افرادی که آپاندیس دارند نسبت به کسانی که این اندام را ندارند بیشتر احتمال دارد تا از عفونت های شدید روده ای بهبود یابند. به این ترتیب آپاندیس می تواند نقشی حیات بخش را برای ما ایفا کند.
به عقیده دانشمندی که این نظریه را مطرح کرده آپاندیس به مثابه یک ذخیره طبیعی برای باکتری های مفید عمل می کند. وقتی ما دچار یک عفونت روده ای شدید مثل وبا می شویم روده مان از باکتری های مفید خالی می شود. آپاندیس در این شرایط کمک می کند تا این باکتری ها به روده مان بازگردند.
بیل پارکر دانشمندی که این نظریه را مطرح کرده و تاکنون مطالعات مهمی از سوی او در زمینه های مختلف پزشکی انجام شده عقیده دارد آپاندیس پناهنگاهی برای دوستان ما یعنی باکتری های مفید است.
پارکر دانشمندی است که به جای این که در مدرسه پزشکی و محیط های دانشگاهی بنشیند ترجیح می دهد برای آزمایشاتش موش بگیرد.
احتمالاً شما هم شنیده اید که آپاندیس ردپا و از بقایای گذشته باستانی ما است. پارکر هم این نظریه را شنیده ولی فراتر از آن می رود. او عقیده دارد آپاندیس باکتری های مفید را پرورش می دهد حتی درصورتی که مغز ما به طور ناخود آگاه بگوید آنها را بکش. البته آزمون نظریه پارکر کار مشکلی است.
برای آزمایش نظریه او لازم است سرنوشت افراد بدون آپاندیس را بعد از این که به طور واقعی با عاملی بیماری زا آلوده شده اند با افراد دارای آپاندیسی مقایسه کنیم که به این بیماری ها آلوده شده اند. این کار هم گفتنش آسان است. چراکه حتی دانشجویان پزشکی هم برای این که در معرض یک دوز وبا قرار بگیرند پیش قدم نمی شوند. موش های آزمایشگاهی را هم نمی توان مورد آزمایش قرار داد چون آپاندیس ندارند. به این ترتیب یک راه حل پیش رو قرار دارد. دانشمندان می توانند سرنوشت افرادی که از عفونت های روده ای رنج می برند و آپاندیس دارند را با آنهایی که از همان عفونت های روده ای رنج می برند و آپاندیس ندارند مقایسه کنند.
به عبارت دیگر می توانند از فرصت یک آزمایش طبیعی وحشتناک که در نتیجه شیوع بیماری های انسانی به وجود آمده سود ببرند. بهترین مکان ها برای انجام چنین مطالعه ای کشورهای درحال توسعه ای هستند که وبا و بیماری های مشابه در آنها شایع است. اما مشکل اینجا است که این مناطق از لحاظ ثبت وقایع پزشکی در بدترین وضعیت قرار دارند.
جیمی گراندل رییس بخش مطالعه معده و روده بیمارستان دانشگاهی وینتروپ آمریکا با کمک همکارانش این مشکل را حل کرده اند. به این ترتیب که آنها بیماران مبتلا به کلوستریدیوم دیفیسیل یا سی دیف که یک عامل بیماری زای مرگبار است و باید با استفاده از مصرف طولانی مدت آنتی بیوتیک ها معالجه شود را مورد مطالعه قرار دادند.
جیمز گراندل و گروهش 254 بیمار را در این بیمارستان دانشگاهی پیدا کردند که از ویژگی های لازم برای این مطالعه برخوردار بودند. سپس گروه تحقیقاتی توجه خود را به بیمارانی که آپاندیس داشتند معطوف کرد.
با انجام مطالعه دو نکته مشخص شد. اول این که صرف نظر از هر عامل دیگری احتمال عود بیماری سی دیف در بیماران پیرتر از 60 سال بیشتر از افراد جوان تر بود.
اما دستاورد دیگر این مطالعه بزرگ تر بود. آن هم این که احتمال عود بیماری کلسترودیدیوم در افراد بدون آپاندیس چهار برابر بیشتر از افرادی است که آپاندیس دارند و این تأییدی بر نظریه پارکر است. به این ترتیب مطالعه نشان داد میزان عود بیماری در افرادی با آپاندیس دست نخورده به 11 درصد موارد می رسد. این در حالی است که میزان عود بیماری در افراد بدون آپاندیس 48 درصد موارد را شامل می شود.
البته دانشمندان می گویند همچنان مطالعات بیشتری مورد نیاز است تا نظریه پارکر تأیید شود. به این ترتیب به نظر می رسد در بدن ما اندامی وجود دارد که می تواند به بقای باکتری های مفید بدنمان کمک کند. این باکتری ها به تداوم حیات در ما یاری می رسانند و درصورتی که آپاندیس نداشته باشیم در معرض خطر فزاینده عود بیماری عفونت روده ای و حتی مرگ قرار می گیریم. منتها به هرحال اگر آپاندیسمان دچار مشکل شود اولین چیزی که باید جست و جو کنیم مراقبت پزشکی است.
مطالعات نشان می دهد بعضی از موارد آپاندیس و نه اکثر آنها با استفاده از آنتی بیوتیک ها رفع و رجوع می شود. اما این یافته هنوز سرفصل تحقیقات است و محققان درباره مراحل بعدی زندگی افرادی که آپاندیسشان با آنتی بیوتیک معالجه می شود چیز زیادی نمی دانند.
نام نوعی کشتی (معنی اصلی آن گل بهار است) The Mayflower was the name of the ship in which the 102 Pilgrims sailed from England to what is now Massachusetts, on the northeastern coast of the USA. The Pilgrims landed on December 11, 1620
minivan
وانت کوچک A minivan is a small van
motorcycle
موتورسیکلت A motorcycle has two wheels and can go fassssttttttt
oar
پارو An oar is used to row a boat
paddle
پاروی کوچک A paddle is an oar for rowing a small boat
plane
هواپیما Planes are machines that fly in the sky. People ride in them
porthole
دریچه کشتی A porthole is a window in a ship
propeller
پروانه کشتی، هواپیما و غیره A propeller is a device with blades that is turned by an engine; it makes boats (and some airplanes) move
prow
دماغه کشتی، عرشه کشتی The prow is front part of a ship
railroad tracks
خط آهن Trains run along railroad tracks
ride
سواری When you take a ride, you travel on something else, like a bicycle, a horse, or other means of transportation
rocket
موشک A rocket is a machine that propels itself into space
rowboat
قایق پارویی A rowboat is a small boat that is propelled by oars that a person moves
sail
بادبان A sail is a large piece of strong fabric that catches the wind and propels a boat or sailboard through the water
sailboat
قایق بادبانی A sailboat is a boat that has sails and is powered by the wind
school bus
اتوبوس مدرسه A school bus carries children to and from school
ship
کشتی A ship is a very large boat
steamshovel
ماشین خاک برداری A steamshovel is a machine that digs large holes and can move dirt
submarine
زیردریایی A submarine is a vessel that can travel underwater and carry people
tail
دم هواپیما The tail is the rear section of an airpane
tanker
کامیون نفت کش (حمل مایعات)، تانکر A tanker is a truck that carries liquids, like milk or gasoline
taxi
تاکسی People pay a taxi driver to drive them places
tire
لاستیک چرخ A tire is an air-filled covering for a wheel. Cars, bicycles, and many other vehicles use tires
tow truck
ماشین یدک کش A tow truck is a strong truck that can pull cars and other trucks when they cannot move
tracks
خط آهن Trains run along railroad tracks
tractor
تراکتور A tractor is a powerful vehicle that can pull a plow or other farm tools
traffic light
چراغ راهنمایی A traffic light directs traffic safely. Green means go, yellow means prepare to stop, and red means stop
train
قطار A train has an engine that pulls railroad cars along a track
truck
کامیون A truck is a vehicle that can carry big loads
trunk
صندوق عقب The trunk is the large compartment in the back part of a car
tugboat
قایق یدک کش A tugboat is a sturdy boat that guides large boats in and out of harbors
unicycle
یک چرخ A unicycle is a vehicle with one wheel that is moved by pedals
van
خودروی بارکش یا مسافری کوچک، وانت A van is a truck used to haul people and things from one place to another
vehicle
وسیله نقلیه A vehicle moves people and things from one place to another
wagon
ارابه You can pull things in a wagon
wheel
چرخ A wheel is a circular object that rotates around its center
wheelbarrow
فرقان، چرخ دستی A wheelbarrow is a small cart with one wheel and two handles
wheelchair
صندلی چرخدار، ویلچر A wheelchair is a chair on wheels that handicapped people can use to get around
yacht
کشتی کوچک تفریحی A yacht is a very nice small ship
zeppelin
بالن، کشتی هوایی A zeppelin is a metal-framed, motorized balloon-like airship that floats in the sky
به کار بستن برنامه ای منسجم با هدف ایجاد مهارت های شخصیتی، احساسی و اجتماعی در دانش آموزان، بهبود قابل ملاحظه ای را در کیفیت کلی آموزش و پرورش به همراه دارد.
این نتیجه مطالعه ای است که بر روی تعدادی از دانش آموزان مدارس هاوایی انجام شده. محققان از این مطالعه نتیجه گرفتند که انجام فعالیت های سازمان یافته برای ساختن شخصیت دانش آموزان، بیش از قوانین سنتی تر یا سیاستگذاری های موجود در زمینه کنترل یا مجازات مشکلات رفتاری سودمند است. در این مطالعه تنها حدود یک ساعت در هفته از وقت آموزش و پرورش سنتی به برنامه ایجاد مهارت های شخصیتی، احساسی و اجتماعی در کودکان اختصاص یافت.
تحقیقات قبلی نشان داده بود با اجرای چنین برنامه هایی شاهد تعداد کمتری از موارد معلق از تحصیل خواهیم بود. تعداد غیبت های کمتر، روخوانی بهتر و کسب نمره های بالاتر در آزمون های استاندارد ریاضی از نتایج مثبت دیگر اجرای چنین برنامه هایی اعلام شده است.
این مطالعه هم حاکی از این است که 21 درصد معلمان باور دارند اجرای چنین برنامه ای کیفیت کلی مدارس را بهبود می بخشد. این تحقیق در مدارسی با تنوع نژادی و مذهبی انجام گرفت و نیمی از افراد مورد آزمون از برنامه استفاده می کردند و نیمی دیگر نه.
به عقیده برایان فلی استاد مدرسه علوم سلامت رفتاری و اجتماعی، مهارت های بهبود یافته شخصیتی و اجتماعی زمان بیشتری را در اختیار معلمان قرار می دهد تا تعلیم دهند و به دانش آموزان نیز زمان و انگیزه بیشتری برای آموختن می دهد. وی می گوید:«دستاورد ما از این مطالعه این بوده که با تمرکز بیشتر بر روی شخصیت بچه ها در کلاس، واقعاً می توانیم بعضی از نگرانی ها را در مدارسمان رفع کنیم.»
به گفته فلی مفاهیمی که در این برنامه گنجانده شده مفاهیم جدیدی نیستند. بلکه همان هایی هستند که همیشه در خانواده ها، اماکن مذهبی و در قالب گروه های اجتماعی مورد بحث قرار گرفته اند. وی می گوید:«به عنوان مثال گنجاندن یک درس در پایه سوم می تواند به بچه ها کمک کند بفهمند افراد دیگر چه احساسی دارند و همدردی کردن را بیاموزند. این مفهوم ممکن است ساده به نظر برسد. اما کارکرد آموزشی مهمی دارد.» در این تحقیق کیفیت مدرسه به داشتن محیط امن، مشارکت و رضایت افراد، حمایت از دانش آموزان، بهبود مستمر یادگیری مبتنی بر استانداردها و مواردی دیگر تعریف می شود.
محققان دست اندرکار این مطالعه می گویند سیاستگذاری هایی که در گذشته برای محدود کردن استفاده از مواد مخدر، انجام رفتار خشن و مشکلات دیگر در دانش آموزان انجام شده بود نتایج محدودی داشته است. بخشی از دلایل شکست این سیاستگذاری ها به مسایل اساسی مثل احساس دانش آموز درباره خودش و دلبستگی های اجتماعی مربوط بوده.
رویکرد جدید این مطالعه چیزی است که آن را احساس اجتماعی و توسعه شخصیت می نامند.
خودمفهومی، کنش های جسمی و فکری، مدیریت مسئولانه در قبال خود و دیگران، صادق و مورد اعتماد بودن و خودبهبودی از سرفصل های دروس این برنامه بوده است.
محققان نتیجه می گیرند برای بهبود کیفیت آموزش مدارس لازم است چنین برنامه هایی مورد توجه قرار گیرد و بودجه ای برای آن اختصاص یابد.
انسان ها خیلی خوب راه می روند. اما بیش از آن که خوب راه بروند راه رفتنشان مؤثر است. یک دلیل این مؤثر بودن ایستاده راه رفتن آنها است. ما انسان ها در صورتی که با سرعت مطلوب حرکت کنیم کالری کمتری می سوزانیم و در نتیجه کاری مقرون به صرفه انجام می دهیم. اما درصورتی که سرعتمان کم و زیاد شود کالری بیشتری می سوزانیم.
همچنین ممکن است به همان خوبی که راه می رویم خوب هم بدویم. ما در میان پستانداران قامت متوسطی داریم. اما پاهای بلندمان اجازه می دهد که در زمینه دویدن در رده کارامدترین پستانداران قرار بگیریم. به طوری که جزو بهترین دوندگان مسافت های طولانی بر روی سیاره هستیم و از این نظر می توانیم به خود ببالیم. در زمینه پیاده روی با سرعت متوسط یعنی سرعت تقریباً پنج کیلومتر در ساعت هم کارامدترین موجودات هستیم.
به این ترتیب ما خوب راه می رویم یا دست کم به گونه ای مقرون به صرفه راه می رویم. اما پرسش اینجا است که چه چیزی موجب این کارایی شده و چطور است که در پیاده روی با سرعتی بخصوص کالری کمتری می سوزانیم؟ پاسخی که تاکنون به این پرسش داده شده این است که در پیاده روی با سرعت متوسط ،ماهیچه ها هم در کارامدترین وضعیت قرار دارند. کالری های سوزانده شده در طول زمان نتیجه میزان کلی سوخت و ساز در همه ماهیچه هایی است که تولید حرکت می کنند. بنابراین وقتی در پیاده روی با سرعت متوسط سوخت و ساز بدنمان به حداقل می رسد یعنی به کارامدترین وضعیت می رسیم، به این معنی که سوخت و ساز ماهیچه های خاصی در بدن ما در این شرایط به حداقل می رسد.
به این ترتیب وقتی با سرعتی خاص پیاده روی می کنید، کالری کمتری می سوزانید و خیلی سخت هم کار نمی کنید، عضله هایتان هم لزوماً نباید خیلی سخت کار کنند. این برداشتی است که تاکنون در زمینه راه رفتن یک انسان وجود داشته. اما یک مطالعه نشان داده این نظریه ممکن است اشتباه باشد.
پرسشی که محققان در این مطالعه به دنبال پاسخ آن بودند این بود که آیا وقتی سرعت های دویدن و راه رفتنمان در مقرون به صرفه ترین شرایط است کارامدی عضلات پاها و پشت ما هم به حداکثر خود می رسد؟
مؤلفان مطالعه برای پاسخ دادن به این پرسش 17 مرد را برگزیدند. آنها زنان را در این مطالعه شرکت ندادند چراکه گام ها و کارامدی های حرکتی زنان با مردان بسیار متفاوت است و تحقیق جداگانه ای می طلبد.
سپس افراد مورد آزمایش عادت استفاده از تردمیل را پیدا کردند و محققان با الکترومیوگرافی که روشی برای اندازه گیری فعالیت الکتریکی عضله های اسکلتی است به بررسی آنها پرداختند. با این روش به طور مستقیم نمی توان بهره وری انرژی هر عضله را فهمید، اما امکان مشاهده تفاوت ها در فعالیت الکتریکی آنها وجود دارد. به این ترتیب با مقایسه این تفاوت ها می توان دریافت که یک عضله چه مقدار انرژی را مورد استفاده قرار می دهد. فعالیت الکتریکی پایین تر به معنی فعالیت کمتر آن ماهیچه خاص است و این را می توان به سوخت و ساز آن عضله مربوط دانست.
افراد مورد آزمایش روی تردمیل در راحت ترین وضعیت یعنی پنج کیلومتر در ساعت گام برداشتند و با گام های متفاوت دویدند. آنها از دویدن تفریحی شش کیلومتر در ساعت هم شروع کردند و سرعتشان را افزایش دادند. محققان به فعالیت عضلانی افراد نگاه کردند تا بفهمند یک عضله در هر گام چقدر بهره وری و کارایی دارد. آنها به این ترتیب نموداری برای کارایی 13 عضله را رسم کردند.
با این مطالعه مشخص شد که متغیرهای گسترده ای در کاری مثل دویدن دخالت دارد و با این که بیشتر عضله ها مؤثرترین و بهره ورترین شرایط خود را در هنگام پیاده روی با سرعت متوسط داشتند ولی همه آنها چنین نبودند. نتیجه این مطالعه با نظریه هایی که براساس آنها همه عضله ها بیشترین بهره وری و کارایی را در هنگام راه رفتن با سرعت متوسط دارند در تضاد است.
محققان در پاسخ به چرایی این وضعیت می گویند برای خود انسان بهتر است از طیف گسترده ای از کارایی های عضلانی حرکتی برخوردار باشد. ما نیاز داریم شتاب بگیریم، بپریم و حتی لگد بزنیم. همه این ها هم به کار عضلات ما بستگی دارد.
مؤلفان مطالعه از این نظر ما را با اسب ها مقایسه می کنند. اسب ها کارایی شگفت آوری در راه رفتن مطلوبشان یعنی راه رفتن سریع و یورتمه رفتن با سرعت متوسط دارند. به این ترتیب آنها هم در مقایسه با ما متخصص برداشتن گام های ویژه ای هستند. اما داشتن کارایی اندک در بعضی از عضله ها برای راه رفتن با سرعت مطلوب هم ممکن است به ما انعطاف پذیری بیشتری بدهد. در نهایت درمجموع ما با داشتن کارایی بیشتر در گام برداشتنمان در همه سرعت ها نسبت به یک اسب کارامدتریم.
برای وقوع زمستان های سردی که اخیراً در نیمکره شمالی تجربه می شود توضیحی قانع کننده ارایه شده است و آن این که افزایش دما و ذوب یخ ها در مناطق قطبی موجب می شود در عرض های جغرافیایی پایین تر برف بیشتری ببارد.
این می تواند دلیل وقوع حوادث آب و هوایی بخصوصی مثل زمستان های سخت در برخی مناطق آمریکا باشد که مدتی پیش رخ داد و با کشتار دسته ای از موجودات گرمسیری پایان یافت و یا دلیل بارش برف زیاد در همین زمان در بریتانیا باشد که آشفتگی های زیادی در این کشور ایجاد کرد. روند سرد شدن زمستان ها در شرق ایالات متحده، جنوب کانادا و بیشتر اوراسیای شمالی مشاهده می شود که آن را به طور کامل نمی توان با تغییرپذیری طبیعی سیستم های آب و هوایی توضیح داد.
دانشمندان روند فزاینده سرما در زمستان ها، در طول دو دهه گذشته را با گرم تر شدن هوا در تابستان و به دنبال آن در پاییز توضیح می دهند. این تغییر دما اثر مشخصی بر الگوهای عادی آب و هوایی به جا می گذارد و موجب می شود دما در زمستان های پیش رو کاهش یابد.
روند گرم شدن شدید هوا در قطب شمال و در طول ماه های تابستان، در پاییز هم ادامه یافته. این گرما میزان ذوب یخ دریا را افزایش داده است.
بدین ترتیب گرم تر شدن هوا همراه با ذوب یخ دریا به جو قطب شمال اجازه می دهد تا رطوبت بیشتری را نگه دارد و احتمال بارش به صورت برف را در دماهای انجماد، در مناطق جنوبی تر مثل اوراسیا افزایش دهد. درحقیقت میزان پوشش برف در طول دهه گذشته در اوراسیا افزایش یافته است.
افزایش پوشش برف اثر پیچیده ای بر نوسانات آب و هوایی قطب شمال دارد. الگوی فشار جوی در عرض های جغرافیایی میانه به بالا، باعث می شود این منطقه در فاز منفی باقی بماند.
در فاز منفی، فشار بالا در بالای منطقه قطب شمال مستقر می شود و هوای سردتر را به مناطق با عرض جغرافیایی میانه، مثل ایالات متحده و شمال کانادا هل می دهد و در نتیجه زمستان های سردتری در این مناطق مشاهده می شود.
دانشمندان می گویند شکی وجود ندارد که جهان در حال گرم تر شدن است و این به معنی مشاهده دماهای گرم تر در همه فصول و در همه مکان ها خواهد بود. به هرصورت، روند روبه افزایش پوشش برف به خنک شدن مناطقی انجامیده و دلیلی وجود ندارد که این روند در آینده نزدیک ادامه نیابد. همچنین اگر وضعیت هوا به گونه ای باشد که پاییز خیلی گرم تر شود، بارشی که در حال حاضر به صورت برف می بینیم با باران جایگزین خواهد شد و سرمای زمستان را حذف خواهد کرد.
پس از سال ها که روبات های اجتماعی تنها در داستان های تخیلی موجودیت داشتند، حالا واقعاً طراحی و ساخت این دست از روبات ها در دستور کار قرار گفته. هدف این است که رفتار روبات ها از روی رفتار انسان ها و هرچه نزدیک تر به آنها شبیه سازی شود. شبیه سازی نیز براین اساس صورت می گیرد که چگونه آدم ها احساساتشان را بیان می کنند، ارتباط برقرار می کنند، چیزی یاد می گیرند و کاری انجام می دهند. از روبات های شبیه سازی شده می توان برای انجام مشاغلی مثل آموزش رفتار اجتماعی به بچه های مبتلا به اوتیسم یا کمک به بیماران دچار سکته مغزی برای توان بخشی فیزیکی بهره جست.
اما از نظر ما چه چیزی یک روبات را اجتماعی و جذاب می کند؟ آیا لازم است درست مثل یک انسان راه برود و صحبت کند؟ آیا باید از بعد احساسی هم رفتارش بامعنی و رسا باشد؟ آیا شخصیت روبات اهمیت دارد؟ برای این که روبات و انسان خیلی خوب با هم کنار بیایند و با هم کار کنند چه تمهیداتی لازم است؟
در مسیر ساخت روبات های اجتماعی چالش های زیادی پیش روی انسان قرار دارد که یکی از بزرگ ترین آنها ساخت روبات هایی منطبق با نیازها و انتظارات ذهن انسان است. به عقیده پرفسور ماجا ماتاریک، استاد دانشگاه کالیفرنیای جنوبی نحوه برقراری ارتباط ما با ماشین هایی با اشکال فیزیکی باکیفیت تر و باروح تر با نوع تعاملمان با یک رایانه، تلفن همراه یا دیگر ابزارهای هوشمند متفاوت است. لازم است این تفاوت ها را درک کنیم تا بدانیم چگونه از این تفاوت به عنوان اهرمی قدرتمند بهره ببریم.
یادگیری زبان در روبات با مغز ساده شده گروهی از دانشمندان که سال ها است درحال تحقیق درباره روبات های انسان نما هستند روباتی را عرضه کرده اند که می تواند آن چه به آن گفته می شود را درک کند و پایان یک جمله را پیش بینی کند. این پیشرفت با ایجاد یک مغز مصنوعی ساده که انواع مشخصی از اتصالات مشاهده شده در مغز انسان را بازتولید می کند به دست آمده. سیستم مغز مصنوعی به روبات توانایی یادگیری و سپس درک جملات جدید حاوی ساختار جدید دستور زبانی را می دهد. درنتیجه روبات می تواند دو جمله را نیز با هم پیوند دهد و پایان جمله را پیش بینی کند.
ماتاریک به دنبال ساخت و توسعه روبات های اجتماعی است که قابلیت به کارگیری در انواع نقش های درمانی را دارند. به گفته ماتاریک نکته کلیدی در طراحی موفق روبات های اجتماعی تنها این نیست که آنها چگونه ارتباط کلامی برقرار می کنند، بلکه در برقراری ارتباط از لحاظ جسمی و از طریق حالات چهره و زبان بدن هم هست. همچنین تعریف و تعبیه شخصیت حقیقی برای آنها هم اهمیت دارد. وی می گوید:«ما فهمیدیم که وقتی شخصیت روبات را با شخصیت کاربر تطبیق می دهیم، افراد بیمار تمرینات بازتوانی خود را در مدت طولانی تری انجام می دهند و گزارش شده که از این کار بیشتر لذت می برند.»
نکته کلیدی دیگر تطبیق ظاهر یک روبات با انتظار ما از توانایی های آن است. گروهی از محققان اخیراً پیشرفتی در جهت تطبیق بیشتر روبات ها با ظاهر و حرکات انسان به دست آوردند و به آن نام «عمل سیستم ادراک» دادند. آنها با استفاده از اسکن مغز، تأثیر متفاوت روبات های انسان مانند با روبات هایی با شباهت کمتر به انسان را به خوبی در مغز مشاهده کردند. این محققان نتیجه گرفتند انسان ها به روبات هایی که شباهت کمتری به خودشان دارند خیلی خوب پاسخ نمی دهند. آنها می گویند ساخت روبات هایی که شباهت زیادی به انسان دارند ممکن است هدف تلقی شود اما واقعیت این است که شباهت ظاهری به تنهایی کار نمی کند و شباهت اعمالی که روبات ها انجام می دهند با رفتار انسان ها هم به همان اندازه مهم است.
به این ترتیب یک روبات اجتماعی به آموختن رفتارهای اجتماعی هم نیازمند است. آندرآ توماز استادیار مؤسسه جورجیا و مدیر آزمایشگاه ماشین های هوشمند اجتماعی با کمک همکارانش روباتی طراحی کرده است که با همان روشی که انسانی از انسانی دیگر می آموزد، او هم از انسان یاد می گیرد. وی می گوید: «ما در آزمایشگاه می بینیم هوش اجتماعی بشر از چهار بخش کلیدی تشکیل شده که عبارتند از توانایی برای آموختن از افراد دیگر، قابلیت همکاری با افراد دیگر، توانایی اعمال هوش هیجانی و توانایی برای درک و پاسخ به نیت های شخصی دیگر. ما می کوشیم این ابعاد را در روبات هایمان پیاده کنیم.»
فتوسنتز یکی از مهم ترین فرایندهای زیستی بر روی زمین است. فتوسنتز به سیستم های زیستی اجازه می دهد تا انرژی را از خورشید بگیرند و از آن برای تولید غذا و سوخت استفاده کنند. اما می توان میزان بهره وری این فرایند زیستی را بیشتر کرد و به دنبال آن بازدهی بسیاری از محصولات کشاورزی را به میزان قابل توجهی افزایش داد.
محققانی که تحقیقاتشان بر زیست شناسی مصنوعی متمرکز شده در تلاشند برگی مصنوعی تولید کنند که قادر است انرژی خورشید را به سوخت مایع تبدیل کند.
آنها می گویند که خورشید انرژی اش را به صورت رایگان و آزاد در اختیار ما قرار می دهد اما استفاده از آن مشکل است. ما می توانیم از صفحات خورشیدی استفاده کنیم تا برق تولید کنیم. این درحالی است که ذخیره این انرژی متناوب و مشکل است. برای همین آنها درتلاشند انرژی خورشید را به گونه ای به دست آورند که در مواقعی که بیشتر مورد نیاز است بتوانند از آن استفاده کنند.
به این ترتیب امیدوارند از واکنشی شیمیایی مشابه فتوسنتز استفاده کنند منتها در یک سیستم مصنوعی.
گیاهان انرژی خورشید را می گیرند و متمرکز می کنند و از آن برای تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن بهره می برند. اکسیژن آزاد می شود و هیدروژن به سوخت قفل می شود.
هدف این است که این روند در حوزه زیست شناسی مصنوعی هم تکرار شود و سیستم شیمیایی قوی و مشابه فتوسنتز طبیعی به وجود آورده شود.
این سیستم مصنوعی می تواند سیستم طبیعی را هم برای استفاده بهتر از انرژی خورشید بهبود بخشد. با هدایت فتوسنتز به سطح واکنش های اولیه، سطوح بسیار بالاتری از تبدیل انرژی ممکن می شود.
درنهایت میزان بیشتری از دی اکسیدکربن هم که در نتیجه سوزاندن سوخت های فسیلی ایجاد می شود از جو گرفته می شود.
نحوه ایجاد واکنشی مانند فتوسنتز
پتانسیل فتوسنتز با تمرکز بر آنزیمی به نام RuBisCO (ریبولوز-1، بیوفسفات کربوکسیلاز اکسیژناز5) افزایش می یابد. این آنزیم یک آنزیم کلیدی در فتوسنتز است که به گیاهان اجازه می دهد دی اکسید کربن جو را برای ایجاد مولکلول های غنی از انرژی، مثل قندهای ساده مورد استفاده قرار دهند.
هدف این است که بهره برداری مؤثرتری از RuBisCO انجام گیرد و جلبک ممکن است روزی پاسخ لازم را فراهم کند. با ترکیب فتوسنتز جلبکی و گیاهی به منظور بهبود بهره وری فتوسنتزی، ما شاهد افزایشی در میزان تولیدات کشاورزی خواهیم بود.
درواقع بعضی از گیاهان سازوکارهایی را به وجود آورده اند که به مانند توربوشارژرهای زیستی عمل می کند و دی اکسید کربن را برای فتوسنتز مطلوب به دور آنزیم متمرکز می کنند. این امر رشد و تولید را افزایش می دهد. فهم عمیق تر توربوشارژرهای زیستی ممکن است روزی به کار افزایش بازده محصولات بیاید.
راهی دیگر برای جلوگیری از هدر رفتن نور خورشید
یک راه دیگر هم برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی خورشید در نظر گرفته می شود. سیانوباکتری ها (باکتری هایی که انرژی شان را از فتوسنتز می گیرند) می توانند انرژی به مراتب بیشتری از آن چه مصرف می کنند را جذب کنند.
شاید بتوان از این انرژی اضافی با انتقال آن به یک سلول تولید سوخت استفاده کرد.
روبات های امروزی پرواز می کنند، می جهند، می چرخند و … . با این حال لازم است مثل هر وسیله ای که انرژی اش به پایان می رسد سوخت گیری کنند یا شارژ مجدد شوند. در این شرایط نسل جدیدی از روبات ها در حال مطالعه هستند که ممکن است با تغذیه از حشرات مرده، مواد گیاهی فاسد شده و یا حتی ضایعات انسانی تقریباً برای همیشه با اتکا بر خود به فعالیتشان ادامه دهند.
چند آزمایشگاه از پیشگامان این عرصه محسوب می شوند و چشم اندازی از آینده پیش روی انسان گشوده اند که براساس آن روبات ها می توانند خودشان را به موجودات زنده جهان طبیعت متصل کنند. حتی سازمان فضایی ناسا به تأمین انرژی روبات های فضایی با استفاده از میکروب ها علاقه نشان داده است. یک آزمایشگاه در بریتانیا هم از 10 سال پیش تاکنون در تلاش است اکوبات های کوچکی درست کند که انرژی شان را از سلول های سوختی میکروبی می گیرند. (سلول سوختی میکروبی، یک سیستم الکتروشیمیایی- زیستی است که با استفاده از باکتری به طور مستقیم مواد آلی را به برق تبدیل می کند.)
به این ترتیب انسان روزی ممکن است زباله ها و فضولات خود را به برق مفید برای رادیوها یا روبات های فضایی تبدیل کند.
در نتیجه روبات های آینده که قرار است از این سوخت های زیستی استفاده کنند می توانند سوخت کافی را تقریباً در همه جا پیدا کنند. مواد آلی نظیر برگ، خاک جنگل یا حتی فضولات انسانی در همه جای زمین وجود دارد.
اولین اکوبات ساخته محققان بریتانیا در سال 1381 ساخته شد. این روبات انرژی اش را از باکتری ای می گیرد که از قند تصفیه شده تغذیه می کند. اکوبات دو که در سال 1383 عرضه شد میکروب های لجن را به کار می گیرد تا مگس های مرده، پوست میگو و سیب های گندیده را تجزیه کند. در نهایت نیز اکوبات سه در سال 1388 ساخته شد. این روبات «هضم کننده» علاوه بر این که می تواند غذایش را تهیه کند، قادر است پس مانده هایش را نیز خالی کند تا میکروب هایی که مورد استفاده قرار می دهد به وسیله ضایعات خودشان مسموم نشوند و بدین وسیله امکان تأمین انرژی روبات به جای خود باقی می ماند.
اکوبات 3 روباتی است که آب و غذایش را از محیط جمع می کند. این روبات وظیفه ای را که برایش طراحی کرده انجام می دهد و در پایان روز از شر مواد زایدش خلاص می شود.
به این ترتیب در ابتدا محققان نشان دادند که روبات ها می توانند باکتری ها را مورد استفاده قرار دهند و سلول های سوختی میکروبی ای که انرژی شان از لجن تأمین می شود را توسعه دادند. حالا آنها در این حوزه در مسیر ساخت روبات هایی حرکت می کنند که در عین این که انرژی شان منحصراً به وسیله سلول های سوختی میکروبی (MFC) تأمین می شود وظایفشان را نیز انجام دهند. روبات ها از سلول های سوختی میکروبی استفاده می کنند تا مواد آلی را هضم و هر ماده زایدی را تخلیه کنند. به این ترتیب این روبات ها از سیستم سراسری انتقال مواد برخوردارند و هنگامی که به سمت غذا، آب یا نور می روند به شکل بیسیم درباره محیطشان گزارش می دهند.
MFC ها تا زمانی که غذا دارند به بقایشان ادامه می دهند. آنها می توانند 20 تا 30 سال باقی بمانند. مادامی که میکروب ها رشد می کنند آنها هم به کارشان ادامه می دهند.
کار گروه اکوبات از نظرها دور نمانده است. آنها در اواخر سال گذشته میلادی هم کمک مالی دریافت کرده اند تا بتوانند محدودیت های سلول های سوختی میکروبی انباشته را از سر راه بردارند. در این صورت آنها مشکلاتی نظیر مسئله مراعات اصول بهداشتی و تأمین انرژی از فضولات انسانی را هم حل می کنند و فضولات و مواد زاید انسانی به برق مفید برای رادیوها و یا ابزار دیگر تبدیل خواهد شد.
همچنین فضولات انسانی ممکن است روزی به تأمین انرژی روبات های فضایی که همراه فضانوردان به مأموریت های فضایی راه دور می روند کمک کند. روبات ها می توانند روی زمین و میان دورریزهای درحال افزایش شهرها بخزند و سال ها در فضاهای بزرگ حرکت کنند.
درحال حاضر فعالیت روبات ها به خاطر این که لازم است باتری هایشان قبل از انجام حتی فعالیت های کوتاه و محدود پی در پی شارژ شود محدود باقی مانده است. اما گروه تحقیقاتی اکوبات امیدوار است روبات های جدید هم از نظر اندازه کوچک شوند و هم با تقویت دسته ای از سلول های سوختی میکروبی انرژی قابل دسترس تری داشته باشند. هدفی که امیدوارند در اکوبات 5 محقق شود.