حفل العام 2015 منذ بدايته بالكثير من الإبداعات التي ستُغير العالم، فهو العام الذي بدأ فيه بيل غيتس بشرب مياه نظيفة كانت في الأصل مخلفات بشرية تمت تنقيتها عبر ابتكار خاص؛ ولم تتوقف الابتكارات المُذهلة منذ ذلك الحين.
نعرض لكم في هذا التقرير بعضاً من تلك الابتكارات التي جعلت من العام 2015 عاماً مميزاً على صعيد العلم والابتكار.
1- تحويل البراز إلى مياه شرب
يعيش 2.4 مليار إنسان تقريباً دون نظام صرف صحي آمن؛ ويشرب أكثر من 660 مليوناً آخرين مياه شرب من مصادر غير مُعالجة. هذا بالضبط ما عملت مؤسسة "غيتس" – المملوكة لرجل الأعمال الأميركي الشهير بيل غيتس – على مواجهته بماكينة تُحول الصرف الصحي إلى مياه صالحة للشرب وإلى كهرباء، وتراب خالٍ من ناقلات الأمراض في دقائق معدودة.
هذه الماكينة من شأنها مساعدة الدول النامية في الحصول على ماء نقي صالح للشرب ومصدر طاقة جديد.
2- الخوارزمية التي يمكنها منع HIV
To prevent the spread of HIV among the homeless, USC researchers turn to math: http://t.co/FdNH5LgDx4 pic.twitter.com/F8yKOJdcZZ
— USC (@USC) February 4, 2015
ينتقل حوالي مليوني شخص تتراوح أعمارهم بين 13 و24 عاماً للعيش في الشوارع بالولايات المتحدة الأميركية وحدها كل عام، و11% منهم مصابون بفيروس نقص المناعة المكتسبة (HIV).
لكن باحثين في جامعة كاليفورنيا الجنوبية صمَّموا خوارزمية جديدة أطلقوا عليها اسم PSINET اختصاراً، من شأنها استخدام الذكاء الاصطناعي في تحديد الشخص المناسب بين كل مجموعة من الأشخاص بلا مأوى، أو المُشردين، لتمرير المعلومات المهمة بخصوص منع انتشار فيروس نقص المناعة بين الشباب.
طوَّر العلماء خريطةً للصداقات والعلاقات الاجتماعية بين من هم بلا مأوى في مدينة لوس آنجلوس الأميركية ووجدوا الطريقة المثلى للوصول إلى أكبر عدد منهم في أقل وقت ممكن عبر قائد المجموعة الذي يساعدهم على الوصول إلى أماكن الاختبارات والمعلومات التي يحتاجونها للوقاية من المرض أثناء معيشتهم في الشوارع أو منازل الإيواء.
وبحسب الباحثين، فقد حققت التجربة نسبة وصول أكبر من حملات التوعية العادية بـ 60%.
3- تقنية جديدة للأحذية الرياضية لذوي الاحتياجات الخاصة
كتب ماثيو ولتزر المُصاب بالشلل الدماغي، في العام 2012 خطاباً إلى شركة "نايكي Nike" للأحذية والمستلزمات الرياضية يطلب فيها صناعة أحذية مخصصة لذوي الاحتياجات الخاصة يستطيعون ارتداءها وخلعها دون مساعدة من الآخرين.
وبالفعل أعلنت الشركة خطاً جديداً من الأحذية أطلقت عليه اسم Flyease يُمكن ارتداؤه وخلعه بسحَّاب بدلاً من الأربطة التقليدية بالتعاون مع ولتزر صاحب الطلب.
4- جهاز يوقف نزيف الجروح في أقل من دقيقة
جهاز XSTAT 30 الذي صنعته الشركة الناشئة RevMedX يحتوي على حقنة مملوءة بقطع أسفنجية حيوية شديدة الصغر يمكن حقنها في الجروح العميقة لتمتص الدم وتغلق الجرح في أقل من دقيقة.
تتمدد قطع الأسفنج لأكثر من 15 ضعف حجمها، ما يمكنها من الضغط على جدار الجرح ووقف تدفق الدماء، بحسب ما قاله باحث في الشركة لشبكة PBS الأميركية؛ مما سيُغير الطريقة التي كان يتم بها وقف نزيف الجروح كُلياً.
5- إنترنت الرقائق متناهية الصغر
طوَّر الباحثون القائمون على مشروع WiderNet في جامعة كاليفورنيا الشمالية الأميركية رقاقة متناهية الصغر تصل قدراتها إلى قدرات الهواتف الذكية، والحواسيب المحمولة، والأجهزة اللوحية في نقل المعلومات والمصادر التعليمية إلى مليارات البشر دون الحاجة إلى اتصال بالإنترنت.
تواصل فريق WiderNet مع العديد من وزارات التعليم والثقافة في أنحاء العالم؛ ما قد يحقق حلم "مكتبة على رقاقة صغيرة" قريباً جداً، كما بدأ في أنحاء مختلفة في الدول النامية مثل زامبيا، ويستمر الفريق في التواصل مع أمناء المكتبات، والمُعلمين، والمتطوعين لتوفير الوثائق ومصادر المعلومات لكل من يحتاجها.
6- أدوات مائدة تساعد كبار السن
ترتبط الشيخوخة في كثيرٍ من الأحيان باضطرابات حسية وإدراكية تؤدي إلى صعوبة تناول الطعام، مثل سكب الطعام، والارتباك في التعامل مع أدوات المائدة وغيرها الكثير؛ ما يدفع المصابين بالشيخوخة إلى تناول الطعام أقل مما ينبغي بسبب الإحباط من شعورهم بالعجز.
وللتغلب على هذه المشكلة، ابتكر المُصمم شاي ياو أدوات مائدة أطلق عليها Eatwell أو "كُل جيداً"، تحمل 20 خاصية مميزة تسمح للمصابين بالزهايمر وأمراض الشيخوخة بالتعامل مع أدوات المائدة دون الحاجة إلى مساعدة من غيرهم.
7- دوارات دفع بطباعة ثلاثية الأبعاد تُجمد مياه البحر لتُحولها إلى مياه شرب
لطالما كانت شركة "جنرال إليكتريك" خبيرةً في مجال تقنيات البخار لتوفير مياه الشرب، لكن العام 2015 شهد وصول هذه التقنيات إلى مرحلة النضج.
يقول بيان صحفي أصدرته الشركة، "إنه جزء من تكنولوجيا تحلية المياه التي يجري تطويرها مع وزارة الطاقة الأميركية؛ والباحثون يستخدمون توربينات البخار المُصممة بالطباعة ثلاثية الأبعاد في شكل مُنمنم لضغط خليط من الهواء، والملح، والماء وتدفُّقه من دورة تبريد فائقة من شأنها تجميد مياه البحر. وبتجميد هذا الخليط، يُفصل الملح عن الجليد بطريقة طبيعية في شكل صلب. ثم يذوب الجليد؛ ولا يتبقى لدينا إلا المياه النظيفة".
8- المصابيح المُضاءة بالنباتات
ابتكار جديد من دولة بيرو، وبالتحديد من جامعة الهندسة والتكنولوجيا هناك، للتغلب على مشكلة نقص الطاقة: مصابيح تعمل بطاقة النباتات.
فخلال عملية التمثيل الضوئي، تتحلل مخلفات النبات في التربة منتجةً إلكترونات خلال عملية الأكسدة؛ يلتقط الفريق البحثي هذه الإلكترونات من خلال أقطاب كهربائية ويُخزنها في بطاريات. يمكن لهذه العملية أن تُضيء مصابيح LED لمدة تصل إلى ساعتين.
9- مادة مبتكرة يمكن أن تمتص البترول المتسرب
طوَّر فريق بحثي أسترالي أميركي نوعاً من "ألواح النانو" يمكنه امتصاص تسرُّب البترول كالأسفنج. يتكون كل لوحٍ من رقائق لا يبلغ سمكها سوى بضعة نانومترات (واحد على المليون من المتر) تمتص ما يصل إلى 33 ضعف وزنها.
10- جهاز غسل الملابس يعيد استخدام المياه لشهور
تستهلك آلات غسل الملابس 75 لتراً من المياه لتزيل ملء ملعقة واحدة من الأوساخ. ولهذا السبب ابتكر فريق من خريجي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) نوعاً من المُرشحات يسمح لآلات غسل الملابس بإعادة استخدام 95% من المياه المستخدمة في كل دورة غسيل. يُنقي الجهاز الأوساخ من المياه ويعيد استخدام المياه النظيفة حتى 6 شهور.
11- منزل قوي التحمل وسهل الفك والتركيب للاجئين
520 @Better_Shelter units have recently been delivered to UNHCR operations in #Greece: http://t.co/kuIfscMwSC pic.twitter.com/dj1vb3AUuC
— UNHCR Innovation (@UNHCRInnovation) October 8, 2015
إنه منزلٌ متنقِّلٌ مُصمَّم خصيصاً للاجئين، يصل عمره الافتراضي إلى 3 أعوام كاملة. يمكن وضع مكوِّنات المنزل بأكملها في حزمة مستوية؛ مما يُمكِّن هيئات الإغاثة من نقلها وتركيبها بسهولة في مخيمات اللاجئين. توجد أيضاً خلية طاقة شمسية ومصباح يوفر إضاءة لساكني المنزل.
12- جهاز رخيص يُسهِّل عملية نقل دم الشخص لنفسه
في بعض البلدان النامية، حين ينزف المرضى الدم أثناء الولادة، يحاول الأطباء نقل دم المريض لنفسه بطريقة بدائية عبر جمع دمه ومعالجته طبياً نظراً إلى ارتفاع ثمن الأدوات اللازمة للطرق الحديثة في نقل الدم.
يجعل جهاز Hemafuse تلك العملية أسهل، وأقل كلفةً، وأكثر حفاظاً على الصحة؛ مما أهَّله للحصول على تمويل بقيمة 100 ألف دولار أميركي في مسابقة SXFW Eco.
13- استخدام أمواج المحيطات للطاقة
فازت المبتكرة هانا هيربست ذات الـ 15 عاماً بـ"تحدي العالم الصغير" في مسابقة "تعليم الابتكار" للعام 2015 عن الحل الذي قدَّمته لمشكلة الطاقة في الدول النامية باستخدام مروحة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، متصلة بمولِّد كهرومائي. يُحول المولِّد حركة المحيطات عبر المروحة إلى كهرباء يمكنها تشغيل آلة لتحلية المياه.
14- يد اصطناعية يمكنها أن تشعر
لا تُمكِّن معظم الأطراف الاصطناعية مستخدميها من استعادة الشعور، لكن نسخةً جديدةً من اليد الاصطناعية التي توفرها الوكالة الأميركية لمشروعات الأبحاث العسكرية المتقدمة (DARPA) تعيد لمرتدييها شعورهم باستخدام التكنولوجيا العصبية.
15- جهاز لمساعدة حديثي الولادة في التنفس
وفقاً لمنظمة الصحة العالمية، تُعد الأمراض التنفسية الحادة واحدة من الأسباب الرئيسية للوفاة بين الأطفال دون سن الخامسة. عادةً ما يحتاج الأطفال الذين لديهم مشاكل في التنفس عمليةً بسيطة تُدعى الضغط الهوائي الإيجابي المستمر، وهي عملية تتم في البلدان النامية بطريقة بسيطة لا تتطلَّب سوى أنبوب مغمور في الماء.
ولكن الأطفال الذين يعانون من ضيق التنفس الحاد يحتاجون إلى عملية تُدعى تَنَفُّسُ الضَّغْطِ الموجِبِ المُتَقَطِّع، وهي عملية لا تتم غالباً إلا بآلات مرتفعة الكلفة. وللتغلب على هذه المشكلة، ابتكر طالب بجامعة "ميشغن" الأميركية جهازاً أسماه NeoVent يستخدم آلية الوعاء المقلوب لخلق مستويين من الضغط الذي يساعد الأطفال حديثي الولادة في التنفس.
16- قالب طوب صديق للبيئة سيغير وجه الهند
تنتج أفران الهند قرابة 200 مليار قالب طوب سنوياً؛ مما يؤدي إلى زيادة تلوث الهواء وانبعاثات غازات الدفيئة. وتصرف مصانع الورق أيضاً الرماد المرجل في مقالب القمامة؛ ما يؤثر في صحة الإنسان والبيئة على حد سواء.
طوَّر طلاب بمعهد "ماساتشوستس" للتقنية (MIT) في الولايات المتحدة الأميركية طريقة تعالج المشكلتين، عبر قالب طوب جديد أسموه Eco BLACC، مصنوع من الرماد المرجل باستخدام تقنية تفعيل القلوية بدلاً من الحرق في الأفران دون استهلاك الطاقة بصورة كبيرة.
17- شرائط مطبوعة لإجراء اختبارات الأمراض المعدية في المنازل
كما طوَّر باحثون بجامعة "فلوريدا أتلانتك" الأميركية شرائط ورقية وبلاستيكية لتحليل أمراض معدية مثل فيروس نقص المناعة البشري، وعدوى الإيكولاي، والمكورات العنقودية الذهبية، وأنواع أخرى من البكتيريا؛ وطوَّروا أيضاَ تطبيقاً على الهاتف الذكي يمكنه كشف هذه البكتيريا باستخدام الصور.
ووفقاً لموقع Fast Company، يتكوَّن اختبار الإيكولاي من الورق (السلولوز) ويُطبع بمزيج من الأجسام المضادة وجزيئات الذهب؛ وإذا وُجدت الباكتيريا، يتغيَّر اللون.
18- خلية النحل التي تحصد العسل من تلقاء نفسها
ابتكر أستراليان طريقةً لجمع العسل عير صنبور دون فتح الخلية وإزعاج النحل أسمياها Flow Hive. تتكون إطارات الابتكار من خلايا العسل غير المكتملة، ما يدفع النحل إلى إكمالها بالشمع قبل ملء الخلايا بالعسل. ولا يُصبح على النحَّالين بعد ذلك إلا جذب يدٍ تقلب الخلايا إلى الوضع الرأسي؛ فيتقطَّر العسل وصولاً إلى الإطار ثم إلى خارج الخلية.
19- علاج متقدمٌ للصفراء لدى حديثي الولادة
تعتبر الصفراء السبب الرئيسي في دخول الأطفال حديثي الولادة إلى المستشفيات في جميع أنحاء العالم، ولا يتلقَّى الملايين منهم رعاية طبية جيدة. لذا طوَّرت مؤسسة D-Rev غير الهادفة للربح نسخةً مُعدلة من الجهاز الذي يعالج الصفراء بتقنية معقدة من العلاج بالضوء أطلقت عليه Brilliance Pro.
20- وشم مؤقت يساعد المصابين بالسكري على مراقبة السكر
يحتاج المرضى الذين يعانون من مرض السكري حالياً إلى التحقُّق من نسبة السكر في الدم عدة مرات في اليوم بوخزة مؤلمة في الإصبع. لكن مهندسي النانو بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو طوَّروا وشماً مؤقتاً يقيس مستوى الغلوكوز في السائل الواقع بين خلايا الجلد.
21- أجهزة استشعار لتحمُّض المحيطات
ربحت شركة Sunburst Sensors مسابقةً تهدف إلى تطوير فهمنا لتأثير ثاني أكسيد الكربون على تحمُّض المحيطات مما يؤثر بالضرورة على الحياة البحرية ويُحدث اضطراباً في سلسلة الغذاء، بعد أن طوَّرت الشركة جهاز استشعار استثنائياً يتحمل مراقبة مستوى ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة لفترات طويلة؛ الأمر الذي قد يمكننا من إنقاذ المحيطات من الأخطار التي تهددها.
22- مساعدة المكفوفين على الرؤية بعيون الآخرين
يسمح تطبيق Be My Eyes (كن عينَي) لمستخدمي آيفون بأن يوصلوا أعينهم بأعين المصابين بالعمى ليستخدموا التواصل بالفيديو وشرح ما يرونه والإجابة على أسئلتهم. وبحسب موقعه الإلكتروني، ساعد التطبيق حوالي 115 ألف مستخدمٍ مصابٍ بالعمى حتى الآن.
– هذا الموضوع مترجم بتصرف عن موقع .Mashable للاطلاع على المادة الأصلية، اضغط هنا.
