تكنولوجيا [٨١–٩٠ من ١٠٤ خبر]

  • طباعة جبيرة ثلاثية الأبعاد تنقذ حياة رضيع
    مها زاهر · ٣٠ مايو ٢٠١٣

    نجح علماء الطب الحيوي بجامعة ميشيجان بالولايات المتحدة في إنقاذ حياة طفل رضيع باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. وقد بدأت معاناة الطفل في الأسبوع السادس من عمره عندما توقَّف عن النتفس فجأة نتيجة عيب خلقي في القصبة الهوائية يمنعها من التمدد مع دخول الهواء وخروجه بصورة جعلته في حاجة إلى إنعاش يوميًّا. وتوصَّل الأطباء إلى إمكانية زرع جبيرة لدعم الجزء اللين من بطانة القصبة الهوائية سبب الحالة لمدة ثلاث سنوات حتى ينمو الطفل ويتمكَّن من التنفس بشكل طبيعي. وباستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد المتطورة تمكَّن الأطباء من تكوين جبيرة تلائم حجم وشكل القصبة الهوائية للطفل من البوليمر الحيوي الذي يمتصُّ داخل الجسم خلال ثلاث سنوات. وقد قام مهندسو الطب الحيوي بالجامعة بتصميم أنبوب يلف القصبة اللينة بناءً على صورة الأشعة المقطعية للقصبة الهوائية للطفل بالكمبيوتر المتصل بطابعة ثلاثية الأبعاد بالليزر تستخدم بودرة البوليمر الحيوي كبديل للحبر. وتمكن الطفل من التنفس بشكل طبيعي لأول مرة داخل غرفة العمليات عندما تمت خياطة تلك الجبيرة إلى القصبة الهوائية.

  • «عباءة الإخفاء» من الخيال العلمي إلى الواقع
    مها زاهر · ٢٩ مايو ٢٠١٣

    ما كان يُعَدُّ محض خيال علمي أصبح واقعًا موجودًا؛ فبعد التأكيد نظريًّا على إمكانية إخفاء الأشياء من الضوء والصوت، تمكَّن علماء معهد «كارلزروه للتكنولوجيا» بألمانيا من ابتكار وسيلة لإخفاء الأشياء من الحرارة المحيطة بها. فقد طوَّر الباحثون بالمعهد النموذج الأوَّلي للوحٍ مُسطَّحٍ مُكوَّنٍ من حلقات مُتناوِبة من مادتي النحاس والسيليكون بمركزٍ قطرُه خمسة سنتيمترات لا تنفذ إليه الحرارة. وتتدفق الحرارة بعيدًا عن منطقة المركز — وكأنه غير موجود — عبر الحلقات في اتجاهات متنوعة وبسرعات مختلفة، فيكون من الأيسر أن تنتقل الحرارة من ناحية إلى أخرى دون النفاذ إلى المركز. ويعتقد العلماء أن هذا الابتكار سيفيد صناعة الإلكترونيات والرقائق والماكينات ونُظم التبريد. ويجري العمل حاليًّا على تطوير ابتكارات مماثلة تستخدم نفس المواد لإخفاء الأشياء عن موجات الضوء والصوت.

  • الإعلان عن الفائزين بجوائز معرض إنتل الدولية للعلوم والهندسة
    مها زاهر · ٢٦ مايو ٢٠١٣

    اختتم معرض إنتل الدولي للعلوم والهندسة فعالياته بالإعلان عن الفائزين بجوائز أكبر مسابقة علمية دولية لطلبة مرحلة ما قبل الجامعة، والتي تقام في إطار برامج جمعية العلوم للعموم. وأقيم المعرض هذا العام في فينيكس بولاية أريزونا الأمريكية، بحضور حوالي ١٥٠٠ طالب من المرحلة الثانوية من ٧٠ دولة وإقليم؛ لعرض مشاريعهم العلمية، والمنافسة على الفوز بإحدى المنح أو الجوائز التي يصل إجمالي قيمتها إلى ٤ ملايين دولار. وقد فاز بالجائزة الأولى، وقدرها ٧٥ ألف دولار أمريكي، طالب روماني عن تصميم برنامج لسيارة تسير دون قائد؛ للحد من حوادث السيارات. ويعتمد هذا الابتكار على مجموعة من الكاميرات متصلة بالإنترنت لرصد الأشخاص والسيارات والأشياء المحيطة بالمركبة، بالإضافة إلى رادر يعمل بالليزر ليحدد المسافات لتعديل السرعة تباعًا. وفازت بالجائزة الثانية، وقدرها ٥٠ ألف دولار، طالبة أمريكية عن ابتكارها لجهاز لتخزين الطاقة الكهربائية يتميز بصغر حجمه وكبر سعته للتخزين والشحن في مدة قليلة. وذهبت الجائزة الثالثة، وقدرها ٥٠ ألف دولار كذلك، لطالب من ولاية لويزيانا الأمريكية عن وضعه لمعادلات رياضية تتنبأ بحركة تجمعات المجرات في الفضاء بشكل وافق مشاهدات علماء الفضاء من خلال التلسكوبات الفضائية. وتقام هذه المسابقة سنويًّا منذ عام ١٩٥٠ بهدف تشجيع الطلبة على البحث العلمي؛ للحصول على حلول للمشكلات التي يواجهها العالم.

  • تطوير كاميرا للصوت
    مها زاهر · ٢٣ مايو ٢٠١٣

    قامت شركة «إس إم» للآلات في كوريا، بالتعاون مع علماء المعهد العالي الكوري للعلوم والتكنولوجيا «كايست»، بتطوير كاميرا لرصد الأصوات والضجيج الصادر من الآلات الثقيلة والسيارات والأجهزة المنزلية؛ لتحديد موقع العطب في أي منها. وتُحوِّل الكاميرا الأصوات إلى ألوان بطريقة مشابهة للكاميرا الحرارية التي تُظهر الحرارة على هيئة صور مرئية لتحديد مصدر الصوت. والكاميرا مزودة ﺑ ٣٠ ميكروفونًا رقميًّا شديد الحساسية، بالإضافة إلى كاميرا عالية الدقة مُثبتة في المنتصف يُمكِّناها من التقاط ٢٥ صوتًا وصورة في الثانية الواحدة. وتعتبر الكاميرا الأولى في نوعها في العالم من حيث إنه يمكن حملها باليد، وما تتميز به من خفة الوزن وجودة التصميم. وقد حصلت الكاميرا على جائزة «رد دوت» لتصميم المنتجات لعام ٢٠١٣، وهي إحدى أهم ثلاث جوائز دولية للتصميم.

  • استغلال نظام التمثيل الضوئي في النبات لتوليد الطاقة
    مها زاهر · ٢٢ مايو ٢٠١٣

    يقوم النبات أثناء عملية التمثيل الضوئي باستغلال أشعة الشمس لفصل الهيدروجين عن الأكسجين في ذرات المياه لتوليد إلكترونات يستخدمها في تكوين سكريات تساعده على النمو. وتعتبر النباتات من أكفأ الأنظمة في توليد الطاقة النظيفة من الطاقة الشمسية بنسبة ١٠٠٪، واستغلال هذا النظام في توليد الكهرباء سيسهم في رفع كفاءة الألواح الشمسية التي تعمل حاليًّا بطاقة لا تتعدى ١٢٪ إلى ١٧٪. وقد قام الباحثون بجامعة جورجيا بالولايات المتحدة بابتكار أسلوبٍ جديدٍ لالتقاط تلك الطاقة البسيطة من النبات قبل تحوُّلها إلى غذاء بداخله. يعتمد هذا الأسلوب على تكنولوجيا تعترض طريق البروتينات داخل الثايلاكويدات — وهي أغشية لالتقاط الطاقة الشمسية وتخزينها — ليتمكن النبات من إجراء التفاعلات الكيمائية داخله على أساس الضوء، ثم تلتقط الإلكترونات الناتجة، وترسلها داخل سلك عبر أنابيب دقيقة من الكربون. وبالرغم من أن الطاقة الناتجة تعتبر بسيطة، حيث إنها لا تتعدى استعمال أجهزة كهربائية محمولة، إلا أن الباحثين يؤكدون أن هذا الأسلوب يمكن تطويره في المستقبل بالإضافة إلى تطوير الأجهزة ليمكن استغلاله بشكل تجاري.

  • معادلات رياضية تفسر تكون الفقاقيع
    مها زاهر · ٢٢ مايو ٢٠١٣

    يلهو الأطفال بفقاقيع الصابون وهم يرونها تطير في الهواء ثم تختفي دون معرفة كيف تتكون ولماذا تختفي. ولطالما أثارت الرغوة المكونة من مجموعة من الفقاقيع فضول علماء الرياضيات والطبيعة؛ لما تحمله عملية تكوُّنها وتمزُّقها ثم اختفائها من بعض الخصائص الهندسية. وقد طوَّر فريق من علماء الرياضيات، بجامعة كاليفورنيا بركلي، نموذجًا رياضيًّا يتكون من عدة معادلات يقسم هذه العملية إلى ثلاث مراحل؛ الأولى: تكوُّن الرغوة من مجموعة من الفقاقيع، ثم تسرُّب السائل منها بفعل الجاذبية إلى أن تضعف جدران الفقاعة الواحدة وتفقد قدرتها على التماسك فتتمزق، وفي المرحلة الثالثة: تتجمع الفقاقيع المتبقية مُكوِّنة شكلًا جديدًا للرغوة. ويرى العلماء أن تطبيق تلك المعادلات سيزيد من كفاءة تكوين الرغاوي سواء من مواد بلاستيكية أو معدنية في منتجات صناعية متنوعة؛ منها على سبيل المثال: مواد مقاومة الحرائق، والمواد التي تستخدم في تبطين خوذات الرأس. ويستعد الباحثون للقيام بدراسات تطبيقية لهذه المعادلات على مواد صناعية جديدة.

  • سولار إمبلس … أول طائرة تعمل بالطاقة الشمسية
    مها زاهر · ١٥ مايو ٢٠١٣

    أكملتْ «سولارُ إمبلس» أولُ طائرةٍ تعمل بالطاقة الشمسيةِ الجزءَ الأول من رحلتها التاريخية عبر الولايات المتحدة بنجاح تام؛ فقد حطَّت في مطار فينيكس بولاية أريزونا قادمة من كاليفورنيا بعد ١٨ ساعة طيران متصلة. ومن المنتظر أن تكمل رحلتها في منتصف مايو نحو تكساس، ثم إلى سانت لويس، ثم واشنطن العاصمة لتصل إلى محطتها الأخيرة في مدينة نيويورك بنهاية شهر يونيو. وتعد هذه الرحلة ضمن حملة «جيل نظيف» التي تُروِّج لاستخدام تكنولوجيا نظيفة، أي تكنولوجيا تستهلك مصادر متجددة للطاقة مثل الطاقة الشمسية. ويمكن للطائرة الطيران صباحًا أو مساءً من دون وقودٍ معتمدةً فقط على الطاقة الشمسية؛ فأثناء ساعات النهار تقوم ١٢٠٠٠ خلية شمسية مُثبتة على جناحي الطائرة بتخزين الطاقة في بطاريات الليثيوم؛ لتتمكَّن من الطيران أثناء الليل كذلك. ويبلغ مدى طول الجناحين ٦٣ مترًا، ويصل وزنها إلى ١٦٠٠ كيلو، ويمكنها الارتفاع حتى ٨٥٠٠ متر، وتسَعُ لشخص واحد. ومن المُخطَّط أن تقوم هذه الطائرة برحلة حول العالم عام ٢٠١٥.

  • «روبوبي»: النحل الآلي يطير لأول مرة
    مها زاهر · ١٥ مايو ٢٠١٣

    نجح فريق من علماء كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بالتعاون مع معهد وايس للهندسة المستوحاة من علم الأحياء بجامعة هارفرد في ابتكار أصغر إنسانٍ آليٍّ على شكل حشرة طائرة. وقد أُطلِق عليه «روبوبي» أو النحل الآلي، ويبلغ وزنه ٨٠ مليجرامًا، وعرض جناحَيْه ٣ سنتيمترات … وتحقَّق النجاح لهذا المشروع بعد جهود استمرت لأكثر من عقد كامل باستخدام العديد من الاكتشافات والمواد الجديدة المتاحة في المعمل. فمثلًا قام العلماء باستخدام شرائط من السيراميك تنقبض وتنبسط عند مرور مجال كهربائي؛ لتؤدي عمل العضلات، فتخفق الحشرة الآلية بجناحَيْها ١٢٠ مرة في الثانية الواحدة. وقد واجه هذا الابتكارُ العديدَ من التحديات لتثبيت الأجزاء وتأدية مهمتها بشكل فعال حتى يتمكن من الطيران، وذلك بسبب صغر الحجم وخفة الوزن. فعلى سبيل المثال ما زالت الحشرة الآلية تحصل على الطاقة من خلال سلك مثبت بها، كما أنه يتم التحكم بها عن بُعْد لصعوبة تثبيت رقائق إلكترونية بها لصغر حجمها. ويعكف الفريق حاليًّا على إيجاد طرق لابتكار وسيلةِ تحكُّمٍ آليةٍ ومصادر للطاقة يمكن تثبيتها على النحل الآلي. ويمكن استخدام هذه الحشرات الآلية في جهود البحث والإنقاذ وقت وقوع الكوارث، أو عند ضرورة التدخل في تلقيح النباتات.

  • الهواتف المتحولة: هواتف تغير من شكلها
    مها زاهر · ١٣ مايو ٢٠١٣

    قدم علماء جامعة بريستول ببريطانيا النماذج الأولية للهواتف المتحولة، أو الهواتف التي تغير من شكلها حسب رغبة المستخدم أو وفق تطبيقات محددة. وتعتمد تلك الأجهزة على معادن تحفظ الشكل ومادة البوليمر النشطة كهربائيًّا، وتكون مسطحة ورفيعة كالورقة تحتوي على أسلاك ذات ذاكرة ذكية مغطاة بشاشة بلاستيكية. وتكون تلك الهواتف مرنة حيث تنقبض الأسلاك فتنطوي الأركان حسب التطبيقات المحفوظة عليها. فمثلًا يمكنها التحول إلى شكل كرة ضغط وقت الإجهاد العصبي، أو أداة للعب عند اختيار المستخدم لأحد تطبيقات اللعب الإلكترونية. ويتوقع أن يطرح هذا النوع من الهواتف في الأسواق خلال المدة من ٥ إلى ١٠ سنوات.

  • «الذرة» بطلة أصغر فيلم رسوم متحركة
    مها زاهر · ١٣ مايو ٢٠١٣

    قامت شركة آي بي إم بتصوير أصغر فيلم متحرك باسم «الولد مع الذرة». تلعب بطولة الفيلم مجموعة من ذرات غاز أول أكسيد الكربون منسقة على شكل ولد يرقص ويلعب بالكرة ويقفز على الترامبولين. وقد تم تصوير الفيلم باستخدام المجهر الماسح النفقي الذي يلتقط الذرات بإبرة دقيقة ويحركها على سطح من النحاس ثم يقوم بتكبيرها ١٠٠ مليون مرة. ويعمل هذا المجهر في درجة حرارة −٢٦٨ مئوية حيث تتوقف الذرات عن الحركة فيسهل التعامل معها. ويتكون الفيلم من ٢٤٢ إطارًا للصور الثابتة، يبلغ مقياس الواحد منها ٤٥ × ٢٥ نانومترًا (يوجد ٢٥ مليون نانومتر في البوصة الواحدة). ويعتبر أندرياس هاينريش، العالم القائم على هذا العمل، أن الفيلم «وسيلة مرحة للتفاعل مع الطلاب؛ لحثهم على تقديم تساؤلات». كما أنه يمكن استخدام نفس التقنية المستخدمة في تطوير حجم تخزين المعلومات على الكمبيوتر. وقد اعترفت مؤسسة جينيس للأرقام القياسية بالفيلم كأصغر فيلم متحرك للصور الثابتة.