فيزياء فن الحركة

تركز أبحاث تمار فليش على التحكم في الحركة وإمكانية التعلم من الطريقة التي يراقب بها الدماغ البشري حركات الجسم، واستخدام هذه المعرفة لتطوير طرق متقدمة للتحكم في حركة الروبوتات

ولدت تمار فليش في رمات غان. أمضت طفولتها برفقة الكثير من كتب القراءة ("كل شيء، باستثناء الخيال العلمي")، والدرجات "الجيدة". خططها لما ستكون عليه عندما تكبر تنتشر عبر جبهة واسعة إلى حد ما من الاحتمالات. عندما كبرت قليلاً، انجذبت إلى الفن وشاركت في برنامج للشباب الباحثين عن الفن. وفي هذا الإطار، التقت بالمشاركين في برنامج شبابي آخر: المشاركون في معسكر الشباب التابع لمعهد وايزمان للعلوم، وهو الحدث الذي ربما عزز إلى حد ما ميولها نحو مجالات العلوم المختلفة.
حتى ذلك الوقت، استثمرت بالتساوي في دراسات العلوم ومجالات الدراسة الإنسانية، في مدرسة أوهيل شيم الثانوية في رمات غان. بعد ذلك، بدأت دراسة الرياضيات والفيزياء في جامعة تل أبيب، وحصلت على درجة الماجستير في الفيزياء الطبية. تشرح قائلة: "أردت أن أتعلم شيئًا أكثر ارتباطًا بالحياة من الفيزياء النظرية البحتة".

أثناء دراستها للحصول على درجة الماجستير، انخرطت فالش في الأبحاث حول عمليات تدفق الدم في الدماغ، ومن هنا تحول اهتمامها إلى البحث في طرق عمل الدماغ. إن عبارة "الانزلاق" في هذه الحالة هي عبارة بخس. وتقول: "لقد كنت مفتونًا حقًا بالأسرار المحيطة بهذا المجال من البحث". في ذلك الوقت، كانت أبحاث الدماغ تعتبر أحد مجالات علوم الحياة، وتساءل الكثير من الناس لماذا قررت فلش، التي تعمقت في الفيزياء والرياضيات، أن "تدخل مجالات ليست لها". وبهذا المعنى، كانت من أوائل العلماء الذين روجوا للمفهوم متعدد التخصصات لأبحاث الدماغ، وهو المفهوم الرائد في العالم اليوم في هذا المجال، والذي يعتبر معهد وايزمان للعلوم أحد المراكز البارزة التي تنفذه.

قادها اهتمامها المتنامي بأبحاث الدماغ إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT). وهناك أكملت درجة الدكتوراه في الفيزياء الطبية (في برنامج فريد مشترك مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد)، ثم تابعت مرحلة ما بعد الدكتوراه. بدأت أبحاثها بالتركيز على التحكم في الحركة وإمكانية التعلم من الطريقة التي يراقب بها الدماغ البشري حركات الجسم، واستخدام هذه المعرفة لتطوير طرق متقدمة للتحكم في حركة الروبوتات.

بعد الانتهاء من بحث ما بعد الدكتوراه، عادت تمار إلى إسرائيل والتحقت بقسم الرياضيات التطبيقية في معهد وايزمان للعلوم، وبعد ذلك تمت ترقيتها إلى رتبة أستاذ مشارك. وتقول: "في ذلك الوقت، تم تأسيس مجموعة بحثية في القسم في مجال الذكاء الاصطناعي، وهو قريب إلى حد كبير من مجالات اهتمامي في مجال الروبوتات وأبحاث الدماغ". "في الواقع، عندما كنت طالبًا جامعيًا، كنت مهتمًا بالذكاء الاصطناعي، ولكن بطريقة ما لم يكن من العملي بالنسبة لي أن أتابعه. هناك علماء يعرفون منذ البداية ما يريدون القيام به، ومن ناحية أخرى، هناك آخرون يحتاجون إلى مزيد من الوقت ليختاروا لأنفسهم المجال الذي يركزون عليه. ربما أنتمي إلى المجموعة الثانية."

وفي عملها في المعهد، قامت البروفيسورة فليش بتطوير نماذج رياضية تصف الطريقة التي يخطط بها العقل البشري ويشرف على حركة الأطراف. وتعتمد هذه النماذج على طريقة قيام الدماغ بإنشاء نموذج للمساحة داخل نفسه، ومن ثم تخطيط وتحريك الأطراف في الفضاء باستخدام الأعصاب والعضلات والهيكل العظمي. وتعتمد النماذج أيضًا على نظرية أصلية ابتكرها البروفيسور فليش، والتي تنص على أن العامل الأساسي الذي يخطط بموجبه الدماغ لمسارات حركة الأطراف العلوية في حركات معينة، مثل حركة مد الذراع، هو " "سلاسة الحركة"، وهو مفهوم يشير إلى معدل تغير تسارع اليد كما يتم التعبير عنه بالإحداثيات المكانية.

ومن خلال التحليل الدقيق للحركة، من الممكن التنبؤ عن كثب بمسارات وخصائص الحركة التي سيتم اختيارها وتنفيذها من قبل الأشخاص. وفي تجارب أخرى، يتم استخدام تحليل دقيق للحركة لفحص الاختلافات بين الطريقة التي يحرك بها الأشخاص الأصحاء أطرافهم، والطريقة التي يقوم بها الأشخاص الذين يعانون من أمراض الدماغ التنكسية، مثل مرض باركنسون. ويساعد فحص هذه الاختلافات في فهم العلاقة بين إصابة منطقة معينة من الدماغ، وحدوث خلل في أحد مكونات تخطيط الحركة وتنفيذها. تُستخدم المعرفة المكتسبة في هذه الدراسات أيضًا في تطوير الروبوتات المتقدمة.

في الآونة الأخيرة، قامت البروفيسور فالش بتوسيع مجالات بحثها بهدف دراسة وفهم خصائص الحركات المعقدة في المكان والزمان، والطريقة التي يتم بها تعلم هذه الحركات ومعالجتها وتمثيلها في الدماغ.