בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
${m.global.stripData.hideElement}
 

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לשבוע בלבד - מינוי לאתר ב-50% הנחה  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

הזבוב על הקיר שייך לצבא ארצות הברית

חוקרים בטכניון מנסים לפתח שיטה שתאפשר להם לשלוט מרחוק במעופם של חרקים, כאילו היו כלי טיס, כדי שיוכלו לשמש לביצוע משימות שונות

33תגובות

במעבדת האווירונואטיקה של הפרופ' דניאל וייס והד"ר גל ריבק בטכניון לא ניתן למצוא ולו כלי טיס אחד. במקום זאת פזורים בפינות שונות של החדר קופסאות ואקווריומים שורצים חגבים, זבובים וחיפושיות, וגם גיגית גדושת ירוקת לגידול שפיריות. טמפרטורה של 30 מעלות שוררת בחדר, תזכורת לנוכחות של תושביה חסרי החוליות של המעבדה.

במרכז החדר ניצב סימולטור הטיסה: צינור ארוך של מאוורר רועש, ומולו, תלוי על קולב בין שמיים לארץ - חגב בודד. כאשר החוקרים מפעילים את המאוורר, החגב מתחיל לנופף בכנפיו במהירות אדירה, כפי שהיה עושה אילו נקלע למשב רוח ביערות הכרמל.

בשנים האחרונות מתנהל במעבדה הזאת אחד המחקרים המסקרנים ביותר של עולם האווירונאוטיקה. שני המדענים, ריבק ווייס, מנסים לפתח שיטה שתאפשר להם לשלוט מרחוק על מעופם של חרקים, כאילו היו כלי טיס לכל דבר ועניין.

חגי פריד

עשו לנו לייק וקבלו את מיטב הכתבות מעולם המדע ישירות לפייסבוק שלכם

במקום לבנות מהיסוד כלי טיס זעיר בגודל של סנטימטרים בודדים, החוקרים מנצלים 300 מיליון שנים של התפתחות אבולוציוניות שעשתה את העבודה בשבילם. "כדי לבנות מזל"טים בגודל של חרק, צריך מערכת בקרה, שליטה, אנרגיה", אומר וייס, מחלוצי חקר האווירונאוטיקה באמצעות בעלי חיים, שהיה עד לא מזמן המדען הראשי של משרד המדע והטכנולוגיה. "כאן, אנחנו פשוט נותנים לחרק לאכול קצת עשב והרווחנו את כל צעדי הביניים".

הניסויים, שנערכים בשיתוף עם חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, ממומנים על ידי צבא ארצות הברית. וייס לא מוכן לפרט יתר על המידה באשר ליישומים המתוכננים, והוא מוסיף שגם לו הם לא ברורים עד תום. אפשר רק לדמיין כיצד תיראה זירת קרב – או שדרה עירונית – כשמעליה מרחפים חרקים נושאי מצלמות וכל מטען אחר שניתן למזעור.

סרטון בו נראה חרק שתנועתו נשלטת על ידי החוקרים

בשלב הראשון של המחקר, המדענים בוחנים כיצד מופעלים השרירים השונים של חרק בכל רגע ורגע במעופו. לשם כך, שתי מצלמות מיוחדות התלויות מעל הסימולטור מתעדות את תנועותיו הזעירות ביותר של החרק המעופף, ברזולוציה של אלפיות השנייה. במקביל, אלקטרודות המוחדרות לשריריו השונים מתעדות את האותות החשמליים שמתקבלים מגופו בעת המעוף. לאחר מכן יכולים החוקרים לראות אילו אותות חשמליים קשורים לאילו תנועות. כך הם מקודדים את תנועת החרק לשפה של אותות חשמליים. באמצעות הקידוד הזה, החוקרים יודעים לשדר לשרירי החרק את האותות החשמליים המתאימים שיכתיבו את תנועתו.

"אנחנו מקבלים מפה שאומרת שאות א' בשריר ב' גורם, למשל, לפנייה של החרק ימינה", מסביר וייס. "אז אני יכול להכין תוכנית עם הוראות משלי לחיה הזאת. אני מכניס לה את האות ג' לשריר ד' שגורם לו לפנות שמאלה".

המחקר בתחום התפתח רק בעשור האחרון בעקבות מזעור מכשירי האלקטרוניקה, וכיום ישנן עוד כחמש-שש מעבדות ברחבי העולם שעורכות ניסויים דומים. נראה שהניסוי המוצלח ביותר עד כה נערך באוניברסיטת מישיגן, שם הצליחו חוקרים לשלוט מרחוק על מעופם של חרקים למשך זמן מה. במעבדה בחיפה החוקרים הצליחו לשלוט על תנועת החרקים כאשר הם מחוברים לסימולטור. הם יכולים ליצור שורה של הוראות שמכתיבות את תנועת החרקים למספר דקות.

"הדבר הבאמת חשוב הוא לא רק להפעיל את החרק מרחוק", אומר ריבק, מומחה לביומכניקה של תנועת בעלי חיים. "האתגר הוא לתת לחרק לעוף, לתת לו לעשות מה שהוא יודע לעשות טוב, ולהתערב רק כשאנחנו רוצים". כרגע החוקרים אינם מצליחים לעשות זאת. כאן ניצב האתגר המרכזי שלהם.

האם החרקים סובלים? "אני לא יודע, ואני לא יודע אם מישהו יודע להגיד", אומר ריבק, "אבל הניסויים שאנחנו עושים מאוד מאוד לא פולשניים. בהשוואה לניסויים בבעלי חיים זה משחק ילדים", הוא אומר. "תקנות הלסינקי לניסויים בבעלי חיים לא מטפלות בענייני חרקים, רק ביונקים וציפורים. חרקים לא נחשבים", מוסיף וייס. "אחרי שמשתילים את האלקטרודות אנו לא צופים שום כאב כי האות החשמלי הוא אות טבעי של החרק עצמו. אנחנו רק אומרים לחרק מתי לעשות מה באמצעות האותות שלו".

ב-2007 ניסתה תלמידת מחקר של וייס, אור רוסו, לערוך ניסויים דומים שמטרתם שליטה על תנועת חולדות. הכוונה היתה להשתמש בחולדות לחיפוש ניצולים בהריסות. "יש להן חוש ריח אז הן יכולות למצוא את הניצולים", אומר וייס.

החוקרת הדביקה לשפמי החולדות, המשמשים כחיישנים, מגנטים קטנים. לאחר מכן החולדות הוכנסו לצינור שבו יכלו לפנות ימינה או שמאלה, כאשר רק בצד אחד נמצא מזון. "כאשר החולדות ניסו להתקרב למזון, הפעלנו שדה מגנטי כך שהמגנטים זזו ונתנו את ההרגשה שהן נתקלות בקיר", אומר וייס. "זה גרם להן להתרחק מהמזון, אבל אחרי שלושה ניסיונות החולדות התפכחו והבינו שמרמים אותן". זה יופי של פרויקט, אבל הוא לא עבד כי החולדות חכמות מדי". בעקבות הניסויים הללו, הוא אומר, "עברנו לחיות לא חכמות מספיק, כמו חגבים".

המעבדה של ריבק ווייס אינה מתמקדת רק בשליטה על חרקים. השניים גם בוחנים כנימות, חיפושיות וחגבים כמקור השראה לפתרונות הנדסיים שונים. באחד המחקרים שלהם עקבו השניים אחר תכונה מיוחדת של הנתוזיות. כאשר החיפושיות הללו נופלות על הקרקע, הן מקפיצות את עצמן עד שהן נופלות ארצה כשרגליהן על הקרקע. על בסיס תצפיותיהם, החוקרים פיתחו שיטה מכנית מקבילה שיכולה לשמש ליישומים שונים.

מחקרים מהסוג הזה נערכים בתחום מחקר בשם ביו-מימטיקה, שעוסק בחיקוי הטבע. "מתברר שיש הרבה שאפשר ללמוד מהטבע, בפעילות של שרירים לדוגמה. למשל ציפורים יכולות לנדוד מאירופה לארץ על גרמים בודדים של שומן", אומר וייס. "בכל התחומים אנחנו רואים שהאבולוציה היתה מעבדה במשך מיליוני שנים, ועכשיו אנחנו לומדים להשתמש בתוצרים שלה".



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות
*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו