خذ الحكمة من أذن الذبابة

التسجيل : 27/06/2008

بسم الله الرحمن الرحيم
أذكر الله

الذبابة أصبحت مصدر إلهام للعديد من الأجهزة

إن التصميم البديع لأذن الذبابة قد يتيح عمل تطوير ثوري في مجال تصميم وتصنيع الأجهزة التعويضية والمسابر والمجسات..

كان هذا خلاصة البحث الذي نشر على صفحات مجلة "نيتشر" العلمية في أبريل 2001.. وبعد 3 سنوات يتحقق الحلم، وعن طريق استلهام آلية السمع والتصميم المتقن المبدع لأذن الذبابة تمكن العلماء من تصنيع جهاز ميكروفون جديد، وللمرة الأولى تعتمد هذه التقنية في بداية فبراير 2004.

ويعد هذا الجهاز اللبنة الأولى لبداية تطوير جيل جديد من الأجهزة التي تساعد ضعاف السمع، فضلا عن تصنيع أجهزة بحثية وتحليلية فائقة الدقة. كما يتجه تفكير العلماء والمصممين حاليا إلى محاكاة التصميم البديع للذباب في تصميم أجهزة حديثة دقيقة، تتراوح التطبيقات ما بين إنتاج طائرات تحاكي الذباب في طيرانه، وأجهزة تعويضية لا تزيد عن رأس الدبوس، تعتمد نفس التقنية التي وهبها الله للذباب.

الذبابة الاستثنائية!

وبالرغم من أن معظم الذباب لا يمتلك حاسة سمع جيدة فإن ذبابة "أورميا أوكراسيا" ضئيلة الحجم التي لا يتعدى طولها سنتيمترا واحدا تتميز بأن لها قدرة سمعية استثنائية، وسمعها مرهف وحاد للغاية، وبإمكانها تحديد اتجاه الصوت بدقة عالية، وتقوم آذان الذبابة بدور الميكرفون الاتجاهي الدقيق، عالي الحساسية، بارع التصميم.

ذبابة الأورميا تتسلل لتضع بيضها داخل صرصور الكريكت

ويؤكد "رون هوي" عالم بيولوجيا الأعصاب في جامعة "كورنيل"على أن هذا النوع من الذباب يتميز بقدرة عالية على تحديد اتجاه الصوت، عن طريق أذن دقيقة لا تزيد عن نصف المليمتر، لا يماثلها في البراعة أي جهاز سمعي في أي حيوان آخر. كما أكد على أنه هناك سبب وجيه لوجود قدرة السمع المتطورة في هذه الذبابة بالذات؛ فهي تحتاج لإيجاد نوع من حشرات صرصور الليل "الكريكت" لتتطفل عليه، ويتميز هذا العائل بإصدار أصوات تشبه الغناء، ويجب أن تعثر الذبابة المتطفلة عليه لكي تضع بيضها، وتخترق اليرقات الصراصير، ثم تأكلها وهي تنمو.

ويذكر أن العلماء كانوا يعتقدون أن كائنات حية مثل الوعول والقطط والإنسان تمتلك هذه الحاسة السمعية الاتجاهية الخاصة، ولكن الأبحاث الأخيرة أكدت توافر هذه الحاسة عند الكائنات الدنيا في التطور؛ مثل هذا النوع من الذباب الطفيلي الذي ينافس الإنسان في هذه الهبة الإلهية؛ حيث يحتاجها هذا الذباب لتحديد موقع الفريسة بسهولة، كما تحتاجها إناث هذا النوع من الذباب للبحث عن مكان مناسب لوضع بيضها.

كما أكدت الدراسات أن هذا النوع من الذباب له القدرة على تحديد الاتجاه الصحيح للصوت في غضون فترة زمنية ضئيلة تبلغ 50 نانو/ ثانية، بينما يحتاج الإنسان إلى فترة زمنية تصل إلى ألف ضعف الفترة الزمنية التي تحتاجها الذبابة لتحديد نفس المصدر الصوتي.

فضل "الذبابة"

أذن الذبابة على شكل قلب

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ولكي يختبر العلماء دقة جهاز السمع لهذه الحشرات قاموا بعمل تجربة جيدة متقنة، فقاموا بربط الذبابة الضئيلة إلى كرة متحركة حساسة تتصل بحاسوب مركزي يمكن أن يتعقب حركة الكرة، وبعد ذلك قام الباحثون بإصدار أصوات حشرة "الكريكت" المسجلة من مواقع وجهات معلومة ومتنوعة، ولاحظوا حركات الذبابة، وطريقة استجابتها للأصوات. وأثبتت الدراسات أن ذباب "أورميا" يمكن أن يكتشف تغييرات اتجاهية صغيرة تبلغ درجتين فقط. وإذا حاول إنسان أن يكتشف من الذي يتكلم في غرفة مزدحمة على سبيل المثال فإنه لن يحتاج أكثر من هذه القيمة للتعرف على المتحدث الصحيح.

وتلقى البروفسور "رونالد مايلز" أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة ولاية نيويورك في بنجامتون منحة قيمتها 6.5 ملايين دولار من المعهد القومي للصحة لتطوير تقنية استشعار لميكروفون صغير عالي الحساسية يحاكي أذن هذه الذبابة، ويمكن استخدامه في سماعة أذن قوية، ويمكنه التقاط ما يمكن أن يقوله شخص يجلس عبر المائدة، بينما يتجاهل الضجيج المحيط. وحاول الدكتور "مايلز" تطبيق هذه التصميم البيولوجي في ميكروفون يمكن أن يصبح أحد مكونات سماعة أذن. وتعتمد هندسة الميكروفون على تقليد بنية طبلة أذن الذبابة.

ويعترف العلماء بفضل "الذبابة" في اختراع الميكرفون؛ حيث قاموا بتقليد نظام السمع الخاص بها، وذلك بصناعة غشاء يعمل مثل الأرجوحة مربوط من نقطة مركزية على مفصل من السيلكون، وعندما تمر من أمامه الموجات الصوتية فإن ضغط الصوت يحرك طرفي الغشاء. وإذا قدم الصوت من الجانبين في نفس الوقت وبنفس الحدة؛ فإن هذه الآلية لا تتحرك. ولكن إذا جاء الصوت إلى جانب واحد قبل الآخر فإنه يتحرك؛ لأن ضغط الجانبين متساوٍ. ويعمل التصميم على تقبل الغشاء الرقيق للصوت القادم من اتجاه محدد. وقد وضع دكتور "مايلز" ثلاثة أغشية متحركة في شريحة سيلكون في حجم طرف إصبع طفل صغير. وعندما يبدأ الغشاء في التحرك يتم تحويل الحركة الميكانيكية إلى إشارات كهربائية يمكن تضخيمها. وتم تحقيق ذلك عبر تغييرات في الخاصية الكهربائية للغشاء.

وتطورت التقنية بعد ذلك، وقام "لفنت دجرتكين" عضو فريق الأبحاث الأستاذ المساعد للهندسة الميكانيكية في معهد جورجيا للتكنولوجيا بتصميم استشعارات بصرية، قال: إنها ربما تسمح بتصميم ميكروفون أكثر فاعلية، كما استخدم "ليزر" متناهيا في الصغر يمكن تشغيله وإيقافه بسرعة، وهو نفس الليزر المستخدم في وسائل الاتصالات البصرية. ولكن جهاز الليزر المستخدم في تحديد موقع الغشاء سهل الاستخدام في المعامل فقط، وتنبع المشكلة عندما يتم تركيبه في سماعة أذن.

ومن المتوقع أن يستفيد العديد من الناس من هذه البحوث بعد أن يتم استغلالها على الوجه الأمثل، ويمكن أن يساعد الميكرفون المستلهم من أذن الذبابة في منع الضوضاء غير المطلوبة من الوصول إلى الأذن.

والذبابة ما هي إلا مثل من الأمثلة الكثيرة للكائنات الحية المخلوقة التي لا حصر لها والتي خلقها الله سبحانه وتعالى بحيث تلائم الوسط الذي تعيش فيه؛ لتستطيع أن تديم نسلها، وتحصل على رزقها. وكل واحدة من هذه المخلوقات هي آية للمؤمنين {إِنَّ فِي السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضِ لآَيَاتٍ لِّلْمُؤْمِنِينَ * وَفِي خَلْقِكُمْ وَمَا يَبُثُّ مِن دَابَّةٍ آيَاتٌ لِّقَوْمٍ يُوقِنُونَ} (سورة الجاثية: 3-4) .