصات وأنظمة الطاقة الخاصة بالطائرات المسيّرة طويلة المدى.

الجزيرة

٢٩-٠٣-٢٠٢٥

• الجزيرة

للكشف عن المتفجرات.. هل يحل النحل محل الكلاب البوليسية؟

النحل ليس مُلقِّحًا رائعًا فحسب، بل هو أيضًا من أفضل أجهزة كشف القنابل والمتفجرات في العالم. يبدو الأمر غريبًا، ومع ذلك، يُمكن أن يكون أفضل من مُعظم كلاب كشف القنابل، ولكن كيف يحدث ذلك بالضبط؟ وكيف يخبر النحل البشر بوجود متفجرات؟ في السنوات الأخيرة، بدأ العلماء، من بينهم الدكتور روس جيلاندرز، الباحث في كلية الفيزياء والفلك بجامعة سانت أندروز، في استخدام النحل وتحويله إلى أجهزة كشف قنابل لخدمة الناس من خطر الألغام المزروعة تحت الأرض، والتي تتسبب في مقتل الآلاف سنويًا رغم الجهود الدولية لإزالتها. يُقدَّر إجمالي عدد الألغام المزروعة على مستوى العالم بـ110 ملايين لغم في 60 دولة بما فيها الدول الموقعة على معاهدة "أوتوا" لحظر الألغام، في حين تظل الموارد المخصصة لبرامج مساعدة ضحايا الألغام الأرضية محدودة في العديد من البلدان، وفي العديد من الحالات، انخفض توافر الخدمات. لعل هذا ما دفع لاختبار تقنيات جديدة لمكافحة "أسوأ أشكال التلوث على وجه الأرض"، كما يقول جيلاندرز، في حديثه للجزيرة نت، ويُرجع اختيار النحل بالتحديد إلى "قدرتها الفطرية على تحديد الروائح بدقة عالية، وامتلاكها حاسة شم تقارب حاسة الشم عند الكلاب البوليسية"، ويضيف "هذه الحشرات تمتلك أجهزة استشعار للرائحة بحساسية تصل إلى أجزاء من التريليون". و يعمل جيلاندرز على تدريب هذه الحشرات في إطار مشروع مخصص لكشف الألغام يموله حلف شمال الأطلسي (الناتو) بالتعاون مع جامعتي زادار وزغرب في كرواتيا وجامعة بانيا لوكا في البوسنة والهرسك. تم الكشف عن أولى المحاولات التي تعتمد على النحل في عام 1999، عندما شرع باحثون في مختبرات سانديا الوطنية التابعة لوزارة الطاقة الأميركية، في تجربة باستخدام النحل لاكتشاف الألغام الأرضية بشكل موثوق وبتكلفة منخفضة، ودرسوا سلوك النحل لتحديد ما إذا كان بإمكانه التقاط بقايا المتفجرات أثناء بحثه عن حبوب اللقاح في الحقول المليئة بالألغام الأرضية. وفي عام 2013، قام باحثون كرواتيون في جامعة زغرب بتطوير تقنية فريدة من نوعها للعثور على الألغام غير المنفجرة والمتناثرة في كرواتيا وغيرها من دول البلقان، عبر استخدام النحل، حيث يُقدَّر أن 2500 شخص لقوا حتفهم بسبب انفجارات الألغام الأرضية منذ نهاية حرب البلقان عام 1991. ووفقًا للدكتور جيلاندرز "لدى النحل الحس الكامل للشم، مما يمكنه من الكشف عن أماكن وجود الألغام الأرضية القاتلة، ويجري تدريبها على تحديد أماكن المواد شديدة الانفجار مثل "ثلاثي نيترو التولوين"، المعروفة اختصارًا بـ"تي إن تي"، وهي مادة صفراء عديمة الرائحة تُستخدم على نطاق واسع في القذائف العسكرية والقنابل والقنابل اليدوية، وكذلك في التفجيرات الصناعية وتحت الماء. وعن دور النحل في العثور على الألغام الأرضية، يقول جيلاندرز "أثناء بحثها عن الطعام وعودتها إلى المستعمرة (الخلية)، نُدخل أنابيب تحتوي على بوليمر خاص ينقل المادة المتفجرة من جسم النحلة إلى سطح البوليمر، مما يُؤدي إلى تراكم كمية المتفجرات على السطح على مدار اليوم. ويضيف "هذا يُنبئنا بوجود ألغام أرضية مدفونة في المنطقة، وننتقل إلى المرحلة التالية، وهي تدريب النحل". اختبار القبول.. مهمة تأهيل النحل تنطوي هذه التقنية الجديدة والغريبة على تدريب أنواع من النحل على تتبع آثار المواد المتفجرة الخطيرة، وتعويده على رائحتها كما لو كانت رحيقا من خلال من استخدام تقنية تسمى "التكييف الإجرائي" مثل مكافأة الكلب حتى يدرك أنه قد فعل شيئا صحيحًا. إعلان يقول جيلاندرز "إنها ليست كلابًا في النهاية، لكن ماذا لو قلنا إنها في الواقع كالكلاب؟ ويضيف "النحل جيد في استشعار المواد الكيميائية الموجودة في الألغام الأرضية، مما يساعده في العثور على الرحيق من أزهاره المفضلة". الخطوات البسيطة لتدريب الكلب تنطبق أيضًا على النحل. يمكن تقديم محفز محايد للحيوان، مثل رنين الجرس، الذي لا يعني شيئًا في البداية، ولكن عندما يتبع ذلك بنتيجة ذات أهمية بيولوجية مثل الطعام، يتعلم الحيوان بسرعة أن الرنين يعني وجود طعام قريبًا. من ذلك الوقت، يبدأ الكلب في إفراز اللعاب توقعًا لوصول الطعام في كل مرة يسمع فيها رنين الجرس. إذا استبدلت رنين الجرس برائحة المخدرات، سيسيل لعاب الكلب عند شم تلك المخدرات، وهذا هو المبدأ الأساسي وراء تدريب الكلب الكاشف. تبدأ عملية استخدام النحلات ككاشف للقنابل بالتقاطها من الخلية باستخدام مكانس كهربائية متخصصة تسحبها بأمان إلى داخل الحجرة. بمجرد نقلها إلى مختبر التدريب، تُبرّد في ثلاجة صغيرة لإبطاء حركتها وتسهيل التعامل معها بشكل كبير ثم تُوضع بأمان – باستخدام آلة تحميل نحل آلية لمنع أي ضرر عرضي- في قاعة الإنعاش لمدة نصف ساعة لتتأقلم مع بيئة التعلم. بمجرد وضعها في إحدى هذه الآلات، تُجبر على الدخول إلى أسطوانة، واحدة تلو الأخرى. تُسقط كل أسطوانة من هذه الأسطوانات في أنبوب التحميل حيث تُدفع النحلات إلى مقاعدها الصغيرة تمهيدًا لتلقيها تدريبات تؤهلها لتكون شرطيًا متخصصًا في كشف القنابل والألغام والمتفجرات. نظرًا لأن نحل العسل يتم جمعه عشوائيًا، فعلى كل نحلة أن تجتاز فحص القبول واختبار التأهيل قبل تدريبها، والذي يعتمد على مبدأ الارتباط، فعند تعريضها لرائحة أبخرة المتفجرات، يُقدّم لها الماء المُحلى بالسكر على طرف مسحة في نفس الوقت لاختبار رد فعلها. يقول جيلاندرز القائم على المشروع "قد لا يسيل لعاب نحل العسل مثل الكلاب، لكن لديهم ألسنتهم، التي تُسمى خراطيم، والتي يستخدمونها حصريًا للأكل". مع مرور الوقت، تبدأ هذه النحلات بربط رائحة المتفجرات بالمكافأة، فتمدد لسانها (خرطومها) كرد فعل لأي بخار متفجر، يُطلق على هذا "رد فعل تمديد الخرطوم" (PER)، وهو المؤشر الرئيسي لقدرات النحل على الكشف عن القنابل. ينتقل المتأهلون إلى ساحات التدريب حيث يُعرَّض النحل لبخار المتفجرات والقنابل لمدة 6 ثوان، ثم يُقدم له مكافأة "ماء السكر" في آخر 3 ثوان. وتُكرر العملية عدة مرات إما يدويا أو عبر نظام الأتمتة باستخدام جهاز متخصص يربط بين إطلاق بخار المتفجرات وآلية التغذية التي ترتفع أمام النحل مباشرة بعد الاستنشاق. يقول جيلاندرز "إذا اشتمت النحلة رائحة المتفجرات، تقوم بإخراج لسانها توقعا للحصول على مكافأة، ويضيف "يشبه الأمر مكافأتها بالحلوى في كل مرة تشم فيها شيئًا خطيرًا". تستغرق عملية التدريب هذه 4 جولات، ليتم تخريج الدفعة التي تتقن الاستجابة بشكل تام لتمييز رائحة المتفجرات، وتعلن جاهزيتها للعمل الميداني. مراقبة استجابة النحل بدقة بعيدا عن النظر بصريا إلى النحل، يعتمد المتخصصون طريقتين متميزتين لمراقبة استجابة النحل للكشف عن القنابل: الطريقة الأولى تستخدم كاميرا داخل جهاز مراقبة تسجل سلوك النحل عن كثب، وترصد مد لسانه. باستخدام خوارزميات الرؤية الحاسوبية، يمكن ترجمة مخرجات الكاميرا إلى إشارات النحل التي تصدر رد فعل انعكاسي بعد شم رائحة كريهة للغاية، وعندما تعطي النحلات إشارة بالإجماع، فهذا يشير إلى احتمال كبير أنهم اكتشفوا نوع المتفجرات الذي تم تدريبهم عليه. أما الطريقة الثانية لقراءة ردود فعل النحل، فتتم عبر وضع 6 خراطيش صغيرة، تحتوي كل منها على نحلة واحدة داخل جهاز متطور يعمل بالأشعة تحت الحمراء لقياس انعكاس الضوء على النحلة. ودون الحاجة إلى مراقبة النحل بالعين، تكشف كمية الضوء التي يلتقطها المستشعر ما إذا كان لسانها ممتدًا أم لا، وهي إشارة واضحة إلى أنها التقطت أم لم تلتقط الرائحة التي تدربت عليها. يقول جيلاندرز "ما هو رائع أن النحل في كل خرطوشة يمكن تدريبه على نوع مختلف من المتفجرات، بحيث يمكن للجهاز اكتشاف ليس فقط وجود القنبلة أو المادة المتفجرة، بل أيضًا نوعها. هل يحل النحل محل الكلاب؟ يستغرق تدريب النحل ساعات قليلة، بينما يحتاج الكلاب شهورًا، كما أن تكلفة النحل أقل بكثير من الكلاب، والأهم أن النحل قد يكون أكثر فائدة في بعض التطبيقات من الكلاب، مثل اكتشاف الألغام الأرضية. ليس من المستحيل أن يتسبب وزن الكلب في تفجير لغم أرضي، وعادةً ما تُستخدم الجرذان الأفريقية للكشف عن الألغام الأرضية، لأنها فعالة ولا تزن سوى بضعة أرطال. وعن استخدام النحل المدرب في تطبيقات الحياة العملية، يقول جيلاندز "النحل المدرب يمكنه أن يساعد في تنظيف المناطق الملغمة وكشف المتفجرات المخفية، إذ يلتقط بسهولة جزيئات المتفجرات على أجسامه أثناء بحثه عن الطعام، علاوة على ذلك يمكن استخدامه في تفتيش حقائب السفر والشحن لضمان الأمان في المطارات والموانئ". ومن مزاياه أيضًا -كما يقول جيلاندز- وجود آلاف النحل في كل مستعمرة، والتي تبحث عن الطعام بأنماط متوقعة، مما يُمكّنها من جمع كمية قابلة للقياس من المتفجرات في منطقة معينة. ويضيف "يتمتع النحل بميزة أنه لا يُفجر لغمًا أرضيًا عن طريق الخطأ، على عكس البشر أو الكلاب، ويمكنه الوصول إلى الأماكن التي لا يمكن للكلاب الوصول إليها بسهولة"، لكنه يعترف بأن مشكلة العمل مع النحل تكمن في عدم توقع تصرفه، فخلال تجربة ميدانية واحدة نال 20 لسعة في كاحله الذي لم تغطه بدلة تربية النحل. وعلى الرغم من أنه يمكن تدريب النحل على اكتشاف الألغام الأرضية، فسرعان ما أدرك الباحثون أن المشي عبر حقل ألغام بجهاز كاشف يدوي محمول لرؤية ما إذا كان النحل يخرج لسانه يحمل خطرا كبيرا. إعلان بدلا من ذلك، قام الخبراء بتطوير آلية لإطلاق النحل المدرب على كشف الألغام، وتتبعه بطائرة بدون طيار "درون"، حيث يميل النحل المدرب إلى التجمع حول الأماكن التي تُدفن فيها الألغام على أمل العثور على طعام، بينما تقوم طائرة الدرون بنقل الإشارة ليترجمها الحاسوب لفريق الكشف. بعد أيام قليلة من العمل تنتهي المهمة، وتُعاد هذه النحلات "البطلات" إلى خلاياها بطريقة أخلاقية، مما يضمن سلامتها طوال العملية، ليبدأ بعد ذلك اختبار فريق آخر من مخلوق لم يكلفهم سوى جرعة بخار المتفجرات وقطرات من ماء السكر لتسخير عجائب تكوينه في خدمة الإنسان. تبرهن تجربة النحل المحب للسكر على أنها بديل أكثر أمانًا وفعالية من استخدام الكلاب أو التكنولوجيا الحالية، لكن جيلاندز لا يتوقع أن تحل محل الكلاب البوليسية تمامًا، بل أن تكون مُكمِّلًا لها في بيئات أو استخدامات مُحددة. وحتى اليوم "أجري جيلاندز وزملاؤه الاختبارات في مواقع بكرواتيا، ووصلو إلى مستوى جاهزية التكنولوجيا يقارب 7. (مقياس من 1 إلى 9 يُستخدم لوصف مدى نضج التقنيات الجديدة)، وانتهى المشروع في عام 2021، ويقول "نسعى حاليًا للحصول على تمويل لتطبيق هذه التقنية في بيئات ألغام حقيقية".

الجزيرة

٢٥-٠٣-٢٠٢٥

• الجزيرة

ما السلاح السري الذي يساعد الثدييات أثناء الغوص الطويل؟

كشفت دراسة جديدة نشرت، يوم 20 مارس في مجلة "ساينس" أن الفقمات، وهي نوع من الثدييات البحرية تمتلك سلاحا سريا للبقاء على قيد الحياة أثناء الغوص الطويل، وهو القدرة على استشعار مستويات الأكسجين في دمها مباشرة، وهو ما تفتقر إليه معظم الثدييات، مما يسمح لها بالبقاء مغمورة فترة أطول والعودة إلى السطح قبل أن يؤدي نقص الأكسجين إلى الغرق. وتتحدى هذه النتائج الفكرة السائدة، أن الثدييات تعتمد أساسا على ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون لتحفيز التنفس. ويقول المؤلف الرئيسي للدراسة "كريس ماكنايت" -الباحث في وحدة أبحاث الثدييات البحرية بجامعة سانت أندروز- في تصريحات للجزيرة نت: "لقد أثبتنا أن الفقمات تعدل سلوك الغوص استجابة للتغيرات في مستويات الأكسجين، وليس ثاني أكسيد الكربون، وهو المحفز المعتاد للتنفس لدى الثدييات البرية". تعديل تركيبة الهواء اعتمدت على سلسلة من التجارب مع "فقمات الرمادي" الصغيرة في بيئة غوص محكومة. إذ عدّل الباحثون تركيبة الهواء المستنشق من الفقمات، متلاعبين بمستويات الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون بشكل مستقل، ثم راقبوا كيف عدلت الحيوانات أنماط غوصها. أظهرت النتائج، أن الفقمات مددت مدة غوصها عند استنشاق هواء غني بالأكسجين، وسارعت في الصعود إلى السطح عند انخفاض مستويات الأكسجين؛ في المقابل، لم يكن لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون تأثير يذكر على سلوك الغوص لديها. "هذا الاكتشاف مهم لأنه يشير إلى تكيّف تطوري خاص بالثدييات البحرية الغطاسة"، كما وضح "ماكنايت"، الذي أضاف: "على عكس البشر، الذين قد يفقدون الوعي بسبب نقص الأكسجين إذا لم ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون بسرعة كافية، يبدو أن الفقمات طورت وعيا إدراكيا مباشرا بمخزونها من الأكسجين، مما يساعدها على تجنب هذا الخطر". تستند هذه الدراسة إلى ملاحظات سابقة تشير إلى أن الفقمات تمتلك أجسام سبات متخصصة للغاية -وهي مجموعات من المستقبلات الكيميائية القريبة من القلب والدماغ- وقد تكون مسؤولة عن حساسيتها العالية للأكسجين. من المحتمل أن تكون هذه التكيفات حيوية للبقاء في البيئات البحرية العميقة، حيث يمكن أن يكون التحكم المباشر في استخدام الأكسجين هو الفرق بين نجاح الغوص وفشله. ميزة كبيرة يقول المؤلف الرئيسي للدراسة، إن إمكانية إدراك الأكسجين تمنح الفقمات ميزة كبيرة، إذ إنها تسمح لها بالاستفادة القصوى من وقتها تحت الماء، حيث تبحث عن الغذاء، دون تعريض نفسها للخطر. "تمتد تداعيات هذه النتائج إلى ما هو أبعد من الفقمات. فقد تمتلك ثدييات بحرية أخرى، مثل الحيتان والدلافين، تكيفات مماثلة" يضيف الباحث. لذلك، يقترح مؤلفو الدراسة إجراء مزيد من الأبحاث على هذه الأنواع لتحديد ما إذا كان الإدراك الإدراكي للأكسجين سمة تطورية منتشرة بين الحيوانات الغواصة. إلى جانب تعميق فهمنا لفسيولوجيا الثدييات البحرية، قد يكون لهذه الدراسة تطبيقات في الطب البشري، خاصة في مجال الغوص. على سبيل المثال، غالبا ما يقوم الغواصون الأحرار والغواصون العسكريون بفرط التهوية قبل الغوص لتقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون، مما قد يؤخر الرغبة في التنفس، ولكنه يزيد أيضا من خطر فقدان الوعي. ومن ثم، فدراسة كيفية تجنب الفقمات هذه المشكلة طبيعيا، يمكن أن تساعد في تطوير بروتوكولات أمان جديدة للغواصين البشريين، وفقا لـ"ماكنايت". يقول ماكنايت "هذه مجرد البداية" ويضيف: "نحتاج الآن إلى استكشاف كيفية معالجة الفقمات معلومات الأكسجين في أدمغتها، وما إذا كانت آليات مماثلة موجودة في أنواع أخرى. يمكن أن يؤدي فهم هذه التكيفات إلى إحداث ثورة في طريقة تفكيرنا في فسيولوجيا الغوص لكل من الحيوانات والبشر".