فرز الأدوية إلى روبوتات باستخدام دماغ الفأر

ذات مرة، قبل أن يتم تجهيز الصواريخ بأنظمة توجيه إلكترونية، كان الجيش الأمريكي يفكر بجدية في إمكانية توجيه الصواريخ إلى هدف باستخدام الحمام الذي ينقر على الشاشة. واليوم، يدرس العلماء مرة أخرى العلاقة بين النظم البيولوجية وتطوير الأسلحة

ويعد صاروخ "السهم" الإسرائيلي أحد أكثر الصواريخ الاعتراضية المتوفرة اليوم تطورا. تم تصميم السهم لإصابة الصواريخ الباليستية للعدو، ولهذا الغرض يتم توجيهه بواسطة نظام توجيه وتحكم متطور، والذي يكتشف صاروخ العدو ويوجه السهم في أعقابه. عندما نرى المستوى التكنولوجي العالي الذي يوصل السهم إلى هدفه، من الصعب أن نصدق أنه لم يمر سوى سبعون عاماً على اختراع أول نظام صاروخي موجه، والذي كان يعتمد على ثلاثة حمامات جائعة ومخدرة.

في عام 1941، وجدت الولايات المتحدة نفسها غارقة في وحل الحرب العالمية الثانية. كانت هذه واحدة من أولى الحروب التي لعبت فيها القوات الجوية دورًا حاسمًا في ساحة المعركة، وذلك بشكل رئيسي من خلال القاذفات التي استخدمت لإسقاط القنابل والصواريخ على القوات البرية للعدو والمدن. تمكنت القوات الجوية على جانبي الحاجز من بث الذعر الجماعي على الأرض، لكنها واجهت صعوبات كبيرة في الاعتراض المستهدف، ويرجع ذلك أساسًا إلى عدم وجود أنظمة فعالة للتحكم عن بعد في تلك الأيام.

جاء حل المشكلة على وجه التحديد من جانب بورخوس فريدريك سكينر. لم يكن مهندسًا، ولم يكن ميكانيكيًا، وحتى في الرياضيات كان بالكاد يعرف طريقه. لكنه كان أحد أهم علماء النفس السلوكي في أمريكا، وكان ذلك كافيا.

بعد أن قصف الألمان وارسو عام 1939، وجد سكينر نفسه يتساءل عما إذا كان من الممكن تصميم صاروخ لضرب هدف محدد على الأرض. وجاءت لحظة التنوير وهو مسافر على متن قطار وشاهد الطيور تحلق في أسراب كبيرة خارج النوافذ الزجاجية. وظل مأسورًا بمنظر الطيور وهي تناور في الهواء، وتغير مساراتها بخفة وتطير في دوائر. حتى بدون تدريب رسمي في مجال الطيران، أدرك سكينر أنه يمكن النظر إلى الأجسام المجنحة على أنها أجسام ديناميكية هوائية، تتمتع برؤية فائقة وقدرات على المناورة.

ربما يتتبع المهندس العادي مبادئ طيران الطيور ويحاول تقليدها. لكن سكينر كان عالمًا نفسيًا، لذا كانت الخطوة التالية حتمية تقريبًا: لقد حاول تدريب الحمام على توجيه الصواريخ.

الحمام والمخدرات والحرب الجوية

وعلى الرغم من السخافة المباشرة التي تثيرها الفكرة، إلا أن سكينر تمكن من تحقيق نتائج مبهرة وحشد الدعم للمشروع من الجيش الأمريكي. تم وضع الحمام أمام شاشة تم عرض الهدف المتحرك عليها، وتم تدريبهم على نقر الهدف فقط بشكل منتظم. وكلما نجحوا في المهمة، تمت مكافأتهم بجزء من الحيوانات المنوية. بعد أن مر الحمام بالعديد من سلاسل التدريب هذه، استمر في نقر الهدف على الشاشة حتى دون الحصول على مكافأة.

وكانت الشاشة نفسها أعجوبة هندسية. وكان متصلاً بنظام تحكم حساس ومعاير جيداً داخل الصاروخ. وكلما تحركت الشاشة في اتجاه معين فإن حركتها تؤدي إلى تدفق هواء عالي الضغط مما يحرك أجنحة الصاروخ في الاتجاه المناسب. وعندما يظهر الهدف على الجانب الأيسر من الشاشة، تقوم الحمامة بنقر الجانب الأيسر وتؤدي إلى تحول الشاشة إلى اليسار، وهو ما يترجم إلى تحريك الصاروخ بأكمله إلى اليسار، نحو الهدف، حتى يصل إلى مركز الهدف. الشاشة - أي في خط مستقيم إلى أعلى الصاروخ.

فقط عندما يكون الهدف في منتصف الشاشة بالضبط، وتضرب نقرات الحمام منتصف الشاشة بالضبط، سيستمر الصاروخ في التحرك في خط مستقيم نحو الهدف. وماذا لو كانت الحمامة كسولة، أو ماتت بأزمة قلبية أثناء إطلاق الصاروخ؟ ولهذا الغرض، تم تصميم الصواريخ بثلاثة حمامات في أعلى كل صاروخ، في حجرات منفصلة، ​​وتم وزن نتائج مكاييلها معًا لدفع الصاروخ.

وعمل النظام بشكل جيد في عمليات المحاكاة البسيطة، حيث قام عامل ماهر بنقل صورة ملونة على الشاشة، مع التأكد من حصول الحمام على مكافأة كل دقيقتين. حقق جميع الحمام نتائج ممتازة وقاموا بالنقر على الشاشة بمعدل أربع نقرات في الثانية، وكانوا دائمًا على الهدف. ولكن كيف سيعمل الحمام عندما يكون محاصرا داخل رأس الصاروخ؟

قرر سكينر اختبار القوة العقلية للحمام. أطلق المسدسات على بعد بوصات من رؤوسهم، واستمروا في النقر. لقد أصدر أصواتًا عالية في كل مكان حولهم، واستمروا في النقر. ووضعهم في غرفة ضغط تحاكي الظروف الموجودة على ارتفاع 3,000 متر، ثم قام بتدويرهم في جهاز طرد مركزي، وأشبعهم بالأكسجين النقي وعرّضهم لومضات قوية من الضوء تحاكي انفجارات في الهواء. وظل الحمام ينقر.

كيف تمكن الحمام من البقاء على مقربة من الشاشة بهذه الدرجة من التدين؟ والتفسير البسيط هو أن سكينر حرص على تجويعهم قبل التجربة، حتى تسد حاجتهم للحيوانات المنوية

سيكون أقوى من الخوف من البيئة. سبب آخر، لا يقل أهمية، قد يكون حقيقة أنه في بعض التجارب تم إعطاء الحمام بذور القنب كمكافأة. والقنب، كما يمكن فهمه من اسمه، هو أحد أقارب الحشيش، الذي يُصنع منه الماريجوانا والحشيش. على الرغم من أن القنب ليس فعالا كدواء ذو ​​تأثير نفسي لدى البشر، إلا أن سكينر اكتشف أن بذور القنب كانت أكثر فعالية من البذور العادية في إزالة أي خوف متبقي من قلوب الطيور، مما يسمح لها بتجاهل الانحرافات والتركيز على المهمة التي تقوم بها.

على الرغم من أن حمام سكينر المدرب كان أداؤه جيدًا في جميع عمليات المحاكاة، إلا أنه لم يتم تحميله مطلقًا على صواريخ فعلية وإطلاقه نحو أهداف العدو. على الرغم من الدعم الأولي من الدولة، شعر سكينر بخيبة أمل عندما تلقى إشعارًا في عام 1944 بإغلاق المشروع. وقرر الجيش الأمريكي التركيز على اتجاهات أخرى في السيطرة على الصواريخ، ربما بعد نجاح الألمان عام 1943 في توجيه الصواريخ باستخدام موجات الراديو من الطائرات الأم.

لكن الجيش الأميركي منفصل، والبحرية الأميركية منفصلة، ​​ولا يقبل أحدهما دائماً قرارات الآخر. وبعد أربع سنوات من إلغاء المشروع الأصلي، قررت البحرية إعادة النظر في فكرة الملاحة باستخدام الحمام، وأُعطي المشروع حياة جديدة تحت اسم 'Orcon' - Organic Control.

الالكترونيات قتلت الحمام

تم تدريب حمام أوركون على جهاز محاكاة متقن يحاكي صاروخًا حقيقيًا، مع شاشة تُعرض عليها صور ملونة للسفن المستهدفة. تم ربط قطب كهربائي معدني بمنقار الحمام، وكانت الشاشة الزجاجية توصل الكهرباء ويمكنها تتبع موقع النقرات. يقوم نظام التحكم بتغيير مسار الصاروخ حسب النقرات، وتستقبل الحمامة الحيوانات المنوية، وبعد ثوانٍ قليلة كان من المفترض أن تنفجر معها على متن السفينة المستهدفة. وأثبتت التجارب المتكررة أن الحمام كان قادراً بالتأكيد على توجيه الصواريخ، على الرغم من أن السحب والأمواج والصور الظلية قد تجعل من الصعب عليهم تحديد الهدف.

وعلى الرغم من نجاح مشروع أوركون، إلا أنه تم إغلاقه في عام 1953، عندما بدأت أنظمة التحكم والقيادة الإلكترونية تثبت نفسها في مجال التوجيه الصاروخي. كتذكار للحنين إلى نقر الحمام، فقد ترك بقايا تكنولوجية مهمة على شكل شاشة زجاجية موصلة للكهرباء، والتي أصبحت فكرة دائمة في غرف الحرب في السفن الحربية الأمريكية لسنوات عديدة.

إذا نظرنا إلى الوراء، فمن الواضح أن الجيش الأمريكي تصرف بحكمة عندما قرر التركيز على الأنظمة الإلكترونية، لأنه منذ ذلك الحين وحتى اليوم لم يتم العثور على أنظمة قادرة على توجيه الصواريخ بنفس المستوى من الكفاءة والسرعة والموثوقية. وصلت الإلكترونيات إلى ذروة قدرتها (الحالية) في حرب الخليج الثانية.

إذا كانت الحرب العالمية الثانية من أولى الحروب الجوية، فإن حرب الخليج الثانية كانت من أولى حروب المعلومات. وتم نقل المعلومات الاستخباراتية حول الأهداف المشبوهة على الفور إلى الطائرات في سماء العراق، التي أطلقت صواريخ يمكن أن تصيب الهدف بدقة بضعة أمتار. وبهذه الطريقة لم يكن هناك أي خطر على حياة الجنود الأمريكيين، وتم تحييد العديد من الأهداف دون أي خطر على الحياة. لكن هذه الدقة لها ثمن، وهي تأتي في تكلفة إنتاج الأنظمة الإلكترونية المتطورة والحساسة الموجودة في الجزء العلوي من الصاروخ. وكمثال على ذلك يبلغ سعر إنتاج صاروخ أرو المصمم لاعتراض الصواريخ الباليستية نحو ثلاثة ملايين دولار للصاروخ الواحد. ربما تستفيد صناعة الطيران بشكل جيد من إنتاج السهم، لكن من المحتمل أن المستثمرين كانوا يفضلون الحلول الأرخص.

روبوت بعقل بيولوجي

اليوم، عندما ترتفع أسعار الصواريخ المحلية بشكل كبير، بدأ بعض المهندسين - الشباب والمتحمسين والمجانين - في العودة إلى الفكرة الأصلية المتمثلة في الجمع بين علم الأحياء والتكنولوجيا. وفي هذا المجال، جاء أحد الإنجازات الأكثر إثارة للاهتمام على وجه التحديد في شكل روبوت صغير بدماغ بيولوجي.

ويتم إنتاج الروبوتات من هذا النوع في عدة مختبرات حول العالم، وخاصة في مختبرات كيفن وارويك من جامعة ريدينغ في إنجلترا وستيف بوتر من معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا. وتم عرض الروبوت لأول مرة قبل عام، وهو مزود بنظام تحكم يتكون من ثلاثمائة ألف خلية عصبية للفئران. تنمو الخلايا في طبق بتري في حاضنة وتشكل شبكة عصبية واسعة مع بعضها البعض وبها ثمانين قطبًا كهربائيًا تقع في أسفل الطبق.

عندما يتحرك الروبوت عبر الغرفة، فإن أجهزة الاستشعار التي تعمل بمثابة عيونه قادرة على اكتشاف العوائق أمامه، ونقل المعلومات على شكل تيار كهربائي إلى الأقطاب الكهربائية التالية المتصلة بشبكة الخلايا. تنقل الأقطاب الكهربائية رسائل كهربائية إلى الخلايا، والتي تعالجها في الشبكة العصبية، وتستجيب بإطلاق رسائلها الكهربائية الخاصة. يتم استقبال هذه الرسائل بواسطة الأقطاب الكهربائية، والتي تحولها إلى إشارة كهربائية يتم إرسالها إلى الروبوت عبر بروتوكول البلوتوث، والتي تملي بشكل تعسفي ما إذا كان يجب أن يتحرك إلى اليمين أو إلى اليسار.

في الآونة الأخيرة، تمكن الباحثون في هذا المجال من "ترويض" بعض مزارع الأنسجة العصبية، وأظهروا أنهم قادرون على جعل الأنسجة العصبية تتفاعل بشكل متوقع مع نفس المحفز، لعدة ساعات. من المحتمل أنه مع تقدم المجال، ستكون الشبكة العصبية قادرة على معالجة معلومات أكثر تعقيدًا وإرجاع التعليمات الصحيحة - يمينًا ويسارًا وأعلى وأسفل. عندما نصل إلى هذا الوضع، ستغلق الدائرة: سيتم استبدال حمامة الأربعينيات بالخلايا العصبية الموجودة داخل الصاروخ.

تم نشر المقال الأصلي على مدونة روي سيزانا