پایان ۳۷۸ روز «انزوا در مریخ»؛ خدمه ناسا از زیستگاه شبیه‌سازی‌شده خارج شدند

به گزارش پایگاه خبری سای‌تک دیلی، پژوهشگران در این مطالعه که به‌تازگی در نشریه «نیچر» منتشر شد، دریافتند گردن نخستین جانوران در حال گذار از آب به خشکی، برخلاف انتظار، سفت و کم‌تحرک بوده است.

پژوهشگران با ترکیب شواهد فسیلی و آزمایش روی ماهیان خاویاری، مدل‌هایی ساختند تا دریابند جدا شدن سر از کمربند شانه‌ای چه تاثیری بر حرکت این جانوران داشته است.

نتایج حاکی از آن بود که این جدایی به‌تنهایی آزادی حرکت چندانی برای سر فراهم نمی‌کرد.

چهاراندام‌ها (Tetrapoda) گروهی از مهره‌داران شامل دوزیستان، خزندگان، پرندگان و پستانداران هستند که از ماهی‌های گوشتی‌باله تکامل یافته‌اند.

نیاکان آن‌ها دو جفت اندام حرکتی داشتند که در تبارهای مختلف به دست‌وپا، بال یا اندام‌های باله‌مانند تبدیل شده‌اند.

جانورانی مانند مارها نیز با وجود از دست دادن اندام‌ها، در این گروه جای می‌گیرند.

• 

  کشف فسیل‌های جدید در اتیوپی روایت تکامل انسان را تغییر داد

نقش گردن در مسیر گذار به خشکی

در ماهی‌ها، کمربند شانه‌ای مستقیما به جمجمه متصل است و جانور برای نگاه کردن به دو طرف باید تمام بدنش را بچرخاند.

حدود ۳۸۰ میلیون سال پیش، در برخی ماهی‌های در حال گذار به زندگی در خشکی، این اتصال از میان رفت و گردنی مجزا پدید آمد.

فسیل‌های دوره دوونین، مربوط به حدود ۴۲۰ تا ۳۶۰ میلیون سال پیش، جانورانی را به نمایش می‌گذارند که ویژگی‌های آبزیان و سازگاری‌های زندگی در خشکی را هم‌زمان داشتند.

باله‌های نیرومند برخی از آنها احتمالا وزنشان را تحمل می‌کرد و امکان بلند کردن بدن یا پیش رفتن روی بستر آب‌های کم‌عمق را فراهم می‌آورد.

تیکتالیک یکی از این جانوران بود که فسیل‌هایش در جزیره الزمیر در شمال کانادا کشف شد. نخستین توصیف علمی این ماهی در سال ۲۰۰۶ انتشار یافت.

تام استوارت، استادیار زیست‌شناسی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و از پژوهشگران این مطالعه، تیکتالیک را یکی از نزدیک‌ترین خویشاوندان مهره‌داران اندام‌دار دانست و گفت فسیل‌های آن به شناخت مراحل گذار از شنا به راه رفتن و از تغذیه با مکش در آب به گاز گرفتن در خشکی کمک می‌کنند.

او افزود این دگرگونی‌ها هم‌زمان با شکل‌گیری برخی از نخستین جنگل‌ها رخ داد؛ دوره‌ای که زمین تغییراتی بنیادین را تجربه می‌کرد.

شناخت زمان و چگونگی خروج نیاکان ما از آب بخشی از درک همین تحولات است و آثار بسیاری از تغییرات اسکلت آنها هنوز در بدن انسان دیده می‌شود.

تا پیش از این، تصور می‌شد حرکت مستقل سر به نیاکان چهاراندامان امکان می‌داد در آب‌های کم‌عمق یا خشکی بهتر غذا پیدا کنند و از شکارچیان بگریزند.

بر همین اساس، افزایش تحرک گردن از عوامل اصلی جدا شدن سر از کمربند شانه‌ای دانسته می‌شد.

100%

سرنخ‌هایی از ماهیان خاویاری

آزمودن این فرضیه دشوار بود، زیرا ستون مهره‌های این جانوران با بیشتر مهره‌داران امروزی تفاوت داشت. ساختاری بلند و میله‌مانند به نام «طناب پشتی» در سراسر آن امتداد می‌یافت و مهره‌های کوچک پیرامون این هسته بزرگ بافت نرم قرار داشتند.

این بافت، برخلاف استخوان، به‌ندرت در فسیل‌ها حفظ می‌شود. پژوهشگران برای شناخت ویژگی‌های مکانیکی آن به ماهیان خاویاری روی آوردند؛ جانورانی که هنوز ستون مهره‌هایی با ساختار مشابه دارند.

آنها سفتی طناب پشتی این ماهی‌ها را اندازه گرفتند و داده‌ها را در مدل‌های گردن چهاراندامان اولیه و خویشاوندانشان به کار بردند تا دامنه احتمالی حرکت سر را برآورد کنند.

دانا کورنایزل، پژوهشگر پسادکتری دانشگاه اوپسالا در سوئد و نویسنده نخست مقاله، گفت: «وقتی مدل‌سازی نشان داد تقریبا هیچ‌یک از این جانوران توانایی حرکت دادن چشمگیر سر را نداشتند، بسیار شگفت‌زده شدیم.»

برآوردها حاکی از آن است که این جانوران در بالا آوردن سر، توانایی بیشتری از ماهی‌ها نداشتند و گاهی حتی محدودتر بودند. هیچ‌یک نیز نمی‌توانستند سر خود را مانند انسان به چپ و راست بچرخانند.

100%

راه رفتن پیش از انعطاف گردن

این مدل‌ها فقط محدودیت‌های ستون مهره‌ها را در نظر می‌گرفتند. ماهیچه‌ها، پوست و استخوان‌های جای‌گرفته در پوست بسیاری از این جانوران می‌توانستند دامنه حرکت را باز هم کاهش دهند؛ بنابراین گردن آنها در زمان حیات احتمالا حتی کم‌تحرک‌تر از برآوردها بوده است.

پژوهشگران احتمال می‌دهند پیدایش گردن نتیجه تغییرات بدنی مرتبط با استفاده از اندام‌های جلویی برای جابه‌جایی بوده باشد.

در این برداشت، انعطاف بیشتر گردن مزیتی است که بعدها پدید آمد، نه عاملی که از ابتدا این دگرگونی را رقم زد.

کورنایزل گفت: «چهاراندامان سرانجام به تحرک بیشتر گردن دست یافتند، ولی نیاکان اولیه آنها به‌دلیل محدودیت‌های ساختار بدنشان هنوز از این مزیت برخوردار نبودند.»

به گزارش خبرگزاری رویترز، پژوهشگران با بررسی حرکت گونه‌ای از پرندگان دریایی موسوم به «کبوتر دریایی مانکس» دریافته‌اند جابه‌جایی سریع بر فراز اقیانوس اطلس می‌تواند پدیده‌ای مشابه پرواززدگی انسان (جت لگ) در آن‌ها ایجاد کند.

مسافرانی که از چند منطقه زمانی می‌گذرند، مانند کسانی که از لندن به توکیو می‌روند، ممکن است دچار پرواززدگی شوند؛ زیرا ساعت درونی ۲۴ ساعته بدنشان با زمان مقصد هماهنگ نیست.

یافته‌های این پژوهش که در نشریه «ساینس» منتشر شده، نشان می‌دهد همین ناهماهنگی می‌تواند بر مسیریابی پرندگان نیز اثر بگذارد.

پژوهشگران برای شناخت شیوه جهت‌یابی این پرندگان بر فراز اقیانوس، داده‌های ۲۰ سال ردیابی جی‌پی‌اس ۱۰۴۵ کبوتر دریایی مانکس را در دوره زادآوری مورد بررسی قرار دادند.

این پرندگان هنگام جست‌وجوی غذا گاهی از زیستگاه‌های خود در جزایر نزدیک بریتانیا، حدود هزار کیلومتر به سوی غرب پرواز می‌کنند.

100%

خورشید چگونه راهنما می‌شود؟

رویترز در ادامه نوشت پرندگان برای یافتن راه از نشانه‌های گوناگونی بهره می‌برند و خورشید یکی از آن‌هاست.

پرنده‌ای که رو به جنوب می‌رود، هنگام طلوع خورشید را در سمت چپ و نزدیک غروب در سمت راست خود می‌بیند؛ بنابراین برای حفظ مسیر باید جابه‌جایی خورشید در آسمان را در محاسباتش لحاظ کند.

پاتریک لوین، پژوهشگر زیست‌شناسی دانشگاه آکسفورد و از سرپرستان این پژوهش، گفت جانوران برای این کار به ساعت درونی خود متکی هستند؛ همان ساعتی که زمان خواب و فعالیت را در بدن انسان تنظیم می‌کند.

پژوهشگران با بررسی موقعیت پرندگان و حرکت خورشید محاسبه کردند اگر ساعت درونی آن‌ها همچنان با زمان محلی نقطه‌ای که هنگام سپیده‌دم در آن بودند تنظیم بماند، تا چه اندازه از مسیر منحرف خواهند شد.

بررسی ۳۳۵ پرواز بازگشت به زیستگاه در محدوده‌هایی که خشکی دیده نمی‌شد، نشان داد جهت حرکت پرندگان با خطاهای پیش‌بینی‌شده مطابقت نزدیکی دارد.

به گفته لوین، ناهماهنگی ساعت درونی با زمان محیط بر اثر جابه‌جایی در امتداد طول جغرافیایی، همان سازوکاری است که انسان را دچار پرواززدگی می‌کند.

پرندگان حتی نزدیک سواحل آشنا نیز همچنان از قطب‌نمای خورشیدی استفاده می‌کردند. فاصله آن‌ها از ساحل در جهتی تغییر می‌کرد که پژوهشگران بر پایه خطاهای ناشی از ناهماهنگی ساعت زیستی پیش‌بینی کرده بودند.

تیم گیلفورد، استاد رفتارشناسی جانوران در دانشگاه آکسفورد و دیگر سرپرست پژوهش، این رفتار را با فرایندی دو مرحله‌ای توضیح داد: جانور ابتدا موقعیت خود را نسبت به مقصد مشخص می‌کند و سپس با کمک قطب‌نما، جهت حرکت را برمی‌گزیند.

از این رو، پرندگان ممکن است حتی در مناطق آشنا هم ترکیبی از سامانه نقشه‌یابی و قطب‌نما را به کار بگیرند.

لوین گفت اگر انحراف‌ها کوچک باشند، احتمالا فشار انتخاب طبیعی برای حذف این شیوه چندان زیاد نیست.

احتمال دیگر این است که قطب‌نمای خورشیدی به پرندگان کمک کند هنگام دنبال کردن خط ساحلی، جهت درست را برگزینند.

به گفته لوین، پرندگان حتی در هوای ابری نیز می‌توانند با تشخیص نور قطبیده، موقعیت خورشید را تخمین بزنند و از آن برای جهت‌یابی استفاده کنند، مگر آنکه آسمان به‌شدت ابری باشد.

نور قطبیده نوری با الگوی مشخص در جهت ارتعاش میدان الکتریکی است و برخی پرندگان از الگوی آن در آسمان برای جهت‌یابی بهره می‌گیرند.

100%

احتمال اختلال در تغذیه و استراحت

هنوز روشن نیست ناهماهنگی ساعت زیستی، جز مسیریابی، چه اثری بر این پرندگان دارد. با این حال، این ساعت زمان تغذیه و استراحت را تنظیم می‌کند و اختلال در آن ممکن است برنامه این فعالیت‌ها را بر هم بزند.

کبوترهای دریایی معمولا اندکی پس از سپیده‌دم و پیش از غروب شکار می‌کنند؛ زمانی که ماهی‌ها و دیگر طعمه‌ها به سطح آب نزدیک‌تر هستند. در نتیجه، استراحت در ساعت نامناسب می‌تواند فرصت یافتن غذا را از آن‌ها بگیرد.

پرواززدگی در انسان پیامدهای ناخوشایند کوتاه‌مدتی دارد و در افرادی مانند خلبانان و مهمانداران که مرتب آن را تجربه می‌کنند، با مشکلات بلندمدت سلامت مرتبط دانسته شده است.

لوین گفت هنوز معلوم نیست پرندگان نیز چنین پیامدهایی را تجربه می‌کنند یا نه، ولی گونه‌هایی که مرتب در مسیر شرق و غرب جابه‌جا می‌شوند، شاید در روند تکامل راه‌هایی برای سازگاری یافته باشند.

او افزود: «آگاهی از وقوع این پدیده تنها گام نخست است، ولی شاید این پرندگان بتوانند درباره چگونگی درمان یا پیشگیری از پرواززدگی چیزی به ما بیاموزند.»

خبرگزاری رویترز جمعه هشتم آبان گزارش داد این دایناسور با نام علمی «اینفرنوگالوس جیمزی» حدود ۶۶ میلیون سال پیش، در دوره کرتاسه و واپسین روزگار فرمانروایی دایناسورها، زندگی می‌کرد و فسیل‌هایش در ایالت‌های مونتانا و داکوتای شمالی آمریکا کشف شده‌اند.

دایناسورها رژیم‌های غذایی گوناگونی داشتند و برخی حتی یکدیگر را می‌خوردند. با این حال، تا پیش از این کشف، شواهدی برای تایید میوه‌خواری آن‌ها در دست نبود.

نام اینفرنوگالوس به معنای «مرغ جهنمی» است و به ظاهر پرنده‌مانند آن و محل کشف فسیل‌ها در سازند زمین‌شناسی «هِل کریک» اشاره دارد؛ منطقه‌ای که بقایای شماری از مشهورترین دایناسورها در آن پیدا شده است.

این سازند در بخش‌هایی از چهار ایالت مونتانا، داکوتای شمالی، داکوتای جنوبی و وایومینگ آمریکا گسترده است و از مناطق مهم کشف فسیل دایناسورها به شمار می‌رود.

این جانور در دشت‌های سیلابی ساحلی با آب‌وهوای نیمه‌گرمسیری، در کنار دایناسورهایی چون تیرانوسوروس، تریسراتوپس سه‌شاخ و آنکیلوسوروس زره‌پوش زندگی می‌کرد.

طول آن حدود یک‌ونیم متر و وزنش نزدیک به ۱۱٫۳ کیلوگرم بود. یافته‌ها شامل یک اسکلت تقریبا کامل و استخوان‌هایی از آرواره و سقف دهان است.

هرچند اثری از پر در این فسیل‌ها باقی نمانده، پژوهشگران بر پایه بررسی خویشاوندان نزدیک آن، بدنش را پوشیده از پر می‌دانند.

• 

  کشف ردپای یک شهاب‌سنگ نادر در انقراض دایناسورها

سه سازگاری برای خوردن میوه

گرگ فانستون، دیرینه‌شناس دانشگاه استونی بروک در نیویورک و نویسنده اصلی این پژوهش، سه ویژگی را مهم‌ترین شواهد میوه‌خواری این دایناسور معرفی کرد.

آرایش ماهیچه‌های آرواره، حرکت رفت‌وبرگشتی هنگام جویدن را ممکن می‌کرد؛ مفصلی متحرک به آرواره اجازه می‌داد به جلو بلغزد و برجستگی‌ها و شیارهای منقار نیز به له کردن و بریدن خوراک‌های نرم کمک می‌کردند.

به‌گفته فانستون، این ویژگی‌ها امروزه به‌صورت جداگانه در جانورانی مانند طوطی کرکسی انجیرخوار و لاک‌پشت سبز دریایی دیده می‌شوند، ولی هیچ جانور زنده‌ای هر سه را با هم ندارد.

یافته‌های این تحقیق در نشریه «نیچر کامیونیکیشنز» منتشر شده است.

اینفرنوگالوس به گروه تروپودها تعلق داشت که همه دایناسورهای گوشت‌خوار، شماری از دایناسورهای گیاه‌خوار و تمامی پرندگان را در بر می‌گیرد.

فانستون افزود این کشف از سازگارپذیری بالای تروپودها و تنوع شیوه‌های زندگی دایناسورها حکایت دارد.

او همچنین توضیح داد جایگزینی دندان با منقار می‌توانست دامنه خوراک‌های در دسترس را به‌شدت گسترش دهد، به شرط آنکه جانور توانایی هضم آن‌ها را داشته باشد.

بیشتر تروپودهای گیاه‌خوار با بلعیدن سنگ، غذا را در معده خرد می‌کردند؛ در حالی که اینفرنوگالوس و دیگر اعضای تبار «کائناگناتیدها» غذا را پیش از بلعیدن می‌جویدند.

کائناگناتیدها گروهی از دایناسورهای بی‌دندان و پرنده‌مانند بودند.

• 

  خریدار ناشناس یک فسیل دایناسور را ۵۰ میلیون دلار خرید

پیوند میوه‌خواری با گسترش گیاهان گل‌دار

گیاهان گل‌دار حدود ۱۳۰ تا ۱۴۰ میلیون سال پیش پدیدار شدند و به‌تدریج در بسیاری از زیستگاه‌ها جای گیاهانی مانند مخروطیان و جینکو را گرفتند. پیدایش میوه منبع غذایی تازه‌ای در اختیار جانوران گذاشت.

توماس داجن، پژوهشگر موزه سلطنتی انتاریو در تورنتو و از نویسندگان پژوهش، گفت احتمال میوه‌خواری برخی دایناسورها پیش‌تر مطرح شده بود، ولی پشتوانه‌ای نداشت.

به باور او، این کشف از تنوع رژیم غذایی دایناسورها فراتر از برآوردهای پیشین حکایت دارد.

رویترز نوشت خوراک اینفرنوگالوس احتمالا شامل انواع میوه‌های سته و میوه‌های هسته‌دار بوده است. گروه دوم امروزه میوه‌هایی مانند هلو، گیلاس، انبه و زیتون را در بر می‌گیرد.

جانوران میوه‌خوار با پراکندن بذرها به گسترش گیاهان کمک می‌کنند. به گفته فانستون، پستانداران و پرندگان دوره کرتاسه نیز احتمالا میوه می‌خوردند، ولی به‌دلیل جثه کوچکشان، بعید بود بتوانند بذرهای بسیار درشت را جابه‌جا کنند یا بذرها را به نقاط دوردست برسانند.

پژوهشگران احتمال می‌دهند میوه‌های دارای بذرهای درشت در آن دوره در حال گسترش بودند و کائناگناتیدها در پراکندن آن‌ها نقش داشتند، هرچند تایید این ارتباط به شواهد بیشتری نیاز دارد.

پایگاه خبری ساینس‌نیوز با استناد به یافته‌های این تحقیق گزارش داد دی‌ان‌ای به‌جامانده از عفونتی که میلیون‌ها سال پیش رخ داده، هنوز در ژنوم شامپانزه‌ها وجود دارد، اما در انسان دیده نمی‌شود.

شامپانزه یکی از نزدیک‌ترین خویشاوندان زنده انسان به شمار می‌رود، اما حجم مغز انسان حدود سه برابر مغز این جانور است و توانایی‌های شناختی پیشرفته‌تری دارد.

با این حال، به گفته یوهان یاکوبسون، عصب‌شناس دانشگاه لوند سوئد، بیشتر ژن‌های سازنده پروتئین در این دو گونه بسیار شبیه هستند.

همین شباهت پژوهشگران را به بررسی بخش‌هایی از ژنوم سوق داد که زمان و محل فعال یا غیرفعال شدن ژن‌ها را تنظیم می‌کنند.

یافته‌های این پژوهش به‌تازگی در نشریه «ساینس ادونسز» منتشر شده است.

100%

رد پای یک ویروس باستانی

یکی از عواملی که می‌تواند بر این تنظیم اثر بگذارد، ویروس‌ها هستند. گروهی از آن‌ها که «رتروویروس» نامیده می‌شوند، دی‌ان‌ای خود را وارد ژنوم میزبان می‌کنند تا سلول آلوده را به ساخت ویروس‌های تازه وادارند.

گاهی این ماده ژنتیکی حتی پس از پایان عفونت باقی می‌ماند و اگر وارد سلول‌های تولیدمثلی شده باشد، به نسل‌های بعد منتقل می‌شود.

این بقایای ژنتیکی «رتروویروس‌های درون‌زاد» نام دارند. آن‌ها دیگر اطلاعات ژنتیکی لازم برای تولید ویروس‌های عفونی را ندارند، اما همچنان می‌توانند بر فعالیت ژن‌های میزبان تاثیر بگذارند.

بقایای ویروسی دست‌کم هشت درصد ژنوم انسان و شامپانزه را تشکیل می‌دهند و پژوهش‌های پیشین نقش آن‌ها را در تحولاتی مانند پیدایش جفت در پستانداران نشان داده‌اند.

یاکوبسون و همکارانش سراغ بقایای ویروسی رفتند که حاصل عفونت یکی از نیاکان میمون‌های انسان‌نمای آفریقایی در حدود پنج تا هفت میلیون سال پیش است.

رد این ویروس در ۱۵۸ نقطه از ژنوم شامپانزه‌ها دیده می‌شود، در حالی که در ژنوم انسان اثری از آن نیست. علت این تفاوت همچنان نامعلوم است.

100%

حذف دی‌ان‌ای ویروسی چه چیزی را آشکار کرد؟

پژوهشگران برای بررسی تاثیر این تفاوت، از سلول‌های بنیادی شامپانزه و فناوری ویرایش ژن «کریسپر» استفاده کردند.

آن‌ها توالی دی‌ان‌ای ویروسی مورد بررسی را حذف کردند و دریافتند ژن مجاور آن، موسوم به LINC00662، که پیش‌تر غیرفعال بود، فعال شد و شروع به تولید آران‌ای کرد.

این ژن معمولا در شامپانزه غیرفعال است، اما در سلول‌های مغز انسان فعالیت دارد.

آران‌ای مولکولی است که در بیان و تنظیم اطلاعات ژنتیکی نقش دارد. شناسایی آن به پژوهشگران امکان داد فعال شدن ژن را پس از حذف دی‌ان‌ای ویروسی تشخیص دهند.

این آزمایش نشان داد توالی ژنتیکی به‌جامانده از ویروس می‌تواند فعالیت ژن مجاور خود را تغییر دهد.

گروه پژوهشی آزمایش معکوس را نیز انجام داد: با کریسپر، ژن LINC00662 را در سلول‌های انسانی غیرفعال کرد تا وضعیتی مشابه شامپانزه پدید آید.

نتایج حاکی از آن بود که وقتی این ژن در سلول‌های هر دو گونه فعال باشد، فعالیت مجموعه‌ای از ژن‌های دیگر نیز افزایش می‌یابد؛ از جمله ژن‌های موثر در رشد و بلوغ نورون‌ها و ایجاد ارتباطات تازه میان سلول‌های عصبی.

این یافته نشان داد بقایای ویروسی می‌توانند بر شبکه‌ای از ژن‌های مرتبط با رشد مغز اثر بگذارند.

100%

یک سرنخ، نه پاسخ نهایی

ساینس‌نیوز در ادامه گزارش داد هنوز دقیقا مشخص نیست غیرفعال شدن این شبکه ژنی بر اثر وجود دی‌ان‌ای ویروسی، چه تاثیری بر رشد و عملکرد مغز شامپانزه‌ها گذاشته است.

یاکوبسون معتقد است این تفاوت ممکن است در شکل‌گیری مسیرهای تکاملی متفاوت مغز انسان و شامپانزه نقش داشته باشد، هرچند تاثیر سایر عوامل ژنتیکی و محیطی را نیز نمی‌توان نادیده گرفت.

به گفته او، یافته‌ها نشان می‌دهند ورود دی‌ان‌ای یک ویروس باستانی به ژنوم چگونه می‌تواند تفاوتی پایدار در تنظیم فعالیت ژن‌ها میان دو گونه ایجاد کند.

جورجا مودنینی، زیست‌شناس تکاملی دانشگاه پادووا که در این پژوهش مشارکت نداشت، گفت بر اساس نتایج جدید، تغییرات ژنتیکی در جریان تکامل تنها به جایگزینی واحدهای سازنده دی‌ان‌ای با یکدیگر محدود نیستند و می‌توانند از راه‌های دیگری نیز رخ دهند.

راویندر کاندا، متخصص ژنتیک تکاملی دانشگاه آکسفورد بروکس، نیز شواهد مربوط به تاثیر این بقایای ویروسی بر رشد و تکامل نورون‌ها را قانع‌کننده خواند، اما تاکید کرد هنوز نمی‌توان دامنه پیامدهای آن را مشخص کرد.

او احتمال داد سازوکارهای دیگری هم در تنظیم ژن‌ها دخالت داشته باشند و این نمونه تنها بخش کوچکی از نقش ویروس‌های باستانی در تکامل مغز باشد.

کاندا افزود: «فکر می‌کنم هنوز رتروویروس‌های بسیار زیادی برای کشف شدن وجود دارند و آنچه تاکنون شناخته‌ایم، تنها نوک کوه یخ است.»

خبرگزاری رویترز جمعه اول آبان گزارش داد با وجود رواج انتقال تصویر و صدا، حس بویایی همچنان از ارتباطات دیجیتال غایب بوده است.

اکنون پژوهشگران دانشگاه ایالتی اوهایو امکان شناسایی یک بو و بازآفرینی آن را در مکانی دیگر، حتی هزاران کیلومتر دورتر، فراهم آورده‌اند.

چونیو یانگ، دانشجوی دکتری علوم و مهندسی مواد در این دانشگاه و نویسنده اصلی پژوهش، گفت هدف این است که بو نیز در کنار تصویر و صدا به تجربه‌های ارتباطی اضافه شود و آن‌ها را واقعی‌تر و جذاب‌تر کند.

نتایج این پژوهش در نشریه «ساینس ادونسز» منتشر شده است. به گفته یانگ، وجه تمایز این سامانه، ترکیب شناسایی و بازآفرینی بو در یک بستر کوچک ارتباطی است.

100%

بینی الکترونیکی چگونه کار می‌کند؟

سامانه «سنترونیک» از دو بخش اصلی تشکیل شده است: بینی الکترونیکی برای تشخیص بو و دستگاه تولیدکننده رایحه برای بازآفرینی آن.

بینی الکترونیکی با کمک چند حسگر گازی، ترکیبات شیمیایی موجود در هوا را بررسی می‌کند. سپس یک مدل یادگیری ماشینی تشخیص می‌دهد که الگوی شناسایی‌شده به کدام‌یک از بوهایی تعلق دارد که پیش‌تر برای شناخت آن‌ها آموزش دیده است.

این اطلاعات از طریق اینترنت به دستگاه گیرنده فرستاده می‌شود تا با آزاد کردن مواد معطر، رایحه مربوط را ایجاد کند.

در واقع، خود بو یا مولکول‌های آن از اینترنت عبور نمی‌کنند؛ تنها داده‌های لازم برای انتخاب رایحه به مقصد می‌رسند.

بینی الکترونیکی حدود ۱۵ سانتی‌متر قطر دارد و قابل حمل است، اما روی بدن نصب نمی‌شود. پژوهشگران چند نمونه از دستگاه تولیدکننده بو ساخته‌اند که از جمله آن‌ها می‌توان به مچ‌بند، گردنبند و ابزاری کوچک اشاره کرد که در دست قرار می‌گیرد.

• 

  کاهش استرس و بهبود حافظه با تجربه چندحسی جنگل در واقعیت مجازی

فعلا تنها ۵ بو

به گزارش رویترز، این سامانه در مرحله کنونی تنها پنج بوی آشنا را تشخیص می‌دهد: قهوه، پرتقال، کیک، آبجو و شراب قرمز.

یانگ توضیح داد این نمونه‌ها به‌دلیل آشنا بودن و تفاوت رایحه‌هایشان برای نمایش عملکرد دستگاه انتخاب شده‌اند.

به‌گفته او، گسترش فهرست بوهای قابل‌شناسایی از نظر فنی امکان‌پذیر است، اما تشخیص یک رایحه با بازآفرینی دقیق آن تفاوت دارد.

برای افزودن هر بوی تازه، هم باید بینی الکترونیکی با داده‌های جدید آموزش ببیند و هم مایع معطر متناسب با آن در دستگاه گیرنده موجود باشد.

یانگ تاکید کرد دستیابی به سامانه‌ای که هر بویی را بازتولید کند، بسیار فراتر از توانایی نمونه کنونی است.

از نظر او، هدف واقع‌بینانه‌تر این است که فناوری بتواند مجموعه‌ای کاربردی از بوهای معمول زندگی را پوشش دهد؛ هدفی که تحقق آن به پژوهش و توسعه فراوان نیاز دارد.

• 

  هوش مصنوعی موفق به تشخیص تفاوت رایحه‌های ویسکی آمریکایی و اسکاتلندی شد

از تماس خانوادگی تا خرید اینترنتی

رویترز نوشت پژوهشگران برای این فناوری کاربردهای مختلفی تصور می‌کنند. برای نمونه، افراد ممکن است در آینده بتوانند رایحه غذایی را که پخته‌اند با دوستان یا اعضای خانواده در کشوری دیگر به اشتراک بگذارند.

افزودن بو به تجربه‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده یا فراهم آوردن امکان امتحان رایحه محصولات از راه دور هنگام خرید اینترنتی از کاربردهای احتمالی آن است.

با این حال، یانگ یادآور شد «سنترونیک» هنوز نمونه‌ای پژوهشی است و بدون مشارکت هیچ شرکتی ساخته شده است.

تجاری‌سازی دستگاه به داده‌های آموزشی گسترده‌تر و تشخیص قابل‌اعتماد بوها در محیط‌های واقعی نیاز دارد؛ جایی که معمولا چند رایحه با یکدیگر آمیخته‌اند.

بهبود دقت بازآفرینی، افزایش شمار رایحه‌ها، کوچک ماندن دستگاه، امکان پر کردن آسان مخازن، دوام و هزینه ساخت هم از چالش‌های پیش رو هستند.

علاوه بر این، پژوهشگران باید ایمنی تماس مکرر افراد با ذرات معطری را که دستگاه در هوا منتشر می‌کند، مورد بررسی قرار دهند.

یانگ گفت در آینده شاید بتوان گوشی هوشمند را به وسیله‌ای جانبی برای تولید بو متصل کرد، اما جا دادن مخازن رایحه، قطعات الکترونیکی و افشانک‌ها در خود گوشی دشوار است و وزن آن را افزایش می‌دهد.