مستعمرات النمل تلهم الجيل القادم من الروبوتات والهياكل ذاتية البناء

🔵 LATEST: Published 10 ساعات ago
باحثان إسرائيليان يطوران تصاميم روبوتية وهندسية مستوحاة من النمل النساج

بالبيساش بنسون • 15 أبريل 2026

القدس، 15 أبريل 2026 (TPS-IL) — كشف علماء إسرائيليون عن رؤى جديدة حول كيفية تنسيق مستعمرات نمل النساج لأعمال البناء واسعة النطاق، مما يشير إلى أن قدراتها المذهلة في بناء الأعشاش قد تكون لها آثار عبر مجالات الروبوتات والهندسة وتصميم الأنظمة المعقدة.

في الغابات المطيرة في شمال أستراليا، تبني نمل النساج أعشاشًا عالية في قمم الأشجار بدلاً من تحت الأرض، وتسحب أوراقًا حية معًا لتشكيل هياكل كروية مجوفة وتخيطها باستخدام الحرير الذي تنتجه يرقاتها. يربط النمل الفردي أجساده في سلاسل تعمل كأدوات مؤقتة، مما يسمح للمستعمرة بإعادة تشكيل بيئتها من خلال القوة المنسقة.

ينبثق عمل النمل من قواعد محلية بسيطة وقيود فيزيائية وسلوك جماعي منظم للغاية بدلاً من التخطيط المركزي. لدراسة هذه العملية بالتفصيل، سافر البروفيسور عوفر فاينرمان والدكتور إيهود بونيو من معهد وايزمان للعلوم إلى تاونسفيل، في شمال أستراليا، حيث جمعوا مستعمرات كاملة للمراقبة المخبرية.

قال فاينرمان: “يمكن لكل مستعمرة من نمل النساج في الغابة المطيرة أن تنتشر عبر عشرات الأعشاش وعدة قمم أشجار على ارتفاع عشرات الأمتار”. “لكن هناك ملكة واحدة فقط… العثور عليها يمثل تحديًا مثل العثور على مقيم واحد في تل أبيب بأكملها.” ركز الباحثون على المستعمرات الأصغر في الأشجار الصغيرة لجعل المراقبة ممكنة.

تساعد النتائج، المنشورة في مجلة “Current Biology” التي تخضع لمراجعة الأقران، في تفسير كيف يمكن لمجتمعات الحشرات حل مشاكل هندسية معقدة بشكل موثوق دون “ذكاء” فردي على المستوى المرتبط تقليديًا بهذه المهام.

أثبتت الأعمال الميدانية صعوبتها. يدافع نمل النساج عن نفسه بشراسة، ويعض ويطلق الحمض، مما يتطلب بدلات واقية. في بعض الحالات، اعتقد السكان أن الباحثين فرق مكافحة الآفات. في إحدى المراحل، هربت مستعمرة حتى أثناء النقل، مما أجبر الفريق على إعادة جهود الجمع.

في المختبر، بنى الفريق ساحة خاضعة للرقابة مجهزة بـ 52 كاميرا 4K متزامنة، تحاكي فرعًا بأربع أوراق اصطناعية. سمح لهم ذلك بمراقبة مئات النمل وهي تبني أعشاشًا في ظل ظروف هندسية متغيرة بعناية.

من النتائج الرئيسية أن النمل ينشر باستمرار أداتين “حيويتين” مميزتين. تعمل سلاسل النمل كـ “سحابات”، تسحب الأوراق معًا تدريجيًا، بينما تعمل السلاسل المعلقة كـ “أثقال” تثني الأوراق في مكانها. هذه ليست تشكيلات عشوائية بل هياكل وظيفية قابلة للتكرار تنشأ أثناء البناء وتخدم أدوارًا ميكانيكية محددة.

ومع ذلك، فإن النتيجة الأكثر أهمية ليست وجود هذه الأدوات، بل كيفية تنسيقها.

عندما قام الباحثون بتغيير زوايا الأوراق لخلق ظروف يمكن أن يتم فيها تكوين العش في اتجاهات متعددة، توقعوا الارتباك أو النتائج غير المتسقة. بدلاً من ذلك، تجنب النمل الصراع باستمرار من خلال اتباع تسلسل بسيط: يكملون أولاً اتصالًا مستقرًا واحدًا، ثم يوسعون البناء إلى أوراق إضافية. يمنع هذا الترتيب التدريجي القوى المتنافسة من التكون ويقفل النظام بأكمله في اتجاه بناء عالمي واحد.

وفقًا للعلماء، يشير هذا السلوك إلى أن ما يبدو أنه “اتخاذ قرار” معقد هو في الواقع قاعدة تنسيق ناشئة تمنع عدم الاستقرار عند نقاط التحول الحرجة. لا يحل النمل الهندسة مسبقًا؛ بل إن النظام يحقق الاستقرار الذاتي من خلال التفاعلات المحلية التي تقضي بشكل طبيعي على التكوينات المتعارضة.

هناك دلالة مهمة أخرى وهي أن جزءًا كبيرًا من الهيكل النهائي قد يتشكل بشكل أقل من الاختيار السلوكي وأكثر من الفيزياء نفسها. نظرًا لأن الأوراق لها أشكال بيضاوية، فإن ربط حوافها يميل بشكل طبيعي إلى إنتاج شكل كروي مغلق. بهذا المعنى، يعمل النمل ضمن قيود هندسية قوية توجه النتيجة نحو هيكل مستقر وصلب بغض النظر عن النية العليا.

بشكل عام، تشير النتائج إلى طريقة مختلفة لفهم الذكاء الجماعي. لا يبدو أن المستعمرة تعتمد على التخطيط المركزي أو النماذج الداخلية المعقدة. بدلاً من ذلك، تنشأ النتائج المستقرة من التفاعل بين القواعد السلوكية البسيطة والتنسيق المتسلسل والقيود الفيزيائية في البيئة.

تقدم النتائج مخططًا محتملاً للأنظمة اللامركزية، خاصة في مجال الروبوتات السرب والهندسة الموزعة. من خلال إظهار كيفية قيام النمل بتنسيق البناء المعقد من خلال قواعد محلية بسيطة وترتيب واضح للعمليات، تشير الدراسة إلى طرق يمكن لأسراب الروبوتات من خلالها تجميع الهياكل دون تحكم مركزي. يمكن لاستراتيجية “القفل المتسلسل” لدى النمل – إكمال اتصال واحد قبل الآخرين – أن تساعد في منع الصراعات في الأنظمة التي تعمل فيها العديد من الوكلاء في وقت واحد، مما يحسن الاستقرار في الروبوتات والشبكات والخدمات اللوجستية.

تؤكد الدراسة أيضًا على قيمة استخدام القيود المادية كجزء من الحل. نظرًا لأن النمل يعتمد على هندسة الأوراق لإنتاج أعشاش قوية وكروية، فإنها تشير إلى أن المهندسين يمكنهم تصميم مواد وبيئات تعمل فيها الفيزياء بالكثير من العمل. يمكن لهذا النهج أن يسترشد به في الروبوتات اللينة، والبناء خفيف الوزن، والمواد التكيفية، حيث ينشأ الهيكل والاستقرار من الشكل والقوى بدلاً من التخطيط التفصيلي.

قال فاينرمان: “في هذه الأيام نحاول تغيير ترتيب الأوراق لتحدي النمل”. “ومع ذلك، تنجح المستعمرة بشكل متكرر في حل المشكلات المعقدة… مما يشير إلى قدرات معرفية متطورة للغاية مشفرة في السلوك الاجتماعي.