ما هو الجيروسكوب ؟ وكيف يعمل ؟ وما هي أحدث إصداراته؟

على الرغم من أهمية نظام تحديد المواقع العالمي أو ما يعرف اختصارًا ب «GPS» ، إلا أنه لايمكن الاعتماد عليه طوال الوقت. فهناك العديد من المواقف التي قد لا يتوفر فيها نظام تحديد المواقع العالمي «GPS» ، كأن تكون في منجم أو تحت الماء أو في الفضاء. من هنا تأتي أهمية مستشعر«الجيروسكوب – gyroscope» وهو عبارة عن جهاز يعمل على تحديد الاتجاهات والانحناءات والمحافظة على الدوران عن طريق استغلال جاذبية الأرض . فمثلًا في هاتفك المحمول عندما تغير وضعية الهاتف من الوضع الرأسي إلى الوضع الافقي يقوم هذا الجهاز باستشعار هذا التغير وبدوره يعمل على تدوير شاشة الموبايل. وأيضًا عندما تلعب ألعاب الفيديو يستشعر هذا الجهاز اتجاه تحركاتك. في هذا المقال سنستعرض معكم كيفية عمل الجيروسكوب بشكل عام وما أهمية الجيروسكوب المدمج الدقيق بشكل خاص.

ما الفرق بين الجيروسكوب ومقياس التسارع؟

مقياس التسارع هو عبارة عن مستشعر صغير مصمم لقياس التسارع الغير الجاذبي «non-gravitational acceleration». يتم تركيب مستشعر التسارع في النظام أو الجسم الذي يراد قياس مقدار تسارعه بحيث يحسب مقدار مقدار تسارع النظام عند تحركه من حالة التوقف إلى أي سرعة يصل إليها. يُصمم مقياس التسارع للاستجابة للاهتزازات المرتبطة بهذه الحركة عن طريق بلورات متناهية بالصغر تخضع للضغط عند حدوث الاهتزازات ، ومن هذا الضغط يتولد جهد كهربائي يعبر عن مقدار التسارع . وتعتبر مستشعرات التسارع أحد المكونات الهامة للأجهزة التي تقيس اللياقة البدنية ووأيضا القياسات الأخرى في الحركة الذاتية الكمية. إذن الفرق الرئيسي بين الجيروسكوب ومقياس التسارع هو أن الجيروسكوب لديه المقدرة على استشعار دوران الجسم أو الجهاز المدمج فيه بينما مستشعر التسارع لايستطيع استشعار الدوران.

تصميم الجيروسكوب المدمج الدقيق بواسطة جامعة ميشغيان

عادةً ما تستخدم الأنظمة التي تحتاج إلى تتبع الموقع، -مثل الهواتف الخلوية أو السيارات ذاتية القيادة أو الغواصات- ، ما يسمى بوحدات القياس بالقصور الذاتي أو ما تعرف اختصارًا ب«IMU» والتي تمثل مزيجًا من مقاييس التسارع والجيروسكوبات التي تعمل على تقدير الموقع من خلال طريقة «الحساب الميت –dead reckoning» وذلك عن طريق تتبع التغييرات في كل من التسارع والدوران. تعتمد دقة تحديد الموقع على مدى دقة أجهزة الاستشعارالموجودة في وخدات ال«IMU» ولكن لسوء الحظ ، فإن الجيروسكوبات ذات الأداء العالي في تتبع الدوران على مدى فترات طويلة من الزمن كبيرة الحجم ومكلفة للغاية بالنسبة لمعظم الأنظمة التجارية أو حتى على مستوى المستهلك.

في الندوة الدولية السابعة حول أجهزة الاستشعار وأنظمة القصور الذاتي لمعهد مهندسي الكهرباء والالكترونيات «IEEE» قدم باحثون في جامعة ميشيغان ، بقيادة خليل النجيفي ورقة علمية تقترح نوع جديد من الجيروسكوبات يسمى بالجيروسكوب المدمج الدقيق، والذي يقول عنه المؤلفون بأنه أكثر دقة ب 10000 مرة، ولكن أغلى ب 10 مرات من الجيروسكوبات المستخدمة في هاتفك الخلوي “. الجدير بالذكر أن أداء الجيروسكوب المدمج الدقيق يكافئ أداء الجيروسكوبات ذات الأحجام الكبيرة إضافة إلى أن تكلفته أقل بمقدار واحد من ألف من تكلفة الجيروسكوبات الكبيرة، مما يعني أن أجهزة الروبتات التي تعمل في المواقع الأرضية إضافة إلى بقية الأجهزة التي تحتاج الى تتبع المواقع ستكون لها القدرة على تحديد المواقع بدقة عالية عن طريق استخدام الجيروسكوب المدمج الدقيق. لفهم مدى جودة الجيروسكوب المدمج الدقيق من الضروري معرفة أداء تلك الجيروسكوبات الموجودة في هاتفك الذكي.

الجيروسكوب المدمج الدقيق الذي تم تطويره في جامعة ميشغيان

ما أهمية أجهزة الجيروسكوبات؟

يحتوي هاتفك على ثلاثة جيروسكوبات بالإضافة إلى ثلاثة مقاييس تسارع يتم دمجها في وحدة قياس القصور الذاتي التي تعرف اختصارًا ب «IMU» والتي يمكنها استشعار كل من التسارع والدوران في جميع المحاور الثلاثة- محور x ومحور y ومحور z – . من المحتمل أن يكلف ال«IMU» بضعة دولارات.هناك عاملان مهمان يحددان خصائص الجيروسكوب وهما الحساسية والدقة. تبلغ حساسية الجيروسكوبات حوالي 1000 درجة في الساعة ، مما يعني أنه إذا قضيت ساعة كاملة في تدوير هاتفك ببطء شديد ، فسوف يُلاحظ هذا الدوران إذا كان هناك ثلاث دورات أو أكثر خلال تلك الفترة ، ولكن إذا قمت بتدوير هاتفك بشكل أبطأ قليلاً حتى يدور مرتين فقط على مدار الساعة ، فسيكون الدوران بطيئًا للغاية بحيث يتعذر على الجيروسكوب اكتشافه. وهذا أمر جيد ، لأن هاتفك يهتم فقط باكتشاف التناوب الكبير والسريع-عشرات الدرجات في الثانية-، الذي يحدث مثلًا عندما تلتقط هاتفك أو تقلبه. إلى جانب الحساسية ، هناك أيضًا الدقة ،ويقصد بها مدى قرب الدوران المُقاس من قبل الجيروسكوب إلى مقدار الدوران الفعلي الحاصل .توجد في معظم المستشعرات نسبة خطأ في القياس، وهو ما يسمى بالتحيز وهو ما يقيسه المستشعر عندما يجب ألا يقيس أي شيء ، أو في حالة الجيروسكوب ، ما يقيسه الجيروسكوب عندما لا يتحرك الجسم المُقاس على الإطلاق. ولكن هذا التحيز في المستشعر لايمثل مشكلة بالنسبة للمهندسين طالما أن هذا التحيز ثابت . بمعنى آخر، إذا كان التحيز هو نفسه طوال الوقت ، فبالإمكان معايرته والحصول على نتائج دقيقة. أما إذا كان التحيز غير مستقر ، ويتغير بشكل غير متوقع ، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض الدقة في المستشعر. يجب أن ننوه بأن التعريف التقني لحساسسة الجيروسكوب هو مقدار التغير في الجهد الكهربي بالنسبة لسرعة زاوية معينة وتقاس الحساسية ب مللي فولت/درجة /ثانية فمثلًا إذا كانت حساسية الجيروسكوب هي 30مللي فولت/درجة/ثانية فهذا يعني بأنه إذا تم تدوير الجيروسكوب بمقدار عشردرجات لكل ثانية فإن التغير في جهد الخرج سيكون بمقدار 300مللي فولت

بالنسبة للجيروسكوب النموذجي الموجود في هاتفك الذكي ، فإن عدم استقرار التحيز يتراوح من مئات إلى آلاف الدرجات في الساعة. مرة أخرى ، هذا جيد ، لأن هاتفك يهتم أكثر بقياس عشرات أو مئات الدرجات من التدوير ، وهو كل ما يحتاجه الهاتف للألعاب أو لتثبيت الكاميرا. إذن لماذا نهتم بالجيروسكوبات ذات الحساسية العالية والتحيز المستقر على الإطلاق؟ حسنًا ، قد لا يكون كل ذلك مناسبًا للهواتف الخلوية ، ولكنه بغاية الأهمية بالنسبة للغواصات والمركبات الفضائية والسيارات ذاتية القيادة والروبوتات الداخلية وأي شيء آخر تحتاج فيه إلى تتبع مكانك دون الاعتماد على ال «GPS». تستخدم جميع هذه الأنظمة وجدات قياس القصور الذاتي لتتبع موقعها النسبي، مع أخذ آخر موقفها المطلق المعروف -من «GPS» أو خريطة موجودة مسبقًا أو أيا كان -ثم الاعتماد على ال «IMU» للجمع بين القياسات المستمرة للتسارع والدوران لتقدير الحركة المتعلقة بموقعها.

تعتبر هذه الطريقة إحدى الطرق للحساب الميت المستخدم في الملاحة وتحديد المواقع ، ومثل أي طريقة أخرى للحساب الميت، تتراكم الأخطاء الصغيرة بمرور الوقت فكلما طالت فترة الاعتماد عليها، كلما كنت بعيدًا عن المسار. تستخدم الغواصات والمركبات الفضائية جيروسكوبات معقدة ومكلفة ومزودة بالليزر وغيرها من الادوات لتقليل هذه الأخطاء والانحراف الناتج عنها في الدقة الموضعية، ولكن بالنسبة إلى الروبوتات الأرضية والطائرات بدون طيار و -إلى حد ما- السيارات ذاتية القيادة فإن الحجم والكتلة والتكلفة عوامل ذات أهمية كبيرة أيضًا .حيث ينبغي أن يكون الجيروسكوب ذا حساسية عالية وأيضًا بنفس الوقت صغير الحجم وذا تكلفة منخفضة. ومن هنا تكمن أهمية الجيروسكوب المدمج الدقيق التابع لجامعة ميشيغان ، حيث أنه صغير وغير مكلف وأكثر دقة بآلاف المرات من الجيروسكوبات المستخدمة في الهواتف الذكية. يكمن سر هذا المستوى من الدقة في قلب الجيروسكوب الذي يتكون من هيكل تذبذبي من الزجاج المطلي بالمعدن النقي للغاية .

كيف يعمل الجيروسكوب؟

قبل البدء بالحديث عن كيفية عمل الجيروسكوب، تجدر الأشارة إلى أنه يوجد العديد من الأنواع المختلفة للجيروسكوب ولكن جمعيها تؤدي نفس الوظيفة وهي إما قياس الاتجاه أو المحافظة على إتجاه معين. يمكن تصنيف الجيروسكوب إلى نوعين رئيسيين : الجيروسكوب الميكانيكي والجيروسكوب الالكتروني. يتكون الجيروسكوب الميكانيكي من عجلة أو كرة غزل يُطلق عليها الدوار، ونظام إسناد. وعندما يبدأ الدوار فى الحركة فإن الجيروسكوب يقاوم أى محاولة لتغيير اتجاه دورانه. ومن أجل هذه الخاصية يستخدم الجيروسكوب كثيرًا فى الطيران وفى معدات الملاحة. يعطى الجيروسكوب معلومات عن مسار الطيران دون تأثُّر بالاضطرابات أو الدوامات الهوائية. أما الجيروسكوب الالكتروني فهو عبارة عن جهاز إلكتروني يؤدي نفس وظيفة الجيروسكوب الميكانيكي وتتكون من نظام اسناد وذراعات إهتزازية بالإضافة إلى دوائر إلكترونية تعمل على تحويل السرعة الزاوية المقاسة إلى جهد كهربي يتم إرساله إلى معالج حاسوبي لمعالجة هذه الإشارة وإصدار التعليمات على ضوءها. في الوضع الطبيعي تهتز ذرعات الجيروسكوب المصنعة من الكوارتز أو السيراميك أو السيلكون بإتجاه معين -مثلًا في الإتجاه الأفقي- وعندما يحصل دوران للجسم المدمج فيه الجيروسكوب أو تغير في إتجاهه يبدأ الجيروسكوب أيضًا بالدوران ونتيجة ل« تأثير كوريوليس – coriolis effect» على الذراعات المهتزة، ينتج أهتزاز رأسي بدلًا من الأفقي ويؤثر على نظام الإسناد أو الجزء الثابت من الجيروسكوب مما يؤدي إلى إنحناءه ويتم استشعار هذا الانحناء الذي يعبر عن السرعة الزاوية وتحويله إلى جهد كهربي.

صورة للمكونات الداخلية للجيروسكوب المدمج الدقيق ويظهر فيها المرنان المصمم على شكل كأس النبيذ

مميزات الجيروسكوب المدمج الدقيق

يمكنك أن تتخيل الجيروسكوب المدمج الدقيق مثل كأس نبيذ زجاجي مهتز، عندما تقوم بضرب كأس النبيذ بلطف سيبدأ بالاهتزاز وإذا ألقيت نظرة من أعلى الكأس ستلاحظ أن هذا الإهتزاز يأخذ شكل حافة الكأس ومع إهتزازه ذهابًا وإيابًا يتغير هذا الشكل من شكل دائرة إلى شكل قطع ناقص . الآن إذا قمت بتدوير هذا الكأس المهتز فنتيجة لتأثير كوروليوس ستتولد حركة أهتزازية على المحور الرأسي ومنها يمكن قياس مقدار هذا الدوران. توجد العديد من الميزة لتصميم « مرنان – resonator» الجيروسكوب على شكل كأس نبيذ أهمها هو الشكل المحوري أو الشكل المتناظر حول المحور المركزي الذي يزيد من حساسية الجيروسكوب. وأيضًا يمتاز مرنان الجيروسكوب المصمم على شكل كأس النبيذ بقيمة عالية “لمعامل كيو” « معامل كيو – Q factor» وهو عبارة عن نسبة الطاقة المخزنة في المرنان إلى كمية الطاقة التي يفقدها المرنان في كل مرة يهتز فيها. والسبب وراء أهمية “معامل كيو” هو أنه يجب أن يكون الإهتزاز الأساسي للمرنان نقي قدر الإمكان وخالي من التشوهات وذلك لنقل الإهتزاز من محور إلى آخر بكفاءة عالية وبنسبة ضوضاء أقل . بالاضافة إلى ذلك، بلغت دقة كشف الحركة للجيروكسوب المدمج الدقيق حوالي 0.0014 درجة لكل ساعة أي بمعنى آخر أنه أفضل من الجيروسكوبات الموجودة في هاتفك الذكي بمقدار عشرات الالاف من المرات الأمر الذي يجعل الجيروسكوب المدمج الدقيق قادرًا على استشعار حركة الأرض بسهولة ويسر!

المصادر

أبل وجوجل في مواجهة الكورونا بتطبيق جديد .

أبل وجوجل في مواجهة الكورونا بتطبيق جديد

أعلنت يوم الجمعة شركتي Apple و Google المتنافستان منذ فترة طويلة شراكة رسمية لتطوير نظام لتتبع انتشار الفيروس التاجي الجديد، مصمم لإخبارك ما إذا كنت تعرضت مؤخراً لشخص مصاب بفيروس كورونا.

يستخدم النظام الجديد، الذي تم وضعه في سلسلة من الوثائق والأوراق البيضاء ( أو مايعرف بالمستند التقني وهي مستند إعلامي، عادة ما تستخدمها الشركات أو منظمات غير ربحية، للترويج أو إبراز المنتج)، تقنية «البلوتوث-Bluetooth» قصيرة المدى لإنشاء شبكة تتبع، تحتفظ ببيانات واسعة النطاق حول الهواتف التي كانت قريبة جدًا من بعضها البعض. وسوف يسمح للتطبيقات الرسمية الصادرة عن سلطات الصحة العامة من الوصول إلى هذه البيانات، ويمكن للمستخدمين تحميل هذه التطبيقات للإبلاغ عما إذا تم تشخيص إصابتهم بـ «فيروس كورونا-COVID-19». يقوم النظام أيضًا بتنبيه الأشخاص الذين يقومون بتحميل هذه التطبيقات ما إذا كانوا بالقرب من شخص مصاب.

ستقدم Apple و Google زوجًا من واجهات برمجة تطبيقات iOS و Android «واجهة البرنامج التطبيقي-API» (وهي مجموعة من الإجراءات والأدوات لبناء تطبيقات البرامج. بشكل أساسي، تحدد API كيفية تفاعل مكونات البرنامج). ويتم التقديم في منتصف شهر مايو، مع التأكد من قدرة تطبيقات السلطات الصحية على إنجاز الفكرة. خلال هذه المرحلة، يجب على المستخدمين تحميل تطبيق للمشاركة في تتبع جهات الاتصال، ولكن في الأشهر التي تلي اكتمال واجهة برمجة التطبيقات، ستعمل الشركات على بناء وظائف التتبع في نظام التشغيل الأساسي، كخيار متاح فورًا لكل شخص لديه هاتف يعمل بنظام iOS أو Android.

يتضمن تتبع الاتصال اكتشاف الشخص الذي كان مصابًا ومحاولة منعه من إصابة الآخرين، وهو أحد الحلول الواعدة لاحتواء COVID-19، ولكن استخدام تقنية المراقبة الرقمية للقيام بذلك يثير مخاوف كبيرة بشأن الخصوصية وأسئلة حول مدى فعاليته. في وقت سابق من هذا الأسبوع، أثار الاتحاد الأمريكي للحريات المدنية مخاوف بشأن تتبع المستخدمين ببيانات الهاتف، بحجة أن أي نظام يجب أن يكون محدود النطاق ويتجنب المساس بخصوصية المستخدم.

على عكس بعض الطرق الأخرى مثل استخدام بيانات GPS، لن تتتبع خطة Bluetooth الموقع الفعلي للأشخاص. ستلتقط بشكل أساسي إشارات الهواتف المجاورة على فترات زمنية مدتها 5 دقائق وتخزن الاتصالات بينها في قاعدة بيانات. في حالة ثبتت إصابة أحد الأشخاص بفيروس كورونا، فيمكنه إخبار التطبيق بأنه مصاب، وعندها يقوم التطبيق بإبلاغ الأشخاص الذين تواجدت هواتفهم في نطاق قريب من هاتف الشخص المصاب في الأيام السابقة.

يتخذ النظام أيضًا عددًا من الخطوات لمنع معرفة أو مشاركة هوية الأشخاص، حتى بعد مشاركة بياناتهم. بينما يرسل التطبيق المعلومات بانتظام عبر البلوتوث، فإنه يبث مفتاحًا (اتصالاً) مجهولاً بدلاً من هوية ثابتة، وتتغير المفاتيح بشكل دوري كل 15 دقيقة للحفاظ على الخصوصية. حتى عندما يشارك الشخص أنه مصاب، فإن التطبيق سيشارك فقط المفاتيح من الفترة المحددة التي كان فيها مٌعديًا.

لا تزال الطريقة تحتوي على نقاط ضعف محتملة. ففي المناطق المزدحمة، يمكنه الإبلاغ عن الأشخاص في الغرف المجاورة الذين لا يشاركون مساحة قريبة فعلياً مع المستخدم، مما يسبب القلق للناس. قد لا يلاحظ أيضًا الفروق الدقيقة في المدة التي تعرض فيها شخص ما فالعمل بجانب شخص مصاب طوال اليوم، على سبيل المثال، سيعرضك لحمل فيروسي أكبر بكثير من المشي بجانبه في الشارع. ويعتمد على قوة الاتصال مما قد يعني أنها أقل فعالية في المناطق ذات الاتصال المنخفض.

إن مساهمة أبل وجوجل في مواجهة الكورونا بتطبيق جديد تعتبر خطوة حاسمة إلا انه أيضًا برنامج جديد نسبيًا، ولا تزال Apple و Google تتحدثان مع سلطات الصحة العامة والمستثمرين الآخرين حول كيفية تشغيله. ربما لا يمكن لهذا النظام أن يحل محل الأساليب القديمة لتتبع الاتصال التي تنطوي على إجراء مقابلات مع الأشخاص المصابين حول مكان وجودهم والأشخاص الذين قضوا معهم بعض الوقت، ولكن يمكن أن يقدم مكملًا عالي التقنية باستخدام جهاز يملكه مليارات من الناس بالفعل.

المصادر

Futurism

The Guardian

The Verge

كيف تمكن نورمان بورلوغ من إنقاذ الملايين من الجوع؟

الأب الروحي للثورة الخضراء: كيف تمكن نورمان بورلوغ من إنقاذ الملايين من الجوع؟

يقول نورمان بورلوغ، الفائز بجائزة نوبل للسلام لسنة 1970:

“لا يمكنك بناء السلام على معدة فارغة”

ولد المهندس الزراعي الذي أنقد الملايين من الجوع، يوم 25 مارس من سنة 1914 في ولاية آيوا وتوفي في 12 سبتمبر من سنة 2009 في مدينة دالاس بولاية تكساس الأمريكية. دائما ما يرتبط تعبير “الثورة الخضراء- The green revolution” باسم نورمان بورلوغ. فماهي هذه الثورة؟

كيف تمكن نورمان بورلوغ من إنقاذ الملايين من الجوع؟

تشير الثورة الخضراء إلى زيادة كبيرة في إنتاج الحبوب الغذائية (لا سيما القمح والأرز). وكانت بدايات نجاح هذه الثورة في المكسيك وشبه القارة الهندية. تتطلب الأصناف الجديدة من الحبوب الغذائية كميات هائلة من الأسمدة الكيميائية ومبيدات الحشرات لإنتاج المردودات المرتفعة. بالرغم من دورها الفعال في محاربة الجوع إلا أن هذه التقنية تثير القلق بشأن الآثار البيئية المحتملة والتكاليف.

حصل نورمان على الدكتوراه في سن 27 عاما، وذلك بفضل بحثه في حماية النباتات. وعمل في المكسيك في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين لجعل البلاد مكتفية ذاتياً من الحبوب الغذائية بفضل التقنيات الجديدة للثورة الخضراء. أوصى بورلوغ بتحسين أساليب الزراعة، وعثر على سلالة قوية من القمح (القمح القزم) المتكيفة مع الظروف المكسيكية. وبحلول سنة 1957، أصبحت البلاد مكتفية ذاتيا من القمح.

كان النجاح في المكسيك سبباً في جعل بورلوج مستشاراً زراعيا مرغوباً في البلدان التي لم يكن إنتاجها الغذائي يواكب نموها السكاني. وفي منتصف الستينيات، قدم القمح القزم إلى الهند وباكستان، وازداد الإنتاج بشكل كبير. والواقع أن تعبير “الثورة الخضراء” جعل اسم المهندس نورمان بورلوج معروفاً خارج الدوائر العلمية، ولكنه كان يؤكد دوماً على أنه جزء فقط من فريقه.

ويجدر بالذكر أن نورمان بورلوج من مناصري تقنيات ضبط النسل بغية تحقيق توازن بين النمو السكاني والإنتاج الغذائي.

المصادر: Nobel Prize, Britanica

مترجم: عالم ما بعد فيروس الكورونا للكاتب يوفال نوح حراري

عالم ما بعد فيروس الكورونا للكاتب يوفال نوح حراري يوضح فيه يوفال نوح حراري ماهية عالم ما بعد فيروس الكورونا مستعرضا تخوفاته وما نحتاجه لتشكيل عالم أفضل بدلًا من عالم منعزل شديد الرقابة يقتص من حرياتنا، فيقول:

“إن مطالبة الناس بالاختيار بين الخصوصية والصحة هو في الواقع أصل المشكلة، لأنه خيار زائف. يمكننا -وينبغي أن- نتمتع بالخصوصية والصحة معًا. يمكننا أن نختار حماية صحتنا ووقف وباء الفيروس التاجي؛ ليس عن طريق إنشاء أنظمة مراقبة استبدادية، ولكن عن طريق تمكين المواطنين.”
يوفال نوح حراري

إليكم المقال:

تواجه البشرية الآن أزمة عالمية، ربما كانت أكبر أزمة في جيلنا، ويُحتمل أن تشكّل القرارات المُتخذة خلال الأسابيع القليلة المقبلة من الشعوب والحكومات عالمنا لسنوات قادمة. لن ينحصر تأثيرها على أنظمة الرعاية الصحية فقط ولكن ستشكّل اقتصادنا وسياستنا وثقافتنا. يجب علينا أن نتصرف بسرعة وحسم، ويجب أن نأخذ بعين الاعتبار العواقب طويلة المدى لأعمالنا. عند الاختيار بين البدائل، يجب أن نسأل أنفسنا ليس فقط عن كيفية التغلب على التهديد المباشر، ولكن أيضًا عن نوع العالم الذي سنعيش فيه بمجرد مرور العاصفة. نعم، ستمر العاصفة، وستبقى البشرية على قيد الحياة، سيظل معظمنا على قيد الحياة – لكننا سنعيش في عالم مختلف.

ستصبح العديد من تدابير واجراءات الطوارئ قصيرة الأجل من عناصر الحياة الأساسية في المستقبل. هذه هي طبيعة حالات الطوارئ، فهي تسرّع من العمليات التاريخية والقرارات التي قد تستغرق في الأوقات العادية سنوات من المداولات، ولكن تُمرر في حالات الطوارئ في غضون ساعات. يُدفَع بالتقنيات غير الناضجة وحتى الخطرة للخدمة، فمخاطر عدم القيام بأي شيء أكبر. تبدو دُوَل بأكملها كفئران في تجارب اجتماعية واسعة النطاق. ماذا قد يحدث عندما يعمل الجميع من المنزل ويتواصلون فقط عن بُعد؟ ماذا قد يحدث عندما تُقدّم كل المدارس والجامعات محتواها مباشرة على الإنترنت؟

في الأوقات العادية، لن توافق الحكومات والشركات والمجالس التعليمية على إجراء مثل هذه التجارب. لكن هذه الأوقات ليست عادية. في وقت الأزمة هذا، نواجه خيارين مهمين بشكل خاص. الخيار الأول بين المراقبة الشمولية وتمكين المواطنين. والثاني بين العزلة القومية والتضامن العالمي.

المراقبة الحيوية أو “المراقبة تحت الجلد”

من أجل وقف الوباء، يجب على جميع السكان الامتثال لإرشادات معينة. هناك طريقتان رئيسيتان لتحقيق ذلك. إحدى الطرق هي أن تراقب الحكومة الشعب، وتعاقب أولئك الذين يخالفون القواعد. اليوم، ولأول مرة في تاريخ البشرية، تتيح التكنولوجيا مراقبة الجميع طوال الوقت. قبل خمسين عامًا، لم يكن باستطاعة المخابرات السوفيتية KGB مراقبة 240 مليون مواطن سوفيتي على مدار 24 ساعة، ولا يمكن للـ KGB معالجة جميع المعلومات التي تم جمعها بشكل فعّال. اعتمدت وكالة المخابرات السوفيتية (KGB) سابقًا على عملاء ومحللين بشريين، ولم تتمكن من توظيف شخص لمراقبة كل مواطن. ولكن يمكن للحكومات الآن أن تعتمد على أجهزة استشعار وخوارزميات قوية في كل مكان بدلاً من الأشخاص.

استخدمت عدة حكومات بالفعل أدوات المراقبة الجديدة في معركتها ضد جائحة فيروس الكورونا. أبرز حالة هي الصين؛ من خلال مراقبة الهواتف الذكية للأشخاص عن كثب، والاستفادة من مئات الملايين من كاميرات التعرف على الوجوه، وإلزام الأشخاص بفحص درجة حرارة أجسامهم وحالتهم الطبية والإبلاغ عنها. لا يمكن للسلطات الصينية أن تحدد فقط حاملي الفيروس المشتبه بهم، ولكن أيضًا تتبع تحركاتهم وتتعرف على أي شخص اتصلوا به. تحذّر مجموعة من تطبيقات الهاتف المحمول المواطنين من اقترابهم من المرضى والمصابين.

لا يقتصر هذا النوع من التكنولوجيا على شرق آسيا. إذ سمح رئيس الوزراء الإسرائيلي بنيامين نتنياهو مؤخرًا لوكالة الأمن الإسرائيلية بنشر تكنولوجيا المراقبة المخصّصة عادة لمحاربة الإرهابيين لتعقب مرضى فيروس الكورونا المستجد. وعندما رفضت اللجنة الفرعية البرلمانية المعنية الموافقة على الإجراء، صدمها نتنياهو بـ “مرسوم الطوارئ”.

المراقبة البيومترية، يمكنك أن تجعل قضية المراقبة البيومترية بمثابة إجراء مؤقت يُتّخذ أثناء حالة الطوارئ. لكن للأسف، للتدابير المؤقتة عادة سيئة في تجاوز حالات الطوارئ

قد نتجادل بأنه لا يوجد جديد في كل هذا. ففي السنوات الأخيرة، استخدمت كل من الحكومات والشركات تقنيات أكثر تعقيدًا من أي وقت مضى للتتبع والمراقبة والتلاعب بالناس. ومع ذلك، إذا لم نكن حذرين، فقد يمثل الوباء فاصلاً هامًا في تاريخ المراقبة. ليس فقط لأنها ستسمح بنشر أدوات المراقبة الجماعية في البلدان التي رفضتها حتى الآن، ولكن أكثر من ذلك لأنها تشير إلى تحوّل كبير من المراقبة “فوق الجلد” إلى “تحت الجلد” أي من المراقبة الفوقية للمراقبة الداخلية. ما نعلمه حتى الآن، هو معرفة الحكومة للروابط التي ينقرها إصبعك على شاشة هاتفك الذكي. ولكن مع اجراءات الفيروس الطارئة، يتحول الاهتمام إلى رغبة في معرفة درجة حرارة إصبعك وضغط الدم تحت الجلد.

إحدى المشاكل التي نواجهها في تشكيل موقفنا من المراقبة تكمن في عدم معرفتنا لكيفية مراقبتنا، وما قد تجلبه السنوات القادمة. تتطور تكنولوجيا المراقبة بسرعة فائقة، وما بدا أنه خيال علمي منذ 10 سنوات أصبح قديمًا اليوم. كمثال، تخيّل حكومة افتراضية تطالب بأن يرتدي كل مواطن سوارًا بيولوجيًا يراقب درجة حرارة الجسم ومعدل ضربات القلب على مدار 24 ساعة في اليوم. تُجمَع البيانات الناتجة وتُحلَّل بواسطة الخوارزميات الحكومية، وستعرف الخوارزميات أنك مريض حتى قبل أن تعرف أنت. كما ستعرف أيضًا أين كنت، ومن قابلت. يمكن تقصير سلاسل العدوى بشكل كبير، بل ويمكن كسرها تمامًا. بمقدورنا القول أن مثل هذا النظام قادر على إيقاف الوباء في غضون أيام. تبدو الأمور رائعة، أليس كذلك؟

لم تدرك أن هذا سيعطي الشرعية لنظام مراقبة جديد مرعب. إذا كنت تعلم، على سبيل المثال، أنني نقرت على رابط Fox News بدلاً من رابط CNN، فيمكن هذا أن يخبرك شيئًا عن آرائي السياسية، وربما يكشف لك عن شخصيتي “وهو ما حدث مع Cambridge analytica”. ولكن إذا تمكنت من مراقبة ما يحدث لدرجة حرارة جسدي وضغط الدم ومعدل ضربات القلب أثناء مشاهدة مقطع الفيديو، فيمكنك معرفة ما يجعلني أضحك أو أبكي، وما قد يجعلني غاضبًا حقًا.

من المهم أن نتذكر أن الغضب والفرح والملل والحب هي ظواهر بيولوجية مثل الحمى والسعال. يُمكن للتكنولوجيا نفسها التي ترصُد السعال أن تحدد الضحكات أيضًا. إذا بدأت الشركات والحكومات في جمع بياناتنا البيومترية “الحيوية” بشكل جماعي، فيمكنهم التعرف علينا بشكل أفضل بكثير مما نعرف حتى أنفسنا، ومن ثَمّ لا يمكنهم فقط التنبؤ بمشاعرنا ولكن أيضًا التلاعب بها وبيعنا أي شيء يريدونه – سواء كان ذلك منتجًا أو شخصية سياسية. ستجعل المراقبة البيومترية أساليب Cambridge Analytica تبدو وكأنها من العصر الحجري. تخيّل كوريا الشمالية في عام 2030، عندما يضطر كل مواطن إلى ارتداء سوار المراقبة البيومترية على مدار 24 ساعة في اليوم. حينها، إذا استمعت إلى خطاب القائد العظيم والتقط السوار علامات الغضب، فقد انتهت حياتك.

لن تتوقف معرفتي عند كوني خطرًا صحيًا على الآخرين، ولكن ستمتد إلى معرفتي بأي العادات تساهم في تحسين حالتي الصحية

يمكنك بالطبع أن تجعل قضية المراقبة البيومترية بمثابة إجراء مؤقت يُتّخذ أثناء حالة الطوارئ. ستزول المراقبة حالما تنتهي حالة الطوارئ. لكن للأسف، للتدابير المؤقتة عادة سيئة في تجاوز حالات الطوارئ، خاصة وأن هناك دائمًا حالة طوارئ جديدة تلوح في الأفق. على سبيل المثال، أعلنت إسرائيل، حالة الطوارئ خلال حرب الاستقلال عام 1948، والتي بررت مجموعة من الإجراءات المؤقتة مثل الرقابة على الصحافة ومصادرة الأراضي إلى اللوائح الخاصة لصنع الحلوى (أنا لا أمزح). كسبت حرب الاستقلال منذ فترة طويلة، لكنها لم تعلن أبدًا انتهاء حالة الطوارئ، وفشلت في إلغاء العديد من الإجراءات “المؤقتة” منذ عام 1948 (أُلغي مرسوم الطوارئ في عام 2011).

عندما تنخفض الإصابة بفيروس الكورونا المستجد إلى الصفر، يُمكن لبعض الحكومات المتعطشة للبيانات أن تتذرّع بحاجتها إلى إبقاء أنظمة المراقبة البيومترية في مكانها لخشيتها من حدوث موجة ثانية من الفيروس مثلاً، أو لوجود سلالة جديدة من فيروس إيبولا تتطور في وسط أفريقيا، أو لأن …. أعتقد أنك قد فهمت الفكرة. كانت هناك معركة كبيرة تدور رحاها في السنوات الأخيرة حول “حق الخصوصية”، وقد تصبح أزمة الفيروس نقطة تحوّل في المعركة. فعندما يُتاح للأشخاص الاختيار بين الخصوصية والصحة، فعادة ما يختارون الصحة.

شرطة الصابون

إن مطالبة الناس بالاختيار بين الخصوصية والصحة هو في الواقع أصل المشكلة، لأنه خيار زائف. يمكننا -وينبغي أن- نتمتع بالخصوصية والصحة معًا. يمكننا أن نختار حماية صحتنا ووقف وباء الفيروس التاجي؛ ليس عن طريق إنشاء أنظمة مراقبة استبدادية، ولكن عن طريق تمكين المواطنين. في الأسابيع الأخيرة، نظمت كوريا الجنوبية وتايوان وسنغافورة بعض أنجح الجهود المبذولة لاحتواء وباء الفيروس التاجي. فبالرغم من استخدام هذه البلدان لبعض تطبيقات التتبع، إلا أنها اعتمدت بشكل أكبر على تكثيف اختبارات الفيروس، وعلى تقارير صادقة، وعلى التعاون المتبادَل مع جمهور تمت توعيته. المراقبة المركزية والعقوبات القاسية ليست الطريقة الوحيدة لجعل الناس يمتثلون للإرشادات المفيدة. يمكن للمواطنين إذا عرفوا الحقائق العلمية، ووثقوا في السلطات العامة وما تخبرهم به من حقائق، أن يفعلوا الشيء الصحيح حتى بدون أن يراقبهم الأخ الأكبر “تعبير من رواية 1984 يستخدم للإشارة إلى مراقبة السلطة للمواطنين بهدف توجيههم والسيطرة عليهم”. عادة ما يصبح جمهور من أصحاب الدوافع الذاتية المستنيرة أكثر قوة وفعالية بكثير من جمهور من الخاضعين لقوة الشرطة والجاهلين. ضع في اعتبارك مثال غسل الأيدي بالصابون، “هل يستوجب علينا تعيين شرطة خاصة لإجبار المواطنين على غسل أيديهم بالصابون؟”. كان هذا أحد أعظم التطورات على الإطلاق في نظافة الإنسان، إذ ينقذ ملايين الأرواح كل عام. بينما نعتبر غسل الأيدي بالصابون أمرًا مُسلّمًا به الآن، لكن لم تُكتَشف أهميته علميًا إلا في القرن التاسع عشر. في السابق، حتى الأطباء والممرضات انتقلوا من عملية جراحية إلى أخرى دون غسل أيديهم. واليوم يغسل مليارات الأشخاص أيديهم يوميًا، ليس لأنهم يخافون من شرطة الصابون، ولكن لأنهم يفهمون الحقائق. أغسل يدي بالصابون لأنني سمعت عن الفيروسات والبكتيريا، أفهم أن هذه الكائنات الدقيقة تسبب الأمراض، وأنا أعلم أن الصابون يمكن أن يزيلها. ولكن لتحقيق مثل هذا المستوى من الامتثال والتعاون، فأنت بحاجة إلى الثقة. يحتاج الناس إلى الثقة بالعلم، والثقة بالسلطات العامة، والثقة بوسائل الإعلام. على مدى السنوات القليلة الماضية، قوّض السياسيون غير المسؤولين عمدًا الثقة في العلوم والسلطات العامة ووسائل الإعلام. الآن قد يميل هؤلاء السياسيون غير المسؤولين إلى السير في الطريق السريع نحو الاستبداد، بحجة أنه لا يمكنك الوثوق في الجمهور لفعل الشيء الصحيح.

عادة، لا يمكنك إعادة بناء الثقة التي تآكلت لسنوات بين عشية وضحاها. ولكن ما نحن فيه ليس بأجواء عادية. في الأزمات، يمكن للعقول أيضًا أن تتغير بسرعة. يُمكن أن تقع في شجار مرير مع أشقائك لسنوات، ولكن بمجرد حدوث طارئ، تكتشف فجأة خزّانًا خفيًّا من الثقة والوُد، وتُهرعوا لمساعدة بعضكم البعض. لم يفت الأوان لإعادة بناء ثقة الناس في العلوم والسلطات العامة ووسائل الإعلام، بدلاً من بناء نظام مراقبة. يجب علينا بالتأكيد الاستفادة من التقنيات الجديدة أيضًا، ولكن هذه التقنيات يجب أن تُمكّن المواطنين. أنا أؤيد مراقبة درجة حرارة جسمي وضغط دمي، ولكن لا ينبغي استخدام هذه البيانات لترسيخ حكومة قوية، ولكن ينبغي أن تُمكنني هذه البيانات من اتخاذ خيارات شخصية أكثر استنارة، وكذلك تُمكنني من محاسبة الحكومة على قراراتها.

إذا تمكنت من تتبع حالتي الطبية الخاصة على مدار 24 ساعة في اليوم، فلن تتوقف معرفتي عند كوني خطرًا صحيًا على الآخرين، ولكن ستمتد إلى معرفتي بأي العادات تساهم في تحسين حالتي الصحية. وإذا تمكنت من الوصول إلى إحصاءات موثوقة حول انتشار الفيروس وتحليلها، فسأتمكن من الحكم ما تخبرني به الحكومة من حقائق وما إذا كانت تتبنى السياسات الصحيحة لمكافحة الوباء أم لا. عندما يتحدث الناس عن المراقبة، تذكّر أن نفس تكنولوجيا المراقبة يمكن للحكومات استخدامها لمراقبة الأفراد – ويمكن للأفراد أيضًا استخدامها لمراقبة الحكومات.

وبالتالي فإن وباء الفيروس التاجي هو اختبار رئيسي للمواطنة. يجب على كل منا في الأيام المقبلة أن يختار الثقة في البيانات العلمية وخبراء الرعاية الصحية مقابل نظريات المؤامرة التي لا أساس لها والسياسيين الذين يخدمون أنفسهم. إذا فشلنا في اتخاذ القرار الصحيح، فقد نجد أنفسنا نبيع أغلى حرياتنا، معتقدين أن هذه هي الطريقة الوحيدة لحماية صحتنا.

نحن بحاجة إلى خطة عالمية

الخيار الثاني المهم الذي نواجهه هو بين العزلة الوطنية والتضامن العالمي. إن كلا من الوباء نفسه والأزمة الاقتصادية الناتجة عنه مشكلتان عالميتان. لا يمكن حل أي منهما بشكل فعال إلا من خلال التعاون العالمي.

أولاً وقبل كل شيء، من أجل هزيمة الفيروس، نحتاج إلى مشاركة المعلومات عالميًا. هذه هي الميزة الكبرى للبشر على الفيروسات. لا يمكن للفيروس التاجي في الصين والفيروس التاجي في الولايات المتحدة تبادل النصائح حول كيفية إصابة البشر. ولكن يمكن للصين أن تُعلم الولايات المتحدة العديد من الدروس القيّمة حول الفيروس التاجي وكيفية التعامل معه. ما يكتشفه طبيب إيطالي في ميلانو في الصباح الباكر قد ينقذ الأرواح في طهران في المساء. عندما تتردد حكومة المملكة المتحدة بين العديد من السياسات، يمكنها الحصول على المشورة من الكوريين الذين واجهوا بالفعل معضلة مماثلة قبل شهر. ولكن لكي يحدث هذا، نحتاج إلى روح من التعاون والثقة العالميين.

يجب على البلدان أن تبدي استعدادًا لتبادل المعلومات بشكل مفتوح وتواضعًا للحصول على المشورة، ويجب أن تمتلك القدرة على الثقة في البيانات والأفكار التي تتلقاها. نحتاج أيضًا إلى جهد عالمي لإنتاج وتوزيع المعدات الطبية، وعلى الأخص مجموعات الاختبار وأجهزة التنفس. فبدلاً من محاولة كل دولة القيام بذلك محليًا وتكديس أي معدات يمكنها الحصول عليها، يمكن لجهد عالمي مُنسّق أن يُسرّع الإنتاج إلى حد كبير، ويضمن توزيع المعدات المُنقِذة للحياة بشكل أكثر عدالة. مثلما تقوم الدول بتأميم الصناعات الرئيسية خلال الحرب، فقد تتطلب منا الحرب البشرية ضد الفيروس التاجي “إضفاء الطابع الإنساني” على خطوط الإنتاج الضرورية. يجب أن تستعد الدولة الغنية صاحبة العدد القليل من حالات الإصابة بالفيروس لإرسال معدات ثمينة إلى بلد فقير يعاني من كثرة الحالات، واثقة من أن الدول الأخرى ستهب لمساعدتها إذا احتاجت المساعدة لاحقًا.

حتى لو قامت الإدارة الحالية في نهاية المطاف بتغيير مسارها ووضعت خطة عمل عالمية، فإن القليل سيتّبع زعيمًا لا يتحمل المسؤولية مطلقًا، ولا يعترف أبداً بالأخطاء، ينسب كل الفضل لنفسه ويترك كل اللوم للآخرين.

قد نفكر في جهد عالمي مماثل لتجميع العاملين في المجال الطبي. يُمكن للبلدان الأقل تأثراً في الوقت الحالي أن ترسل موظفين طبيين إلى المناطق الأكثر تضرراً في العالم، من أجل مساعدتهم وقت الحاجة، ومن أجل اكتساب خبرة قيّمة. وتبدأ المساعدة في التدفق في الاتجاه المعاكس بانعكاس التحولات الوبائية لاحقًا.

هناك حاجة حيوية للتعاون العالمي على الصعيد الاقتصادي أيضًا. بالنظر إلى الطبيعة العالمية للاقتصاد وسلاسل التوريد، سنصبح أمام فوضى وأزمة عميقة إذا حاولت كل حكومة بشكل منعزل معالجة الوضع في تجاهل تام للحكومات الأخرى. نحن بحاجة إلى خطة عمل عالمية وبسرعة.

شرط آخر هو التوصل إلى اتفاق عالمي بشأن السفر، فتعليق جميع الرحلات الدولية لأشهر سيتسبب في صعوبات هائلة، ويعرقل الحرب ضد فيروس كورونا. تحتاج الدول إلى التعاون من أجل السماح لعدد قليل على الأقل من المسافرين الأساسيين بمواصلة عبور الحدود مثل العلماء والأطباء والصحفيين والسياسيين ورجال الأعمال. يُمكن القيام بذلك من خلال التوصل إلى اتفاقية عالمية بشأن الفحص المسبق للمسافرين في بلدهم. ستكون أكثر استعدادًا لقبول المسافرين في بلدك إذا تأكدت من فحصهم بعناية قبل صعودهم على متن الطائرة.

في الوضع الحالي ولسوء الحظ، لا تفعل البلدان أي من هذه الأشياء. لقد أصيب المجتمع الدولي بالشلل الجماعي. أليس منكم رجل رشيد؟ كان المرء يتوقع أن يرى قبل أسابيع اجتماع طارئ للقادة العالميين للتوصل إلى خطة عمل مشتركة. تمكن قادة مجموعة السبع من تنظيم مؤتمر بالفيديو هذا الأسبوع فقط، ولم تسفر عنه أي خطة من هذا القبيل.

في الأزمات العالمية السابقة – مثل الأزمة المالية لعام 2008 ووباء إيبولا 2014 – تولت الولايات المتحدة دور القائد العالمي. لكن الإدارة الأمريكية الحالية تخلت عن منصب القائد. لقد أوضحت أنها تهتم بعظمة أمريكا أكثر من اهتمامها بمستقبل البشرية.

لقد تخلت هذه الإدارة حتى عن أقرب حلفائها، عندما حظرت جميع رحلات السفر من الاتحاد الأوروبي، ولم تكلف نفسها عناء إعطاء الاتحاد الأوروبي إشعارًا مسبق – ناهيك عن التشاور مع الاتحاد الأوروبي حول هذا الإجراء الجذري. قامت بتخريب علاقاتها مع ألمانيا عندما قدّمت مليار دولار إلى شركة دواء ألمانية لشراء حقوق احتكار لقاح جديد Covid-19. حتى لو قامت الإدارة الحالية في نهاية المطاف بتغيير مسارها ووضعت خطة عمل عالمية، فإن القليل سيتّبع زعيمًا لا يتحمل المسؤولية مطلقًا، ولا يعترف أبداً بالأخطاء، ينسب كل الفضل لنفسه ويترك كل اللوم للآخرين.

إذا لم يُملأ الفراغ الذي خلفته الولايات المتحدة من قبل دول أخرى، فلن تتوقف صعوبة الأمر على إيقاف الوباء الحالي فحسب، بل سيستمر إرثه في تسميم العلاقات الدولية لسنوات قادمة. ومع ذلك، فكل أزمة هي فرصة. نأمل أن يساعد الوباء الحالي البشرية على إدراك الخطر الحاد الذي يشكله الانقسام العالمي.
تحتاج البشرية إلى الاختيار. هل نسير في طريق الانقسام، أم سنتبنى طريق التضامن العالمي؟ إذا اخترنا الانقسام، فلن يؤدي ذلك إلى إطالة أمد الأزمة فحسب، بل سيؤدي على الأرجح إلى كوارث أسوأ في المستقبل. إذا اخترنا التضامن العالمي، فسننتصر على الفيروس التاجي وعلى جميع الأوبئة والأزمات والتحديّات المستقبلية التي قد تهاجم البشرية في القرن الحادي والعشرين.

تُرجم عن مقال الكاتب يوفال نوح حراري في Financial Times

ادعاءات كاذبة تربط تقنية (5G) بفيروس كورونا

تنتشر في جميع أنحاء المملكة المتحدة ادعاءات كاذبة تربط تقنية (5G) بفيروس كورونا وقد تسببت هذه المؤامرة في أضرار مادية هذا الأسبوع. وقد اضطر مزودو شبكات الهاتف المحمول البريطانيون إلى فضح هذه النظريات التي لا أساس لها بعد إحراق العديد من العمدان المزودة لخدمة 5G .

ما هو الجيل الخامس 5G:

الجيل الخامس (5G) هو الجيل التالي من تقنية الشبكات اللاسلكية التي من المتوقع أن تغير طريقة حياة الناس وعملهم. ستكون أسرع وقادرة على التعامل مع الأجهزة المتصلة أكثر من شبكة 4G الحالية، والتحسينات التي ستتيح موجة من أنواع جديدة من المنتجات التقنية. بدأت شبكات 5G في الانتشار في الولايات المتحدة وحول العالم في عام 2018 وما زالت في أيامها الأولى، لكن الخبراء يقولون إن الإمكانات هائلة.

سيكون لشبكة 5G عرض نطاق ترددي أكبر، مما يعني أنها يمكنها التعامل مع العديد من الأجهزة المتصلة أكثر من الشبكات السابقة. وهذا يعني عدم وجود خدمة متقطعة عندما تكون في منطقة مزدحمة. وسيمكن المزيد من الأجهزة المتصلة مثل فرش الأسنان الذكية والسيارات ذاتية القيادة. وسيقلل الجيل الخامس أيضًا من زمن الاستجابة – الوقت الذي يستغرقه الهاتف الخلوي (أو أي جهاز متصل آخر) لتقديم طلب من خادم والحصول على استجابة – إلى صفر تقريبًا.

حادثة سيئة:

تم استدعاء خدمات الطوارئ لإخماد الحريق على طريق spring في منطقة سباركهيل بالمدينة في الساعة 8.18 مساءً مساء الخميس. واشتبك رجال الإطفاء في إخماد النيران لمدة ساعتين بينما أغلقت الشرطة الطريق لحماية حركة المرور. وتقول الشرطة إنها لم تتأكد بعد من سبب اشتعال النيران.

وقالت خدمة الإطفاء في ويست ميدلاندز إن ثمانية من رجال الإطفاء حضروا حادثة مساء الخميس التي شملت برجًا يبلغ ارتفاعه 70 قدمًا في موقع للاتصالات في منطقة سباركهيل في برمنجهام على الرغم من أن المتحدث قال إنه لم يتم تحديد السبب بعد ولا يمكنه تأكيد ما إذا كان العمود من نوع 5G.

وقالت شركة EE، مشغل الشبكة، للصحيفة إنها لا تزال تحقق في الحريق ولكن من المحتمل في هذا الوقت أن يكون من أعمال مفتعلي الحرائق. وقالت أيضًا أن تعطيل اتصال المحمول عمداً في وقت يحتاج فيه الناس أكثر من أي وقت مضى للبقاء على اتصال ببعضهم البعض، هو أمر متهور وضار وخطير للقيام به.

وقد تم العثور على حريق آخر في برج هاتف 5G بالقرب من ليفربول بإنجلترا في وقت متأخر من مساء الجمعة، حسبما ذكرت صحيفة Echo Liverpool.

إساءات ضد مهندسو الاتصالات:

في مكان آخر في إنجلترا، يقال إن مهندسي الاتصالات يواجهون الإساءة اللفظية والتهديدات بالعنف من قبل الأشخاص الذين يؤمنون بالنظرية الزائفة. حيث وفقا لـ MailOnline، اقتربت امرأة مجهولة من عاملين يضعان كابلًا في أحد شوارع لندن، وألقت باللوم عليهما في قتل العائلات.

ادعاءات كاذبة:

وقامت Full Fact،المنظمة البريطانية المستقلة لتقصي الحقائق، بدحض خرافة أن هناك أي صلة بين شبكة 5G في ووهان، حيث اندلعت الفيروسات التاجية، والمرض. وقالت أن الادعاء الذي ينص على أن الجيل الخامس يمكن أن يؤثر على أجهزة المناعة لا أساس له من الصحة على الإطلاق. ولا يوجد دليل يربط الفيروس التاجي الجديد بتقنية الجيل الخامس.

ماذا فعلت فيسبوك:

وفي مجموعة على فيسبوك محذوفة الآن، زعم القائمون على هذه المؤامرة أن تقنية 5G المنبعثة كانت تزيد من حدة فيروس كورونا. ولكن لا يوجد دليل علمي على أن تقنية 5G تشكل أي تهديد لصحة الإنسان وقد تم التأكيد على أنها آمنة من قبل هيئة مراقبة الإشعاع الشهر الماضي.

قالت فيسبوك أن الصفحة المحظورة تم حذفها بسبب خرق سياساتها لأنها تنطوي على إمكانية التسبب في ضرر حقيقي للعالم. ومع ذلك، زعم أحد المستخدمين أنه أبلغ عن الصفحة في وقت مبكر للمشرفين لأنها تروج للعنف، ولكنه تلقى رد يقول إنه لا يعتبر انتهاكًا لمعايير مجتمع فيسبوك

وقد تم نشر العديد من مقاطع الفيديو التي تدعي إظهار أبراج 5G مشتعلة على صفحة على فيسبوك، مما شجع الآخرين على القيام بنفس الشيء. تم إنشاء الصفحة يوم الخميس وأزالها فيسبوك صباح الجمعة.

الخاتمة:

هل تعتقد أن وجود ادعاءات كاذبة تربط تقنية (5G) بفيروس كورونا في هذا الوقت بالتحديد حيث يحارب العالم هذا الفيروس الشرس، كان شيئًا ضروريًا؟ حيث العالم حاليًا يضج بالشائعات

المصدر(1)، المصدر(2)، المصدر(3)

بعد تفشي الكورونا، كيف تواجه شركات صناعة السيارات نقص أجهزة التنفس الصناعي؟

تتسابق شركات صناعة السيارات على صناعة أجهزة التنفس الصناعي بعد تفشي الكورونا، ولكن الأمر ليس بتلك السهولة

فقد أعلن الرئيس دونالد ترامب مطالبته لشركة جنرال موتورز بقبول تصنيع أجهزة التنفس الصناعي كأولوية فيدرالية، وحتى الآن تعهدت كلًا من شركة جنرال موتورز وتويوتا وتسلا بتصنيع أجهزة التنفس الصناعية لمواجهة جائحة كورونا إلا أن الأمر ليس بتلك السهولة، لأن صناعة أجهزة التنفس تُعد من الآلات المعقدة يستخدم فيه برامج معقدة ومعدات متخصصة، وتواجه الشركات التى تسعى في تصنيعها العديد من الصعوبات وأولها حقوق الملكية الفكرية، والحاجة إلى عمّال مدربين بشكل خاص، والحصول على موافقات عديدة، بالإضافة إلى تنفيذ معايير الأمان.

وبالفعل بعض من تلك الشركات تعاونت مع صنّاع أجهزة التنفس الحاليين، والبعض بدأ في استكشاف طريقة التصنيع في مصانعهم الخاصة. وقد صرح أندرو ماكو حاكم ولاية نيويورك أن أعداد الأجهزة التى نحتاج إليها فلكية، مضيفًا أن المستشفيات بدأت في استخدام حلول أخرى مثل وضع مريضين على جهاز واحد. فعن أمريكا وحدها هناك 160.000 جهاز تنفس صناعي، إلّا أن الدولة تحتاج إلى 750.000 وفقًا لتقرير مركز جونز هوبكينز الصحي، يعاني المرضى في نيويورك من تفشي المرض، وتخشى الدولة من تحولها إلى صورة مشابهة لإيطاليا، حيث أجبر الأطباء على الاختيار من بين المرضى لتوصيلهم بأجهزة التنفس الصناعي لإنقاذ الحالات المحتملة من الموت.

تساعد أجهزة التنفس الصناعي المصاب بفيروس كورنا والذي تضاعفت لديه الأعراض لتصيب الرئتين فيصعب التنفس طبيعيًا، إلى اتمام عملية التنفس وتقليل إجهاد المريض لممساعدته في محاربة الفيروس. لذلك آلية عملها وتوافرها الآن في غاية الأهمية لإنقاذ العالم.

ما هي أفضل الطرق التي تبعتها شركات صناعة السيارات لانتاج أجهزة التنفس الصناعي

ليس جميع أجهزة التنفس الصناعي مماثلة لبعضها، فبعضها أكثر تعقيدًا من الأخرى، ومريض كوفيد 19 قد تتصلب رئتيه مما يتطلب استخدام آلات متطورة من الأجهزة تصل كلفتها إلى 50000 دولار، ويمكن تصميم تلك الآلات من قبل متخصصين وتشغيلها بواسطة اختصاصين من الأطباء المتدربين، فقد نصح (vafa jamali) نائب رئيس شركة Medtronic-ميدترونيك وهي واحدة من عدد قليل من الشركات التي تصنع أجهزة التنفس الصناعي. من الأفضل ترك إنتاج وتجميع الأجهزة المتطورة لمصنعيها، فالأجزاء الأساسية مصنوعة داخليًا من قبل عمال ذوي خبرة، وأضاف بأن ميدترونيك لا تريد تصنيع الأجهزة خارجيًا بل لأن شركات صناعة السيارات ليست قادرة على صنع هذه الآلات المتطورة أو على الأقل ليس بتلك السرعة. معللًا بذلك أن هذا الجهاز منقذ للحياة ولا يمكن إيقاف تشغيله وأن الممارسة والخبرة في التصنيع أمر في غاية الأهمية ولكن هذا التصريح كان مبكرًا للغاية لمواجهة الأزمة.

وصرحت أيضًا شركة ميدترونيك بتعزيزها بزيادة الانتاج من الأجهزة بنسبة 40% منذ يناير، وتخطط الشركة لزيادة الانتاج بنسبة 200% على مدى الأسابيع القادمة، مع مضاعفة العاملين ضمن خطوط الانتاج الحالية. بهدف زيادة التصنيع بخمسة أضعاف، ومع ذلك لا يمكن تغطية الأعداد التي يحتاجها الأطباء لإنقاذ المرضى المقدرة بالآلاف. وصرحت الشركة فيما بعد أنها ترحب بالأفكار لسد الفجوة من قبل شركات صناعة السيارات، وأضافت ميدترونك أنها تواصلت مع شركة تيسلا وجنرال موتورز وفورد بالرغم من عدم وجود خطة عمل رسمية.

إلا أن شركة جنرال موتورز أعلنت تعاونها مع شركة أخرى وأن الانتاج سيصل إلى 10000 جهاز يمكن تسليم أول دفعة منهم في بداية شهر إبريل. وأعلنت شركة فورد هي الأخرى عن بدء تعاونها مع شركة GE Healthcare لإنتاج أجهزة التنفس الصناعي، وتمكنت فورد من العثور على موردين إضافيين لبعض الأجزاء المستخدمة في جهاز التنفس الصناعي، وامتنعت GE من تقديم تفاصيل عن خطة العمل مع فورد ولكنها أكدت على مضاعفة انتاجها في نهاية يونيو. أمّا عن شركة تويوتا فقد صرحت أنها في المرحلة الأخيرة من عقد الاتفاقيات من أجل البدء في العمل على تصنيع أجهزة التنفس الصناعي مع شركتين متخصصتين في المجال ولم تذكر تويوتا الشركات الطبية المعنية.

ومن فورد وتويوتا إلى تسلا

فقد أعلن إيلون ماسك الرئيس التفيذي لشركة تسلا عبر حسابه على تويتر أن يمكنه صناعة أجهزة التنفس الصناعي إذا مازال النقص مستمر لمواجهة جائحة كورونا. أتى بيان ماسك بمثابة مفاجأة للكثير من المتابعين لتغريداته بعد تصريحاته السابقة غير المناسبة عن الفيروس وأن خطر الذعر يتجاوز بكثير خطر الفيروس، وأثارت جدلًا كبيرًا بين جمهور تويتر ومن بينهم رجا عباس مالك طبي بشركة تسلا ردًا عليه بتغريدة “يرجى استخدام مصنعك في انتاج أجهزة التنفس الصناعي اللازمة في أسرع وقت”. ووافق ماسك على الطلب موضحًا أن شركة Teslaو SpaceX لديهما بالفعل الخبرة في تصنيع الأجهزة التي تدعم التنفس البشري، فشركة تسلا تصنع سيارات ذات أنظمة تكيّف متطورة، وسبيس اكس تصنع مركبة فضاء باستخدام أجهزة تدعم الحياة، لذلك فصناعة أجهزة التنفس الصناعي لم تكن صعبة، ولكن لا يمكن إنتاجها فورًا. وفي 23 من مارس صرح ماسك أن من المتوقع الانتهاء من 1200 جهاز تنفس صناعي لتوزيعهم في خلال أسبوع، وسيبقى الجزء الأصعب في عملية التركيب والتوصيل والتشغيل. ومن ضمن مساعداته الأخرى التي صرح بها أن شركته ستبدأ في صناعة ما يقرب من 250.000 كمامة N95 ومستلزمات طبية أخرى لحماية الأطباء والتمريض، وبالفعل بعض من تلك المعدات وصلت إلى إحدى المستشفيات بلوس أنجلوس. وفي أخر ما ذكره أن الآن لديه أجهزة إضافية معتمدة من منظمة الغذاء والدواء FDA وستشحن إلى المستشفيات في جميع أنحاء العالم التي تصل لها شركات توصيل تسلا، وتكلفة الجهاز والشحن مجانية، بشرط واحد أن الأجهزة تستخدم فورًا للمرضى ولا يتم تخزينها.

حيث صرحت منظمة الغذاء والدواء من قبل بأنها أجرت تغييرات تنظيمية جذرية للسماح لشركات صناعة السيارات وغيرها من الشركات غير الطبية للقيام بتلك المهمة التصنيعية سريعًا، فقد جاء بيان صريح لها في 22 مارس على من يرغب في المساعدة زيادة تصنيع أجهزة التنفس الصناعي لإنقاذ الأرواح الأمريكية من هذا الوباء، فستعمل على إزالة كل العوائق المواجهة.

ولكن هل بهذه السهولة يتم التصنيع من قبل شركات السيارات خاصة مع وجود حقوق ملكية فكرية لصناعة تلك الأجهزة من قبل متخصصين حمايتها ببراءة الاختراع وتضمننها لأسرار انتاجية وتجارية. يبدو أن الأمر صعبًا ولكن ليس مستحيلًا أمام تلك الجائحة التي تهدد البشرية، وكانت شركة ميدترونك خير مثال لذلك. فقدت نشرت عبر موقعها مواصفات تصميم جهاز تنفس صناعي بالشروحات والصور ثلاثية الأبعاد والأكواد للسماح لكل المصممين والصناع والشركات الناشئة والمؤسسات الأكاديمية لتنفيذ عملية التصنيع.

فهل ستحل الأزمة قريبًا؟ وتصل إلى المستشفيات المزيد من أجهزة التنفس الصناعي لإنقاذ المرضى… هذا ما سنتابعه معًا في الأيام القادمة.

المصادر:

CNN

Medtronic

Live science

هل العلاج بتبريد الخلايا العصبية التالفة حل ناجح ؟

هل العلاج بتبريد الخلايا العصبية التالفة حل ناجح ؟ وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، في عام 2014، كان هناك حوالي 2.87 مليون حالة من حوادث الزيارات الطارئة المتعلقة بإصابات الدماغ الناجمة عن حوادث السيارات والإصابات الرياضية والاعتداءات والسقوط جزئيًا.

علاج الإصابات الدماغية :

لا يوجد علاج معتمد لهذه الإصابات، والتي يمكن أن تكون لها عواقب وخيمة على المدى الطويل وقد تقلل من عمر بعض الأشخاص. يدرس العلماء كيف يمكن أن يساعد انخفاض حرارة الجسم أو التبريد في علاج هذه الإصابات. درس باحثون في «جامعة ويسكونسن – ماديسون» في آثار هذا العلاج على المستوى الخلوي، وتم الإبلاغ عن نتائجهم في مجلة PLOS ONE

طريقة العلاج بالتبريد :

قام الباحثون بتنمية الخلايا العصبية في بيئة غذائية في المعمل وتعريضها لمحفز ميكانيكي يهدف إلى محاكاة تلف الخلايا الذي قد ينتج عن ارتجاج، ثم قاموا بتبريد الخلايا إلى واحدة من أربع درجات حرارة. قرروا أن العلاج يجب أن يكون معدلاً، بعد العثور على المستويات والمعايير الصحيحة، كان هناك تأثير مثير للإعجاب.

نتائج و ملاحظات الدراسة :

وقد لوحظت أكبر فائدة عند 33 درجة مئوية، عند تطبيقها بعد 24 و 48 ساعة من الإصابة. عندما تم تبريد الخلايا إلى 31 درجة مئوية، كان هناك تأثير ضار. كما يجب تقديم العلاج في غضون أربع ساعات من الإصابة، ويجب أن يستمر لمدة ست ساعات على الأقل للحصول على أفضل نتيجة. وأشار فرانك إلى أنه حتى 30 دقيقة من التبريد كانت كانت مفيدة.

لوحظت أكبر فائدة عند 33 درجة مئوية، عند تطبيقها بعد 24 و 48 ساعة من الإصابة. عندما تم تبريد الخلايا إلى 31 درجة ممئوية.
ميكروغراف متحد البؤرة لمجموعات الخلايا بعد العلاج بإنخفاض حرارة الجسم بعد الإصابة. / حقوق الصورة : بيل جراف / جامعة ويسكونسن – ماديسون

مستقبل تطبيق طريقة العلاج بالتبريد :

سيكون هناك المزيد لتعلمه قبل أن يصبح هذا علاجًا شائع الاستخدام في العيادة، يمكن أن يكون لخفض درجة حرارة الجسم بأكمله عواقب سلبية، لذلك يجب أن يقتصر التبريد على الدماغ.ويأمل الباحثين أن تثير دراستهم الدافع المتجدد والاهتمام في حل التحديات التقنية لإيصال هذا النوع من العلاج للمرضى في المستقبل.

المصادر : POLS ONE , EURKALERT, CDC

ما هي أجهزة التنفس الصناعي؟ ولماذا يُعد تصنيعها تحديًا؟

تسبب فيروس كورونا المستجد في خلق أزمة حادة في نقص أجهزة التنفس الصناعي حيث يلقى الالاف من الأشخاص يوميًا حتفهم بسبب عدم توفر القدر الكافي من هذه الأجهزة. وفي إطار توفير القدر الكافي من أجهزة التنفس الصناعي سارعت شركات السيارات العملاقة مثل «فورد –Ford» و «جنرال موتورز –General Motors» و «تسلا –Tesla» في تخصيص خطوط إنتاج في مصانعها لتصنيع هذه الأجهزة، في حين قامت شركة «ميدترونك – Medtronic» المتخصصة في إنتاج الأجهزة الطبية بإسقاط كافة الحقوق الملكية والفكرية عن منتجات أجهزة التنفس الصناعي التي تمتلكها وجعلها متاحة للجميع من أجل البدء في إنتاج هذه الأجهزة لسد النقص الحاد التي تعاني منه المستشفيات والدور الصحية. في هذا المقال سنتعرف على كيفية عمل أجهزة التنفس الصناعي ولماذا يُعد هذه الأجهزة أمرًا بالغ التعقيد.

كيفية عمل أجهزة التنفس الصناعي

هي عبارة عن أجهزة ميكانيكية-كهربية تُستخدم لإمداد الأكسجين للمرضى الذين يعانون من أمراض تنفسية مزمنة تؤثر على الرئتين، بما في ذلك الالتهاب الرئوي. قبل أن يوصل جهاز التنفس الصناعي للمريض يقوم الأطباء بعملية تسمى «التنبيب–intubation» حيث يتم ربط جهاز التنفس الصناعي بالمجاري الهوائية للرئة عن طريق الفم أو الأنف وذلك بعد تخديره من أجل إرخاء عضلاته. وفي بعض الحالات الخطيرة أو طويلة المدى، يتم توصيل أنبوب التنفس مباشرة بالقصبة الهوائية من خلال ثقب صغير في الرقبة يتم فتحه بعملية جراحية. بعد ذلك يُربط أنبوب التنفس بجهاز ضخ الهواء ويقوم الطاقم الطبي بضبط المعدل الذي يدفع الأكسجين إلى الرئتين وضبط مزيج الأكسجين المناسب. يحتاج جهاز التنفس الصناعي إلى الكهرباء لتشغيله وتشغيل المستشعرات المرتبطة به، ويمكن أن يعمل بعض الأنواع على البطارية.

كيفية عمل أجهزة التنفس الصناعي

شركات السيارات العملاقة تدخل في خط الإنتاج

في إطار السعي لمواكبة الطلب المتزايد على أجهزة التنفس الصناعي قامت شركات السيارات العملاقة بالبدء في تصنيع أجهزة التنفس الصناعي بعدما صرح الرئيس ترامب باستخدام قانون الإنتاج الدفاعي. أعلنت شركة جنرال موتورز عن تعاون مشترك مع شركة «فينتك –Ventec Life Systems» المتخصصة بإنتاج أجهزة التنفس وذلك لرفع الطاقة الإنتاجية لشركة فينتك إلى تصنيع أكثر من 10000 جهاز تنفس في الشهر، حيث سيتم إنتاج بعض الأجهزة في مقر شركة جنرال موتورز في ولاية إنديانا ومن المتوقع تسليم الدفعة الأولى من هذه الأجهزة خلال شهر إبريل. أما شركة فورد فأعلنت من جانبها بأنها تعمل مع شركة «جنرال إلكتريك للرعاية الصحية –GE Healthcare» وذلك لزيادة الطاقة الإنتاجية لأجهزة التنفس حيث تخطط شركة فورد إلى إنتاج 50000 جهاز تنفس في غضون المائة يوم القادمة وذكر نائب الرئيس ومسؤول خطوط الإنتاج لشركة فورد «جيم بومبيك –Jim Baumbick» أن الشركة حولت اهتمامها لتقنيات الرعاية الصحية وعقدت اتفاقات مع بعض الموردين لتوريد بعض مكونات أجهزة التنفس حتى لا تواجه شركة جنرال إلكتريك للرعاية الصحية اختناقات في سلسة التوريد الخاصة بها.

تسعى شركة فورد إلى تصنيع خمسين ألف جهاز تنفس خلال المائة يوم القادمة

مبادرة شركة ميدترونك

أعلنت شركة ميدترونك الرائدة في مجال تصنيع الأجهزة الطبية عن تخليها عن كافة الحقوق الملكية والفكرية لجاهز التنفس الاصطناعي الخاص بها ونشرت على موقع الالكتروني الدوائر الالكترونية وملفات المواصفات القياسية وملفات التصميم والتجميع وأيضًا ملفات اختبارات الجودة أثناء التصنيع. وذكرت بأن بقية الملفات سيتم رفعها على الموقع بالتدريج وحثت بقية الشركات على البدء بإنتاج أجهزة التنفس الصناعي. ومن جانبها، صرحت شركة مدترونيك إنها عززت بالفعل إنتاجها من أجهزة التنفس الصناعي بزيادة 40٪ أسبوعيًا منذ يناير، وذلك من خلال وضع خطوط التجميع الخاصة بها على جدول زمني يعمل على مدار 24 ساعة. وتخطط الشركة لزيادة الإنتاج بنسبة 200٪ أخرى على مدى الأسابيع القليلة القادمة من خلال مضاعفة عدد العاملين في خطوط الإنتاج الحالية.

لماذا يعد تصنيع أجهزة التنفس تحديًا ؟

في حقيقية الأمر، ليس بالأمر الهين صناعة جهاز تنفس صناعي. يجب أن يمتاز جهاز التنفس بالموثوقية عالية وأن يتم معايراة كل المستشعرات المرتبطة بالجهاز باستمرار لضمان أن تعطي قراءات صحيحة لحالة ضغط الهواء والحرارة ومعدل تدفق الأكسجين وأيضًا يجب أن تكون المعالجات المستخدمة في الجهاز على قدر عالي من الكفاءة والأداء حيث أن وجود خطأ صغير في التعليمات التي يصدرها المعالج قد يودي بحياة المريض. يجب الإشارة بأنه ليست كل أجهزة التنفس متشابهة فبعضها أكثر تعقيدًا من البعض الآخر. ففي حالة إذا كانت رئتي المريض ب «فيروس كورونا المستجد –COVID-19» متدهورة، فقد يتطلب أجهزة تنفس متطورة تصل تكلفتها إلى 50000 دولار. وينبغي أن تُصَمّم هذه الأجهزة بدقة للمرضى ويجب تشغيلها من قبل أخصائيين طبيين ذوي قدر عالي من التدريب.

ظهرت مؤخرًا محاولات لتصميم جهاز تنفس صطناعي بأقل تكلفة وذللك اعتمادًا على طريقة قديمة تسمى«أنبوبة أمبو –Ambue bag» . تُستخدم أنبوبة أمبو لإمداد المرضى بالاكسجين يدويًا بالضغط عليها من قبل شخص من الكادر الطبي . الطريقة الجديدة هي بدلًا من ضغطها يدويًا ، يتم ضغط أنبوبة أمبو بطريقة آلية باستخدام محركات خاصة. لكن هذه ليست موثوقة، فالتنفس الصناعي ليس مجرد إدخال الهواء لرئتي المريض، بل هناك عوامل هامة يجب أخذها بعين الاعتبار . من أهم هذه العوامل هي الأضرار الجانبية لعملية التنفس الميكانيكي. ففي عملية التنفس الطبيعي أثناء الشهيق ، ينخفض الحجاب الحاجز، وهو عضلة تشبه القبة وتقع بين الصدر وتجويف البطن. يتسبب ذلك في توسيع القفص الصدري وينخفض الضغط داخل الرئتين -يتناسب الحجم عكسيًا مع الضغط-، ونتيجةً لذلك يُسحب الهواء إلى الداخل وذلك لأن الضغط داخل الرائتين أقل من ضغط الهواء الجوي. وفي أثناء الزفير يرتخي الحجاب الحاجز وتنكمش الرئتان طبيعيًّا، ومن ثم يندفع الهواء برفق إلى الخارج. أما طريقة التنفس الميكانيكية فلا تعمل بهذا المبدأ فهي تقوم فقط بإجبار الهواء إلى الدخول لرئتي المريض، إذا لم يتم التحكم بهذه العملية بدقة، سيؤدي ضغط الهواء القوي إلى الضغط على الحجاب الحاجز والإضرار بالمريض بشكل كبير. بالاضافة إلى ذلك تقوم أجهزة التنفس الميكانيكية بإمداد المريض بالأكسجين في كل الأوقات بغض النظر عن حوجته لذلك فمثلًا النموذج الصناعي المقدم من «MIT» يوفرمن 5 إلى 30 نفسًا في الدقيقة الواحدة ويعتبر مفيد في بعض الحالات وليس كلها .أما أجهزة التنفس الصناعي المتقدمة ذات الكفاءة العالية فهي تمد الهواء إلى المريض فقط عند حوجته وبالمعدل المناسب. حيث تقوم بتشغيل أو إطفاء إمداد الأكسجين بناءً على حالة المريض وتتم عملية التشغيل والأطفاء اعتمادًا على طرق عدة أهمها هي قياس معدل تفقد الهواء إلى الرئتين بواسطة مستشعر كهربي .

استخدام أنبوبة أمبو بشكل آلي لصناعة جهاز تنفس منخفض التكلفة

المصادر

كيفية تسخير الحرارة لإمداد المستشعرات المرنة بالكهرباء

تتطلب تقنيات الرعاية الصحية الحديثة والعديد من التطبيقات المستقبلية الأخرى اتصالًا بالإنترنت لربط عدد هائل من المستشعرات ببعضها البعض. تعمل هذه المستشعرات على تحويل الإشارات الفيزيائية كالضغط والحرارة و الصوت والضوء ..إلخ، إلى إشارات كهربائية ليتسنى معالجتها حاسوبيًا واستخدامها في التطبيقات المختلفة. يجب أن تتميز هذه المستشعرات بالعديد من الخصائص كالموثوقية والمرونة إضافة قلة التكلفة الاقتصادية. تُستخدم المستشعرات المرنة والرقيقة في العديد من التطبيقات كصناعة الوشوم الالكترونية و إنتاج البشرة الاصطناعية، إضافة إلى كونها عنصر أساسي في«الروبتات الناعمة –soft robotics» التي تتعامل بشكل رئيسي مع المواد الطرية اللينة كالجلد الطبيعي والأنسجة العضلية والأعضاء الداخلية الحساسة. معظم هذه المستشعرات تتطلب وجود مصدر تغذية كهربائية لإمدادها بالكهرباء حتى تعمل لذا يسعى الباحثون إلى تطوير مصادر أخرى غير البطاريات لتشغيل هذه الأجهزة وذلك لأن استبدال البطاريات باستمرار أمر مكلف وصعب.

نبذة عن المولدات الكهروحرارية

يُعرف« المولد الكهروحراري – Thermoelectric power generator» أو اختصارًا «TEG» بأنه جهاز يعمل على تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية عن طريق « التأثير الكهروحراري – Thermoelectric Effect»حيث يتكون من مزدوج حراري شبه موصل أحدهما من النوع P والأخر من النوع N بالإضافة إلى أقطاب معدنية وقاعدة عازلة. يوضع أحد أطراف شبه الموصل في وسط ساخن والطرف الأخر في وسط ساخن ونتيجة لفرق درجة الحرارة ينشأ جهد كهربائي يسمح بمرور حاملات الشحنة في شبه الموصل أي بمعنى أخر يسري تيار كهربائي في الدائرة. يتناسب الجهد الكهربائي المتولد طرديا مع فرق درجة الحرارة بين الطرف الساخن والطرف البارد كما هو موضح في الشكل أدناه .

**شكل توضيحي لمكونات المولد الكهروحراري**

استخدام التأثير الكهروحراري في تشغيل المستشعرات المرنة

في دراسة نشرت ف مجلة« Advanced Materials Technologies» كشف باحثون من« جامعة أوساكا – Osaka University »عن كيفية تسخير الحرارة لإمداد المستشعرات المرنة بالكهرباء باستخدام التأثير الكهوحراري، أو تحويل اختلافات درجة الحرارة إلى كهرباء، على النحو الأمثل لتشغيل الأجهزة الصغيرة والمستشعرات المرنة . بيّنت دراستهم لماذا لم يصل أداء الجهاز الكهروحراري حتى الآن إلى كامل إمكاناته. لدى المولدات الكهروحرارية العديد من المزايا، فعلى سبيل المثال، لا تحتاج إلى مصادر ميكانيكية لتوليد الجهد الكهربي، ولا تحتوي على أجزاء متحركة وتتميز بالاستقرار أثناء عملها وبالموثوقية . وعلى النقيض لا تملك الطاقة الشمسية أوالطاقة الاهتزازية كل هذه المزايا. تستخدم شركات الطيران والعديد من الصناعات الأخرى التأثير الكهروحراري. ومع ذلك، فإن التطبيقات على الأجهزة الرقيقة والمرنة لازالت في بداياتها . حسّن العديد من الباحثين أداء الأجهزة المرنة عن طريق تحسين المواد المستخدمة في المزدوج الحراري فقط. بينما في هذه الدراسة يوضح الباحث « توهرو سوغاهارا – Tohru Sugahara» “نهجنا هو دراسة « التلامسات الكهربائية – Electrical contacts » ، أو المفتاح الذي يشغل الجهاز ويغلقه”.حيث تعتمد كفاءة أي جهاز بشكل حاسم على مقاومة هذه التلامسات.”

المواد المستخدمة في البحث

استخدم الباحثون ماكينات هندسية متقدمة لصنع شبه موصل« تيلورايد البزموث – Bismuth Telluride »على غشاء بوليمر رقيق يزن 0.4 جرام، ومساحته 100 مليمتر مربع. يزن هذا الجهاز أقل من مشبك الورق، وهو أصغر حجمًا من ظفر إنسان بالغ . تمكن الباحثون من توليد كثافة قدرة كهربائية تبلغ قيمتها القصوى 185 مللي واط لكل سنتيمتر مربع. يقول سوغاهارا: “إن القدرة المتولدة تفي بالمواصفات القياسية لأجهزة الاستشعار المحمولة والقابلة للارتداء”. وبالرغم من ذلك، بلغت نسبة القدرة الكهربائية المفقودة حوالي 40 % ويضيف تورو سوغاهارا: “يجب على الباحثين أن يركزوا على تحسين مقاومة التلامسات الحرارية والكهربائية وذلك لتحسين كفاءة الطاقة المتولدة بشكل أكبر بشكل أكبر” .

**المواد المستخدمة في التجربة وتأثير درجات الحرارة المختلفة على كمية الطاقة المتولدة**

خلاصة البحث

تلعب كل من المقاومة الكهربائية والحرارية للتلامسات دورًا هامًا في تحديد كفاءة وفاعلية الأجهزة الكهروحرارية الدقيقة فعند مرور التيار في هذه الأجهزة تتولد حرارة عند مناطق الربط بين مكونات الجهاز ويحدث فقد للجهد الكهربي لذا من الضروري مراعاة تقليل كل من المقاومة الكهربائية والحرارية عند تصنيع هذه الأجهزة.

المصادر

Advanced Materials Technologies Magazine

TechEplore

Thermoelectricsolutions

ماذا نفعل في حالة استهداف كويكب مدمر للأرض؟

ماذا نفعل في حالة استهداف كويكب مدمر للأرض؟

منذ بداية عام 2020، لم ينفك عن اذهالنا يوميا بما يحمله معه من أحداث غريبة بداية من الأحداث السياسية والصراعات الدولية التي احتدت في الآونة الأخيرة بين بعض الدول، مرورا بالتغيرات المناخية، وأخيرا الأزمات الصحية والاقتصادية الناتجة عن تفشي جائحة COVID 19 . وعلى الرغم من كونها تبدو كارثية ونذير شؤم للكثير من الأشخاص حول العالم الا أنه يجب أن نذكر أنفسنا أنها ليست المرة الأولي التي تتعرض فيها البشرية لمثل هذة الأحداث، والتي تمكننا من تجاوزها في السابق وهو ما سيحدث مجددا قريبا فهي ليست النهاية بعد.

ومع كون العديد من الأشخاص في المجالات المختلفة يعملون على حمايتنا، دعونا لا ننسى علماء الفلك من هذة الأحداث. فقد نشر الباحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في فبراير 2020 في مجلة Acta Astronautica، ورقة بحثية تعطينا طرقا مختلفة لمساعدة انحرافات الكويكبات في المستقبل وتساعدنا على اتخاذ القرار في ماذا نفعل في حالة استهداف كويكب مدمر للأرض؟ هل يجب زيارته بمهمة استكشافية أولاً، أم شن هجوم واسع النطاق على الفور؟!

في العديد من الأفلام التي صورت هذة اللحظة، عادة ما يكون الكويكب القادم يصدم في اللحظة الأخيرة والذي يكون كأنه صخرة كبيرة مميتة تتجه نحو الأرض كرصاصة من الظلام، مع أسابيع أو أيام فقط بين اكتشافها وتأثيرها المتوقع. هذا تهديد حقيقي الا أنه مع التكنولوجيا التي نملكها الآن يصبح لدينا متسع من الوقت يكفي لمعرفة تأثيره على الأرض ومتى سيضرب وماذا سيضرب.

كيف يعرف الفلكيون ذلك؟

نظرًا لكون معظم الأجسام الكبيرة المارة جوار الأرض تتم مراقبتها عن كثب بمجرد ملاحظتها بالفعل، يكون لدينا الكثير من الوقت لمعرفة هل سيضرب الأرض. تراقب هذه الصخور الفضائية وهي تقترب من الأرض لمعرفة ما إذا كانوا من المحتمل أن يعبروا من خلال “ثقوب الجاذبية – gravitational keyholes” الخاصة بهم. يقترب كل كويكب مهدد للأرض في مدارات مختلفة حول الشمس. وعلى طول هذا المسار، بالقرب من الأرض، توجد ثقوب الجاذبية وهي مناطق من الفضاء تؤثر عليها جاذبية الكوكب المهدد ويجب أن يمر بها الكويكب لينتهي بالاحتمال الأكبر للتصادم مع الأرض. وأسهل وقت لمنع جسم من ضرب الأرض هو قبل أن يصل لأحد ثقوب الجاذبية هذه.

كيف نوقفه اذا؟

قام المؤلفون باخراج معظم مخططات انحراف الكويكبات الأكثر غرابة، وتركوا فقط مخططات كالتفجير النووي والصدمات الخطيرة للاستخدام في الحالات الجادة. وأوضحوا أن التفجير النووي غريب أيضًا لأنه من غير المؤكد بالضبط كيف سيتصرف كويكب بعد انفجار نووي ولأن المخاوف السياسية بشأن الأسلحة النووية يمكن أن تسبب مشاكل للبعثة.

في النهاية، وصلوا الى ثلاثة خيارات للمهمة التي يمكن إعدادها بشكل معقول في غضون مهلة قصيرة إذا تم رصد كويكب قاتل للكوكب يتجه نحو ثقب الجاذبية:

مهمة من “النوع 0” حيث يتم إطلاق مركبة فضائية ثقيلة على الكويكب الوارد، اعتمادا على أفضل المعلومات المتاحة حول بنية الجسم ومساره، وصدمها به بقوة تكفي لابعاده عن المسار.

مهمة “النوع 1” حيث يتم إطلاق مركبة الكشافة أولاً وجمع بيانات عن قرب حول الكويكب قبل إطلاق الصادم الرئيسي، من أجل توجيه الضربة بشكل أفضل لتحقيق أقصى تأثير.

مهمة “من النوع 2” حيث يتم إطلاق أداة ارتطام صغيرة في نفس الوقت الذي يتم فيه الكشف عن ضرب الجسم قليلاً عن المسار، ثم يتم استخدام جميع المعلومات من التأثير الأول لضبط التأثير الصغير الثاني الذي ينهي المهمة.

المشكلة في مهمات “النوع 0” هي أن التلسكوبات على الأرض يمكنها فقط جمع معلومات تقريبية عن الكويكبات المدمرة، والتي لا تزال بعيدة جدًا، وخافتة، وصغيرة نسبيًا، وبدون معلومات دقيقة عن كتلة الجسم أو سرعته أو تركيبه. ولذا سيتعين علينا أن تعتمد على بعض التقديرات غير الدقيقة، والتي لديها خطر أكبر للفشل في ضرب الجسم الوارد بشكل صحيح.

طور الباحثون طريقة لحساب أي مهمة هي الأفضل بناءً على عاملين: الوقت بين بدء المهمة والتاريخ الذي سيصل فيه الكويكب، والصعوبة التي ينطوي عليها تحويل مساره المحدد بشكل صحيح.

وبتطبيق هذه الحسابات على اثنين من الكويكبات المدمرة المجاورة للأرض، الكويكبين Apophis و Bennu، توصل الباحثون إلى مجموعة معقدة من التعليمات لتحريف الكويكبات المستقبلية في حال بدأ أحد هذه الأجسام يتجه إلى ثقب الجاذبية.

واتضح أنه من المرجح أن تنجح مهمات النوع الأول لأنها يمكن أن تحدد كتلة الصخور القادمة وسرعتها بدقة أكبر. ولكنها تتطلب أيضًا المزيد من الوقت والموارد. وتعتبر مهمات النوع 2 أفضل، ولكن تستغرق المزيد من الوقت والموارد لبدء العمل.

هذه هي المبادئ الأساسية لدراسة الكويكبات المدمرة الأخرى، ويمكن أن تتضمن الدراسات المستقبلية خيارات أخرى لتحريفها، بما في ذلك الأسلحة النووية. وفي النهاية، أوضح الباحثون أنه سيكون من المفيد تدريب خوارزميات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي على اتخاذ القرارات بناءً على البيانات المتاحة في أي سيناريو كويكب مدمر.

المصادر:

يعاني العالم نقصًا في أجهزة التنفس الصناعي بعد جائحة كورونا، فكيف يواجه الأزمة؟

ما هي أجهزة التنفس الصناعي؟

هي أجهزة تعمل على التهوية الميكانيكية للمريض الذي يُعاني من أمراض تتسبب له في صعوبة أو فشل بالتنفس فيستبدل النفس التلقائي بالنفس الصناعي، ويستخدم في الأونة الأخيرة مع مرضى فيروس كورونا.

لذلك ارتفع الطلب على أجهزة التنفس الصناعي كمحاولة لإنقاذ المرضى المصابة بفيروس كورونا المستجد، فيعمل الموردون على زيادة الإنتاج بالإضافة إلى طلب الحكومات من الشركات المصنعة والجيش بالمساعدة.

في 6 مارس طُلب من جانلوكا بريتسيوزا رئيس صناع أجهزة التنفس الصناعية من قبل السلطات الإيطالية طلبًا عاجلًا في تلبيه احتياجتهم لأجهزة التنفس الصناعية. وبناءً على ذلك قام 25 تقني من الجيش ومعهم مشرفين إنتاج لإدارة عملية الإنتاج الواسعة والمساعدة في تجميع الآلات. فعادةً يُنتج 160 آلة في الشهر، والهدف الآن للإنتاج النهائي 2000 جهاز صناعي لكل أربعة أشهر. كما أضاف المسؤول التنفيذي أن الشركات المنتجة لا يمكنها تلبيه الاحتياج الهائل من الأجهزة، لأنها تنتمى إلى الصناعات المتخصصة.

تحتفظ المجموعة العالمية الهندسية سيرا بركن هادىء في مجال صناعة المعدات الطبية في إيطاليا، والتي وجدت نفسها الآن في الخط الأمامي لمواجهة أكبر أزمة صحية في القرن الناتجة من فيروس كورونا سريع الانتشار والذي يتسبب في صعوبة بالتنفس وحدوث التهاب رئوي في الحالات الشديدة.

يتعرض صانعو أجهزة التنفس الصناعي لضغط شديد لزيادة الإنتاج حتى مع عرقلة الجائحة لنقل المعدات الحيوية مثل الخراطيم والصمامات والمحركات والإلكترونيات، والتي تأتي من الصين مصدر تفشي الجائحة التي أودت بحياة 10000 حول العالم. ووسط النقص تتجه الحكومة بمساعدة من الجيش والشركات المصنعة الأخرى محاولتها في الطباعة ثلاثية الأبعاد على أمل تكثيف إنتاج آلات التنفس التي من المحتمل أن تنقذ الحياة. كما طور فريق من الأطباء بإيطاليا طريقة لتوفير الأكسجين لشخصين من جهاز تنفس واحد، وبالتالي مضاعفة القدرة على الاستخدام.

وقد أضاف من بريطانيا رهولديب طبيب استشاري في طب الجهاز التنفسي والرعاية الحرجة: “يُقدر معدل الوفيات بين مرضى الرعاية الحرجة من 50 إلى 60% ، وإذا كان المريض المصاب يعاني من أمراض خطيرة ولا يحصل على جهاز التنفس الصناعي، يموت في غضون ساعات قليلة”

ومن إيطاليا إلى سويسرا

تتوقع شركة هاميلتون ميديكال أي جي وهي واحدة من أكبر شركات تصنيع أجهزة التنفس الصناعي ومقرها سويسرا زيادة انتاجها إلى ما يقرب من 21000 جهاز تنفس في هذا العام، بنسبة زيادة 15000 جهاز عن العام السابق، ولكن مع زيادة الطلبات على الأجهزة تواجه الشركة قرارات صعبة بشأن إلى أين ترسلها. وقال الرئيس التنفيذي للشركة، أن الأولوية تُعطى للدول التي في حاجة ماسة للغاية لاستخدام الأجهزة، وبالفعل أُرسل 400 جهاز في الأسبوع الماضي إلى إيطاليا، ومن المتوقع إرسال شحنة أخرى لها، إلا أن ذلك جعله يرفض طلب حكومات أخرى مما أدى إلى تهديده من قبل دولة واحدة بوضعه في القائمة السوداء. وأضاف : “نحن نحاول عدم التصدير للدول التي تُخزن احتياطاتيها من الأجهزة، حتى يتمكنوا من الاستعداد، إنما نساعد من هم في حالة طوارىء شديدة للغاية”

وتقول الشركات المنتجة حول العالم أن الطلب على الأجهزة وصل أقصاه من الصين، كما تزايد عليه من دول أخرى مثل إيطاليا وأماكن أخرى في أوربا مثل الولايات المتحدة الأمريكية لتزايد أعداد الحالات المصابة مع استمرار انتشار الفيروس الذي أصاب ما يقرب من ربع مليون حالة.

الاختنافات ومواجهة العالم لها

تعاني ايطاليا الآن من تفشي الفيروس ونتيجة لذلك تعاني أيضًا من نقص حادِ بأجهزة التنفس الصناعي بالإضافة إلى نقص في الطاقم الطبي، إلا أن مسؤول باسم وزارة الدفاع الإيطالية صرح بأن أول منتج من عمل فنيي الجيش سوف يصدر يوم السبت القادم. اشترت أيضًا الحكومة الإيطالية ما يقرب من 4000 من أصل 5000 وحدة من أجهزة التنفس الصناعي وغيرها من المعدات من ألمانيا والتي قد طرحتها في وقت سابق من هذا الشهر, يصل عدد الأجهازة في المستشفيات قبل تفشي الفيروس 20000 جهاز، ومع ظهور الجائحة طلبت الحكومة شراء 10000 جهازًا من شركة draegerwerk وهو ما يعادل الانتاج الطبيعي لمدة عام من الشركة.

وأيضًا تضاعف الطلب من فرنسا فبعد أن كان احتياجها السنوي من الأجهزة يتراوح ما بين 1000 إلى 1500 جهاز قد ارتفع إلى مئات في أسبوع. وتكمن العقبة في الحصول على الأجزاء اللازمة للجهاز في الوقت الحالي، خاصة بعد غلق بلدان حدودها مع اتخاذ خطوات في حماية مخزونها من الأدوات الطبية. وصرح مسؤول من شركة هاملتون ميديكال إن السلطات الرومانية أوقفت في الأسابيع الأخيرة شحنة من خراطيم الأجهزة التي تصنعها شركته في مصنع هناك على أساس أنها قد تكون معدات طبية مهمة. وقال فيلاند إنه بحاجة إلى تدخل القنصلية السويسرية في رومانيا قبل أن يسمح مسؤولو الجمارك بخروجها.

أمّا عن السويد فقد صرح الرئيس التنفيذي أن السويد واجهت تجارب من الاختناقات بين الموردين تمكنت من حلها جزئيًا بمساعدة السياسيين، وأنها تخطط لزيادة الانتاج بنسبة 60% عن العام الماضي، وقال مدير مشتريات بالصين، إن الشركة المصنعة للأجهزة الطبية تعتمد على الواردات من دول تشمل سويسرا والولايات المتحدة وهولندا للحصول على المكونات الرئيسية مثل الصمامات لصنع أجهزة التنفس. لكن الموردين الدوليين للشركة واجهوا صعوبات خلال التفشي العالمي في الحصول على بعض الأجزاء الأساسية لإنتاج المكونات التي تحتاجها.

صناع السيارات يواجهون الأزمة

تقوم بعض الدول، بما في ذلك إيطاليا وبريطانيا والولايات المتحدة، بتهييء شركات صناعة السيارات وشركات صناعة الطيران لزيادة إنتاج أجهزة التنفس الصناعية. حيث تأمل السلطات أن يتمكن المصنعون الكبار من إعادة استخدام بعض المصانع واستخدام خبرات التصميم الرقمي، بما في ذلك الطباعة ثلاثية الأبعاد، لتعويض النقص المتوقع في الأجهزة الطبية الحيوية. وفي بريطانيا لجأت الحكومة إلى جهات تصنيع أخرى. فتبحث مجموعة ماكلارين، وهي مجموعة مخصصة لصناعة السيارات الرياضية، في كيفية تصميم نسخة بسيطة من جهاز التنفس الصناعي. كما تعمل شركة نيسان لدعم منتجي أجهزة التنفس الصناعي الحاليين. وقالت بريطانيا يوم الجمعة الماضي، إن الشركات الهندسية توصلت إلى نموذج أولي لجهاز التنفس للطوارئ يمكن الموافقة عليه الأسبوع المقبل.

التغلب على حواجز الحدود

قال الرئيس التنفيذي لشركة صناعة أجهزة التنفس الصناعي الأمريكية ResMed أنه تم إعادة تجميع الأدوات بعيدًا عن انتاج أجهزة أخرى إضافية لتلبية الاحتياجات المتضاعفة لأربع مرات عن الطبيعي. وقالت نانسي فوستر نائبة الرئيس في الولايات المتحدة، إن المستشفيات تفكر في إعادة استخدام أجهزة تنفس قديمة، والتي لا تزال تعمل لكنها تم التخلي عنها لأنها لا تتصل بأنظمة البيانات الإلكترونية الحديثة، بينما تبرعت وزارة الدفاع الأمريكية بـ 2000 جهاز تنفس من جمعية المستشفيات الأمريكية. وبحسب بحث أعده مركز جونز هوبكنز الصحي، فإن الولايات المتحدة لديها معدات لتوفير التنفس الصناعي لحوالي 160 ألف شخص. وهذا يشمل ولاية نيويورك، التي تتطلع إلى إضافة ما يقرب من 5000 إلى 6000 جهاز، إلا أن الرقم هذا لا يلبي سوى خُمس الطلب المحتمل. وقال رئيس صناع أجهزة التنفس المحمولة بواشنطن: “لا أحد يعلم مدى الاحتياج المحلى للأجهزة مع سوء تفشي كوفيد 19 وسنركز على إمدادتنا بالأجهزة، حتى الحصول على لقاح يُنقذ الأرواح”

المصدر: World Economic Forum

انظر أيضًا: باحثة مصرية تطور اختبار الكورونا المستجد في جونز هوبكينز

هل فيروس كورونا المستجد طبيعي أم مخلق معمليا؟

دراسةأصل الفيروس المستجد :

لم يجد تحليل Scripps Research لبيانات تسلسل الجينوم العام للفيروس المستجد SARS-CoV-2 والفيروسات ذات الصلة أي دليل على أن الفيروس قد تم صنعه في المختبر أو تم هندسته بطريقة أخرى .

لم يجد تحليل بيانات تسلسل الجينوم العام من SARS-CoV-2 والفيروسات ذات الصلة أي دليل على أن الفيروس تم صنعه في مختبر أو هندسته بأي شكل آخر. قالت كريستيان أندرسن، الأستاذ المساعد في علم المناعة والأحياء الدقيقة في سكريبس ريسيرش والمؤلف المقابل لها: “من خلال مقارنة بيانات تسلسل الجينوم المتاحة لسلالات الفيروس التاجي المعروفة، يمكننا أن نحدد بحزم أن سارس – CoV – 2 نشأ من خلال العمليات الطبيعية“.

بالإضافة إلى أندرسن، مؤلفو الورقة البحثية ، “الأصل القريب لـ SARS-CoV-2” ، يشمل (روبرت ف. جاري، من جامعة تولين. إدوارد هولمز، من جامعة سيدني؛ أندرو رامباوت من جامعة ادنبره. دبليو إيان ليبكين، من جامعة كولومبيا). الفيروسات التاجية هي عائلة كبيرة من الفيروسات التي يمكن أن تسبب أمراضًا تتراوح شدتها على نطاق واسع. ظهر أول مرض حاد معروف بسبب فيروس تاجي مع وباء متلازمة الالتهاب الرئوي الحاد (سارس) عام 2003 في الصين. بدأ اندلاع مرض ثانٍ في عام 2012 في المملكة العربية السعودية مع متلازمة الشرق الأوسط التنفسية (MERS).

كيف بدأ الفيروس :

في 31 ديسمبر من العام الماضي، حذرت السلطات الصينية منظمة الصحة العالمية من تفشي سلالة جديدة من الفيروس التاجي تسبب مرضًا شديدًا، والذي تم تسميته لاحقًا باسم SARS-CoV-2.

اعتبارًا من 20 فبراير 2020 ، تم توثيق ما يقرب من 167،500 حالة COVID-19، على الرغم من أن العديد من الحالات الأكثر اعتدالًا لم يتم تشخيصها على الأرجح. قتل الفيروس أكثر من 6600 شخص.

بعد وقت قصير من بدء الوباء ، قام العلماء الصينيون بتسلسل جينوم السارس – CoV – 2 وجعلوا البيانات متاحة للباحثين في جميع أنحاء العالم. أظهرت بيانات تسلسل الجينوم الناتجة أن السلطات الصينية اكتشفت بسرعة الوباء وأن عدد حالات COVID-19 في تزايد بسبب انتقال الإنسان إلى الإنسان بعد إدخال واحد في السكان البشر. استخدم أندرسن والمتعاونون في العديد من مؤسسات البحث الأخرى بيانات التسلسل هذه لاستكشاف أصول وتطور السارس – CoV – 2 من خلال التركيز على العديد من الميزات الفريدة للفيروس.

قام العلماء بتحليل النموذج الجيني لبروتينات السنبلة ، والتجهيزات الموجودة على السطح الخارجي للفيروس الذي يستخدمه لانتزاع وتغلغل الجدران الخارجية للخلايا البشرية والحيوانية. بشكل أكثر تحديدًا ، ركزوا على سمتين مهمتين لبروتين السنبلة: مجال ربط المستقبلات (RBD) ، وهو نوع من خطاف التصارع الذي يمسك بالخلايا المضيفة ، وموقع الانقسام ، وهو عبارة عن فتاحة علب جزيئية تسمح للفيروس بالتشقق وأدخل الخلايا المضيفة.

دليل على التطور الطبيعي :

وجد العلماء أن جزء RBD من بروتينات السارس CoV-2 قد تطور ليستهدف بشكل فعال سمة جزيئية على السطح الخارجي للخلايا البشرية تسمى ACE2 ، وهو مستقبل يشارك في تنظيم ضغط الدم. كان بروتين ارتفاع السارس – 2 في فعال للغاية في ربط الخلايا البشرية ، في الواقع ، استنتج العلماء أنه نتيجة للانتقاء الطبيعي وليس نتاج الهندسة الوراثية.

تم دعم هذا الدليل على التطور الطبيعي ببيانات عن العمود الفقري لـ SARS-CoV-2 – هيكلها الجزيئي الشامل. إذا كان شخص ما يسعى إلى هندسة فيروس تاجي جديد كفيروس ممرض، لكان قد أنشأه من العمود الفقري لفيروس معروف أنه يسبب المرض. لكن العلماء وجدوا أن العمود الفقري SARS-CoV-2 اختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في الفيروسات التاجية المعروفة بالفعل ، وشبه في الغالب الفيروسات ذات الصلة الموجودة في الخفافيش والبنغولين.

قال أندرسون “هاتان السمتان للفيروس ، الطفرات في الجزء RBD من بروتين السنبلة وعموده الفقري المميز ، تستبعد المعالجة المختبرية كأصل محتمل للسارس – CoV – 2”.

وقال جوزي غولدنغ ، دكتوراه ، رئيس الأوبئة في ويلكوم ترست ومقرها المملكة المتحدة ، إن النتائج التي توصل إليها أندرسون وزملاؤه “ذات أهمية حاسمة في تقديم نظرة مبنية على الأدلة إلى الشائعات التي تم تداولها حول أصول الفيروس (SARS-CoV) -2) مسببة COVID-19 “.

واستناداً إلى تحليل التسلسل الجينومي، خلص أندرسن ومعاونوه إلى أن الأصول الأكثر احتمالاً للإصابة بالسارس – CoV – 2 اتبعت أحد السيناريوهين المحتملين.

سيناريوهات أصل الفيروس :

في أحد السيناريوهات ، تطور الفيروس إلى حالته المرضية الحالية من خلال الانتقاء الطبيعي في مضيف غير بشري ثم قفز إلى البشر. هذه هي الطريقة التي ظهر بها تفشي الفيروس التاجي السابق ، حيث يصاب البشر بالفيروس بعد التعرض المباشر للزباد (السارس) والجمال (MERS). اقترح الباحثون أن الخفافيش هي المستودع الأكثر ترجيحًا للسارس – CoV – 2 لأنها تشبه إلى حد كبير فيروس الخفافيش التاجي. لا توجد حالات موثقة للانتقال المباشر بين الخفافيش والبشرومع ذلك، مما يشير إلى أنه من المحتمل أن يكون مضيفًا متوسطًا متورطًا بين الخفافيش والبشر.

في هذا السيناريو، كان من الممكن أن تتطور كلتا السمتين المميزتين لبروتين ارتفاع السارس CoV-2 – الجزء RBD الذي يرتبط بالخلايا وموقع الانقسام الذي يفتح الفيروس – إلى حالتهما الحالية قبل دخول البشر. في هذه الحالة ، ربما كان الوباء الحالي قد ظهر بسرعة بمجرد إصابة البشر، حيث كان الفيروس قد طور بالفعل الميزات التي تجعله ممرضًا وقادرًا على الانتشار بين الناس.

في السيناريو المقترح الآخر، قفزت نسخة غير مسببة من الفيروس من مضيف حيواني إلى البشر ثم تطورت إلى حالتها المرضية الحالية بين السكان. على سبيل المثال، تحتوي بعض الفيروسات التاجية من البنغولين، الثدييات الشبيهة بالآرماديلو الموجودة في آسيا وأفريقيا، على بنية RBD تشبه إلى حد كبير هيكل سارس – CoV-2. ربما كان من الممكن أن ينتقل فيروس تاجي من بانجولين إلى الإنسان، إما مباشرة أو من خلال مضيف وسيط مثل الزباد أو النمس.

ثم كان من الممكن أن يتطور موقع بروتين السنبلة المميز الآخر لـ SARS-CoV-2 ، موقع الانقسام ، داخل مضيف بشري ، ربما عن طريق دوران محدود غير مكتشف في السكان قبل بداية الوباء. ووجد الباحثون أن موقع انقسام السارس – سى في – 2 يبدو مشابهًا لمواقع انقسام سلالات إنفلونزا الطيور التي ثبت أنها تنتقل بسهولة بين الأشخاص. كان من الممكن أن يكون السارس – CoV-2 قد طور موقعًا للانقسام الفيروسي في الخلايا البشرية وسرعان ما بدأ الوباء الحالي ، حيث ربما أصبح الفيروس التاجي أكثر قدرة على الانتشار بين الناس.

وحذر المؤلف المشارك في الدراسة أندرو رامبو من أنه من الصعب إن لم يكن من المستحيل معرفة أي من السيناريوهات على الأرجح في هذه المرحلة. إذا دخل السارس- CoV-2 البشر في صورته المرضية الحالية من مصدر حيواني، فإنه يثير احتمالية تفشي المرض في المستقبل، حيث يمكن أن تنتقل سلالة الفيروس المسببة للمرض بين الحيوانات وقد تقفز مرة أخرى إلى البشر. الاحتمالات أقل من دخول الفيروس التاجي غير الممرض إلى السكان البشريين ثم تطور خصائص مشابهة لـ SARS-CoV-2

المصدر : Nature medicine

كيف ستفيدنا أسرع حواسيب العالم العملاقة في التعامل مع فيروس الكورونا اليوم ؟

COVID 19 ودماغ الذكاء الاصطناعي:

لقد خلق جائحة الفيروس التاجي تحديات غير عادية للعلماء الذين يعملون بجد لإيجاد حل، ونظرًا للسرعة التي ينتشر بها هذا الفيروس، احتاج الباحثون إلى جهاز كمبيوتر عالي السرعة وهذا ما تم تصميمه من أجل «Summit» أسرع حاسوب عملاق في العالم، وقد تم تجهيز الكمبيوتر العملاق بـ “دماغ الذكاء الاصطناعي”، الذي أجرى آلاف المحاكاة لتحليل أي مركبات دوائية قد تمنع الفيروس من إصابة الخلايا المضيفة بشكل فعال، حددت القمة 77 منهم؛ قد يكون هذا إنجازًا علميًا يبحث عنه الباحثون من أجل إخراج اللقاح الأكثر فعالية، وتم تفويض الكمبيوتر العملاق من قبل وزارة الطاقة الأمريكية في عام 2014 بهدف حل مشكلة العالم تمامًا مثل الوباء الحالي للفيروس التاجي، تابع معنا هذا المقال لنرى كيف ستفيدنا أسرع حواسيب العالم العملاقة في التعامل مع فيروس الكورونا اليوم.

كيف سيكافح الحاسوب العملاق الفيروس التاجي؟

يعمل Summit مع 200 بيتافلوب، وهذا يعني أن لديه سرعة حوسبة تبلغ 200 كوادريليون حساب في الثانية، وهو أقوى بمليون مرة من أسرع كمبيوتر محمول، وتمت برمجة الكمبيوتر الفائق في محطته في مختبر أوك ريدج الوطني في تينيسي لتحديد أنماط في الأنظمة الخلوية التي تسبق الزهايمر، وتحليل الجينات التي تساهم في سمات مثل إدمان المواد الأفيونية وتنبؤ بالطقس المتطرف بناءً على محاكاة المناخ، وبما أن الفيروسات تصيب الخلايا المضيفة عن طريق حقنها بـ «زيادة-Spike» في المادة الوراثية، فالمهمة الرئيسية للقمة هي الكشف عن مركبات الأدوية التي يمكن أن ترتبط بهذا الارتفاع وربما توقف انتشار الفيروس.

إن رحلة إنتاج لقاح فعال لم تنته بعد!

جيريمي سميث مدير مركز مختبر جامعة تينيسي / أوك ريدج الوطني للفيزياء الحيوية الجزيئية ابتكر نموذجًا لارتفاع الفيروس التاجي بناءً على بحث نُشر في يناير، وبمساعدة الساميت تمكن من محاكاة كيفية تفاعل الذرات والجسيمات في البروتين الفيروسي مع المركبات المختلفة، حيث أجرى الكمبيوتر العملاق محاكاة لأكثر من 8000 مركب يمكن أن يرتبط ببروتين ارتفاع الفيروس، مما قد يحد من قدرته على الانتشار إلى الخلايا المضيفة، استطاعت الساميت تحديد 77 منهم ورتبتهم بناءً على مدى احتمالية ارتباطها مع البروتين على سطح الفيروس

جيريمي سميث قال في بيان صفحي:

“نتائجنا لا تعني أننا وجدنا علاجًا أو لقاحًا لفيروس كورونا، لكننا متفائلون للغاية، لأن هذه الخطوة وما توثلنا إليه من نتائج ستثري الدراسات المستقبلية وتوفر إطارًا سيستخدمه التجريبيون لمزيد من التحقيق في هذه المركبات“.

أخر ما تمت الإشارة إليه:

أنتجت الحسابات الأخيرة نتائجًا استنادًا إلى نموذج لارتفاع الفيروس التاجي بناءً على بحث نُشر في يناير، ولذلك فإن
الفريق سيحتاج إلى تشغيل عمليات المحاكاة على الكمبيوتر مرة أخرى، باستخدام نموذج فيروس تاجي محدث تم نشره هذا الشهر.
قد يغير التحليل الجديد ترتيب المواد الكيميائية التي من المرجح أن تكون الأكثر استخدامًا في خطوات إيجاد لقاح فعال، وستحتاج هذه النتائج أيضًا إلى أن تتبعها تجارب ملموسة.

مع ارتفاع عدد الوفيات والمشتبه في إصابتهم بفيروس كورونا، يأمل الباحثون في أن يتمكنوا بمساعدة الحاسوب الفائق من إنشاء لقاح قريبًا.

المصدر:

cnn

independent

tribune

لأول مرة، استخدام تقنية كريسبر لإعادة إبصار أعمى!

لأول مرة، استخدام تقنية كريسبر لإعادة إبصار أعمى!

لأول مرة، تم استخدام تقنية كريسبر لإعادة إبصار أعمى عن طريق حقن عين رجل فاقد للبصر ثلاث قطرات من سائل يحتوي على قطع حمض نووي معدل بتقنية كريسبر، والطريقة نجحت بالفعل فى استعادة الإبصار.

كان المريض فاقدا للبصر منذ طفولته أو بعد الولادة مباشرة بسبب حالة طبية تسمى Leber congenital amaurosis وهو عبارة عن طفرة جينية نادرة تمنع الجسم من إنتاج البروتين اللازم لتحويل الضوء إلى إشارات في الدماغ، ويؤدي الى فقدان تدريجي للبصر. يعتبر المريض هو الأول الذي تتم عليه هذة التجربة في تجربة سريرية مكونة من 18 شخصًا ، جارية الآن، ويضم مشاركين لا يتجاوز عمرهم 3 سنوات.

ولكن أولا، ما هي تقنية كريسبر كاس 9 ؟

كريسبر هو نوع تسلسلات DNA توجد في أوليات النواة كالبكتيريا القديمة، تضم قطع جينية من بقايا الحمض النووي للفيروسات التي سبق أن هاجمت الكائن بدائي النواة. يحتفظ الكائن بدائي النواة بهذه البقايا في حمضه النووي كفواصل حتى يستخدمها لاحقاً في الكشف عن ال DNA الخاص بتلك الفيروسات في هجماتها اللاحقة، ومن ثم تدميره بمساعدة انزيم cas9.

توصف تقنية “كريسبر- كاس9” منذ ظهورها في ثمانينات القرن الماضي بأنها ستقلب كل شيء رأسا على عقب. ويكمن الفرق بين “كريسبر-كاس9” وباقي أدوات التعديل الجيني المستخدمة سابقا كإنزيمات القطع هو أن كل إنزيم قطع يمكنه القص عند تتابع محدد واحد، مما يقيد التعديل الوراثي. بينما يمكن باستخدام تقنية كريسبرالقطع عند أي منطقة مرغوبة من الجينوم، وذلك لأن الـ RNA الذي يستخدمه إنزيم cas9 للتعرف على منطقة القطع قابل للتعديل والتركيب.

استخدمت تقنية كريسبر لتعديل الخلايا الدموية “خارج الجسم”؛ وذلك لعلاج السرطان والزهايمر وغيرهما من الحالات. لكن محاولة علاج أمراض مثل الضمور العضلي أو العمى – التي تُصيب الأنسجة التي لا يمكن إزالتها وتعديلها واستبدالها – تتطلب القيام بتعديل الخلايا جينياً داخل الجسم.

أول استخدام داخل الجسم البشري!

وقال الباحثون القائمون على الدراسة موقع “Healthline” :

“[داخل الجسم] يعتبر درجة إضافية من التعقيد، حيث يجب أن تكون قادرًا على تحديد الهدف بالضبط وتوصيل الدواء له بشكل صحيح. في المختبر، لدينا العديد من الطرق البسيطة لعمل فتحات صغيرة في الخلايا والحصول على جين كريسبر، ومن ثم يمكن للخلايا إصلاح هذه الفتحات بسهولة بالغة. ولكن عندما تكون الخلايا داخل الجسم وحولها الأنسجة المختلفة يصبح ذلك صعبا جدا، وبالتالي يتعين عليك استخدام طرق مثل الفيروسات المعدلة جينيا للعلاج!”.

كما أضاف العلماء أن العين، خصوصا، مكانًا جيدًا للبدء بهذا النوع من التعديل الجيني في الجسم الحي، فالعين تمثل فرصة فريدة لعدة أسباب منها:

يسهل الوصول إليها نسبيًا.
تعد أنسجة عالية التحمل للفيروسات.
يوجد حاجز طبيعي بين الشبكية والدم.

مما يجعل من غير المحتمل أن ينتشر الفيروس غير النشط الذي يحمل تقنية CRISPR إلى أجزاء أخرى من الجسم وخلق تأثيرات غير مقصودة.

الجانب غير الأخلاقي!

وعلى الرغم من كل تلك الأشياء الجيدة المتعلقة بالطفرة العلمية “كريسبر- كاس9” الا أنها استخدمت مؤخرا على أجنة بشرية من قبل علماء بريطانيين بهدف استكشاف التطور المبدئي الذي يحدث في الأجنة وفهمها بطريقة أفضل؛ بحيث التوصل إلى نسبة نجاح أفضل عند القيام بالتخصيب الإصطناعي. ولكن اعتبر ذلك تدخل من الإنسان في تغيير الخلق، ولهذا فإن العلماء لم يزرعوا خلاياهم التي قاموا بتغييرات فيها في ارحمام نساء، وإنما أهلكوها، وتمنع تلك الأبحاث منعا باتا في بعض الدول مثل ألمانيا.

اذن فما رأيك بتجنيد الفيروسات لتصبح طبيبك الخاص؟! غريب صحيح؟! لكنه لم يعد كذلك بعد الآن!

المصادر:

كيف يمكنك المساهمة في أبحاث فيروس كورونا عن طريق حاسوبك الشخصي ؟

التكنولوجيا و فيروس كورونا المستجد

منذ أن بدأ فيروس كورونا المستجد بالانتشار في جميع بلدان العالم، يُكرس الباحثون جُلّ وقتهم لمواجهته ومحاولة اكتشاف علاج له. أيضًا يساهم علماء الحاسوب في هذه الأبحاث المتعلقة بفايروس كورونا عن طريق إجراء «نمذجة حاسوبية -computer modelling» لعملية «طي البروتين-Protein folding» وهي العملية البيولوجية التي ينتظم فيها شكل البروتين داخل الخلية. حيث أن معرفة المزيد عن هذه العملية التي تحدث في جزيئات البروتين الحيوية ستُساعد على تطوير علاج للعديد من الأمراض. يمكنك المساهمة في أبحاث فيروس كورونا عن طريق حاسوبك الشخصي من خلال تثبيت برنامج «Folding at Home» وهذا ماسنتعرف عليه في هذا المقال.

برنامج «Folding at Home»

طور باحثون في جامعة ستانفورد برنامج يُسمى«Folding at Home» ويمكن تثبيته على أنظمة ويندوز، ماك، ولينكس . في الحقيقة يُستخدم هذا البرنامج في مجال الأمراض وأبحاث الأدوية منذ حوالي 20 سنة حتى الآن.كل ما عليك سوى تثبيت هذا البرنامج، واختيار «Any Disease» من قائمة الخيارات في واجهة البرنامج. يمكنك إيقاف وتشغيل التطبيق عندما ترغب، ويمكنك إيقافه مؤقتًا ثم تشغيله تلقائيًا في الوقت الذي يكون فيه الحاسوب غير نشط أي غير مستخدم.

يستخدم برنامج «Folding at Home» الآلاف من أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة لتشكيل «كمبيوتر فائق افتراضي-virtual supercomputer» لمحاكاة عملية طي البروتين. يتم تحميل البرنامج على جهاز كمبيوتر ، ويتصل بالخوادم المركزية ، ويستغل القدرات الحاسوبية في أجهزة العملاء عن طريق استغلال وحدة المعالجة المركزية أو ماتعرف اختصارًا ب «CPU»و وحدة معالجة الرسومات أو ماتعرف اختصارًا ب «GPU». تعمل وحدة المعالجة المركزية على تفسير ومعالجة وتنفيذ الأوامر والتعليمات في أجهزة الحاسوب بينما تقوم وحدة معالجة الرسومات بمعالجة جميع أنماط الرسومات والفيديو والصور. وبالاستفادة من هاتين الوحدتين يمكن للباحثين القيام بالحسابات والعمليات المعقدة لعملية نمذجة طي البروتين بشكل أسرع.

فيروس كورونا والنمذجة الحاسوبية

في حالة فيروس كورونا المستجد «COVID-19»، تصاب الرئتان بالالتهاب عندما يرتبط «البروتين الشوكي-spike protein» بالمستقبل«ACE2» الذي يعتبر نقطة الدخول لفيروس كورونا إلى خلايا جسم الإنسان. قد يستطيع العلماء إيقاف المرض عن طريق منع الاتصال بين هذا البروتين والمستقبل، ويمكن إجراء ذلك بعدة طرق منها النمذجة الحاسوبية.

**يساعد برنامج «Folding at Home» في نمذجة عملية طي البروتين**

بالنسبة للفيروسات، لا تكفي معرفة شكل البروتين فقط؛ بل يجب أن نفهم كيف تكوّن هذا الشكل وذلك هو المقصود من طي البروتين. فهم آلية طي البروتين ضروري لتطوير أدوية فعالة ضد فيروس كورونا الجديد، وهو ما يريده الباحثون بأسرع وقت. حيث سيساعدهم وقت حاسوبك الفائض على الوصول لهدفهم بسرعة.

يقول البيولوجي «غريغ بومان-Greg Bowman»: “إن البيانات التي ستساعدنا أنت بالحصول عليها ستنشر بسرعة وتتاح للجميع، وستشكل جزءًا من تعاون علمي بين عدة مختبرات حول العالم لتطوير أدوية تنقذ الأرواح”. ويضيف أيضًا:”إن هذه الحسابات هائلة وكل شيء يساعد قليلاً وكل محاكاة تقوم بتشغيلها تُشبه شراء تذكرة يانصيب. كلما زاد عدد التذاكر التي نشتريها ، زادت فُرصنا في الفوز بالجائزة الكبرى.

لقراءة المزيد من المقالات عن فيروس كورونا المستجد اضغط هنا و هنا .

المصادر

sciencealert

foldingathome

forbes

FoldingAtHome community