هوش مصنوعی توانسته است سرعت ناوبری ربات حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) را حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد افزایش دهد. این دستاورد نخستین نمایش عملی سامانه کنترل حرکت مبتنی بر یادگیری ماشین در مدار زمین است. این سیستم، در فضای تنگ و مملو از تجهیزات داخلی ایستگاه فضایی که الگوریتم‌های سنتی به‌دلیل محدودیت توان پردازشی کامپیوترها با دشواری در آن عمل می‌کنند، عملکردی کارآمد ارائه می‌دهد. ناسا این فناوری را در سطح TRL-5 تأیید کرده و این موضوع مسیر به‌کارگیری ربات‌های خودگردان را در مأموریت‌های آینده ماه و مریخ هموار می‌سازد.

رباتیک خودگردان در فضا

گروهی از پژوهشگران دانشگاه استنفورد موفق شده‌اند پیشرفتی مهم در حوزه رباتیک فضایی رقم بزنند: ربات حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی، با کمک هوش مصنوعی می‌تواند با سرعت بیشتری در محیط داخلی این مجموعه حرکت کند. این پیشرفت که با همکاری سامانه ربات پرنده ناسا موسوم به آستروبی (Astrobee) انجام شده، نخستین کاربرد کنترل حرکت مبتنی بر یادگیری ماشین در مدار را نشان می‌دهد. این موفقیت ثابت می‌کند ربات‌ها قادرند با بهره‌گیری از تجربیات پیشین، با ایمنی و کارایی بالاتری حرکت نمایند.

برای فضانوردانی که از ربات‌ها برای انجام کارهای روزمره استفاده می‌کنند، این پیشرفت چشم‌اندازی از آینده‌ای ارائه می‌دهد که در آن ماشین‌ها می‌توانند وظایف بیشتری را به‌صورت مستقل انجام دهند، به‌ویژه در محیط‌هایی که برای انسان بسیار خطرناک یا بیش از اندازه پیچیده‌اند.

چرا ناوبری در ایستگاه فضایی بین‌المللی بسیار دشوار است؟

فضای داخلی ایستگاه فضایی بین‌المللی به‌شدت شلوغ و فشرده است. دیواره‌ها با رک‌های آزمایشگاهی، لپ‌تاپ‌ها، سیم‌ها، دوربین‌ها و محفظه‌های نگه‌داری تجهیز شده‌اند. تصور کنید باید یک پهپاد را از میان راهرویی باریک و پوشیده از تجهیزات هدایت کنید و سپس آن پهپاد را در شرایط ریزگرانش قرار دهید؛ این همان چالشی است که ربات آستروبی با آن روبه‌رو است.

الگوریتم‌های مسیریابی سنتی که روی زمین استفاده می‌شوند به توان پردازشی زیادی نیاز دارند، در حالی‌ که رایانه‌های پرواز قابل‌استفاده در فضا بسیار کم‌قدرت‌ترند. علاوه بر این، اختلالات پیش‌بینی‌نشده‌ای مانند جریان هوا از دریچه‌های تهویه یا جابه‌جایی اعضای خدمه می‌تواند ناوبری ایمن را دشوارتر سازد.

روش هوش مصنوعی و چگونگی افزایش سرعت ناوبری

برای غلبه بر این مشکلات، تیم تحقیقاتی یک مدل یادگیری ماشین را با هزاران مسیر از پیش تعریف‌شده در داخل ایستگاه فضایی آموزش دادند. بدین ترتیب، سیستم می‌تواند یک «آغاز گرم» تولید کند؛ یعنی پیش‌بینی اولیه‌ای از مسیر مناسب برای ربات پیش از آن‌که الگوریتم به‌طور کامل اجرا شود داشته باشد.

این رویکرد ترکیبی، تمامی محدودیت‌های ایمنی ناسا را حفظ می‌کند و در عین حال سرعت برنامه‌ریزی مسیر را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. در دشوارترین موقعیت‌ها مانند گذر از بخش‌های بسیار تنگ یا مسیرهایی که نیازمند چرخش‌های پیچیده هستند، روش مبتنی بر هوش مصنوعی توانسته است سرعت عملکرد را ۵۰ تا ۶۰ درصد افزایش دهد.

در شرایطی که روش سنتی باید به‌کندی مسیر عبور از میان دو تجهیز نصب‌شده مقابل یکدیگر را محاسبه نماید، روش مبتنی بر هوش مصنوعی با تکیه بر مسیرهای مشابه گذشته، یک طرح اولیه ارائه می‌دهد و محاسبات را در زمانی نزدیک به نصف تکمیل می‌کند.

آزمون‌های زمینی و آزمایش‌های مداری

پیش از ارسال این سامانه به ایستگاه فضایی بین‌المللی، آزمایش‌های زمینی آن روی میز هوای شبیه‌ساز ریزگرانش در مرکز پژوهشی Ames ناسا انجام شد. پس از قرار گرفتن در مدار، فضانوردانی از جمله سونیـتا ویلیامز تنها در مرحله آماده‌سازی کمک کردند و تمامی عملیات اصلی از زمین هدایت شد؛ بطوریکه فرمان‌ها ابتدا از دانشگاه استنفورد به مرکز فضایی جانسون ناسا و سپس به ایستگاه فضایی ارسال می‌گردید.

هر یک از ۱۸ مسیر آزمایشی دو بار اجرا شد: یک بار با آغاز سرد سنتی و یک بار با آغاز گرم مبتنی بر هوش مصنوعی. نتایج در تمام موارد یکسان بود و بیشترین میزان افزایش سرعت در بخش‌های فشرده و شلوغ ایستگاه مشاهده گردید.

تأیید ناسا و کاربردهای آینده

این فناوری اکنون به سطح آمادگی فناوری ۵ (TRL-5) رسیده؛ یعنی کارکرد آن در محیط عملیاتی واقعی تأیید شده است. این سطح از اعتبار، ریسک پروژه‌های آینده‌ای را که به ربات‌های خودگردان متکی هستند، به‌شدت کاهش می‌دهد.

تیم تحقیقاتی قصد دارد مدل‌های پیشرفته‌تری را ادغام کند؛ مدل‌هایی مشابه سامانه‌های مورد استفاده در خودروهای خودران و مدل‌های زبانی بزرگ نظیر ChatGPT، تا ربات‌هایی ساخته شوند که بتوانند با توانایی استدلال، برنامه‌ریزی و اکتشاف بهتری عمل کنند.

در مأموریت‌های آینده ماه و مریخ که تأخیرهای ارتباطی امکان کنترل مستقیم را محدود می‌کند، چنین خودمختاری حیاتی است. ربات‌ها در آینده نزدیک می‌توانند غارها را نقشه‌برداری کرده، محل‌های فرود را شناسایی نمایند یا به فضانوردان در زیستگاه‌هایی که میلیون‌ها کیلومتر از زمین فاصله دارند کمک کنند؛ آن‌هم بر پایه فناوری هوش مصنوعی که اکنون در ایستگاه فضایی بین‌المللی آزمایش و تثبیت شده است.

پژوهش‌ها نشان می‌دهد نیم‌کره اقیانوس آرام در مقایسه با نیم‌کره آفریقایی با سرعت بیشتری گرما از دست می‌دهد. این گرما از درون گداخته زمین سرچشمه می‌گیرد؛ همان گرمایی که جابه‌جایی قاره‌ها را به حرکت درمی‌آورد. خشکی‌ها نسبت به بسترِ کفِ اقیانوس‌ها گرمای بیشتری را در خود نگاه می‌دارند و این موضوع نشان‌دهنده آن است که ناحیه اقیانوس آرام در گذشته بسیار گرم‌تر بود.

دانشمندان دانشگاه اسلو اعلام کرده‌اند یک طرف زمین به شکل قابل‌توجهی سریع‌تر از سوی دیگر گرما از دست می‌دهد و عامل این موضوع پدیده‌ای است که قدمتی تقریباً به اندازه عمر زمین دارد.

مطالعه‌ای که در مجله Geophysical Research Letters منتشر شده، از مدل‌های رایانه‌ای ۴۰۰ میلیون سال گذشته برای محاسبه میزان عایق‌شدگی هر نیم‌کره بر اساس مقدار خشکی استفاده می‌کند؛ عاملی که نقش اساسی در حفظ گرمای درونی و جلوگیری از هدررفت آن دارد. این الگو به دوران پانگه‌آ بازمی‌گردد.

زمین دارای یک بخش درونی مایع و به‌شدت داغ است که کل سیاره را از درون گرم می‌کند. این بخش درونی در حال چرخش است و همین چرخش، گرانش و میدان مغناطیسی زمین را پدید می‌آورد و موجب می‌شود جو محافظ زمین به سطح آن متصل بماند.

در بازه‌های زمانی بسیار طولانی، این بخش داغ دائماً رو به سرد شدن می‌رود و در نهایت زمین را به سیاره‌ای مشابه مریخ تبدیل خواهد کرد. نکته شگفت‌آور این پژوهش، نامتقارن بودن سرعت سرد شدن است. با این حال علت آن کاملاً قابل درک است: بخش‌هایی از زمین با حضور خشکی‌های گسترده عایق‌بندی شده‌اند و لایه‌ای همانند یک مخزن حرارتی ایجاد کرده‌اند که مانع خروج گرما می‌شود.

این پدیده در تضاد با اصلی‌ترین مسیر اتلاف گرمای زمین است. نویسندگان پژوهش توضیح می‌دهند که فرایند تحول حرارتی زمین عمدتاً تحت کنترل میزان اتلاف گرما از طریق لیتوسفر اقیانوسی است. اما چرا این ناحیه بیشترین میزان اتلاف گرما را دارد؟ برای پاسخ، باید مروری سریع بر جابه‌جایی قاره‌ای داشت.

گوشته زمین همانند یک کوره همرفتی عمل می‌کند که حرکت صفحه‌های تکتونیکی را مانند یک تسمه‌نقاله به پیش می‌راند. بستر کف اقیانوس هر روز اندکی جابه‌جا می‌شود. بستر جدید از ماگمایی که در شکاف‌های میان‌قاره‌ای بالا می‌آید شکل می‌گیرد و بستر قدیمی زیر جرم قاره‌ها فشرده شده و ذوب می‌شود.

برای بررسی رفتار گرمای درونی زمین، دانشمندان مدلی ساختند که زمین را به دو نیم‌کره آفریقایی و اقیانوس آرام تقسیم می‌کند و سپس کل سطح زمین را با شبکه‌ای بر اساس نیم درجه عرض و طول جغرافیایی بخش‌بندی می‌کند.

پژوهشگران چندین مدل پیشین شامل سن بستر دریا و موقعیت قاره‌ها طی ۴۰۰ میلیون سال گذشته را با یکدیگر ترکیب کردند. سپس محاسباتی انجام دادند که میزان گرمای موجود در هر خانه از شبکه را در طول عمر زمین‌شناختی آن مشخص می‌کرد. این محاسبات امکان تعیین نرخ کلی سرد شدن را فراهم کرد و در نهایت مشخص شد نیم‌کره اقیانوس آرام بسیار سریع‌تر سرد شده است.

در تصویر ارائه‌شده توسط کارلسن و همکاران در مجله Geophysical Research Letters، میزان تجمعی اتلاف حرارت گوشته طی ۴۰۰ میلیون سال گذشته (شامل نواحی اقیانوسی و قاره‌ای) نمایش داده شده است. بستر کف اقیانوس بسیار نازک‌تر از جرم عظیم خشکی‌ها است و گرمای درونی زمین توسط حجم گسترده آب سرد اقیانوس‌ها به‌سرعت جذب و خنک می‌شود. کافی است اقیانوس آرام را به عنوان بزرگ‌ترین پهنه آبی جهان با خشکی‌های مقابل آن یعنی آفریقا، اروپا و آسیا مقایسه کنیم؛ در این صورت روشن می‌شود که چرا سریع‌ترین اتلاف گرما از این بخش رخ می‌دهد.

پژوهش‌های پیشین درباره این پدیده تنها تا ۲۳۰ میلیون سال گذشته را بررسی کرده بودند، در حالی که مدل جدید با پوشش ۴۰۰ میلیون سال، بازه زمانی مطالعه را تقریباً دو برابر می‌کند.

نتایج پژوهش یک تناقض حیرت‌انگیز را در خود دارد. نیم‌کره اقیانوس آرام حدود ۵۰ کلوین بیشتر از نیم‌کره آفریقایی سرد شده، اما سرعت بالاتر حرکت صفحه‌های تکتونیکی در نیم‌کره اقیانوس آرام طی ۴۰۰ میلیون سال گذشته نشان می‌دهد این بخش در زمانی از تاریخ زمین بسیار گرم‌تر بوده است.

آیا ممکن است این ناحیه در گذشته‌ی بسیار دور توسط خشکی پوشیده شده و گرمای درونی را بیشتر حفظ کرده باشد؟ احتمال‌های دیگری نیز مطرح‌اند، اما در هر حال فعالیت شدید تکتونیکی امروزی در این منطقه مؤید وجود همین تفاوت گرمایی است. هرچه گوشته مذاب‌تر باشد، حرکت و برخورد صفحه‌ها آسان‌تر و شدیدتر خواهد بود.

مواد نرم مانند کرم‌های دارویی، سس مایونز و کرم‌های ضدآفتاب به مرور زمان تغییر می‌کنند و ساختار داخلی آن‌ها به‌طور آهسته و پیچیده دگرگون می‌شود. این تغییرات همیشه تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین قرار دارند و همین موضوع مطالعه دقیق آن‌ها را دشوار کرده است. برای بررسی بهتر این فرآیندها، گروهی از پژوهشگران از دانشگاه Politecnico di Milano و Université de Montpellier تصمیم گرفتند این مواد را در محیطی بدون جاذبه، یعنی ایستگاه فضایی بین‌المللی، مورد آزمایش قرار دهند تا بتوانند رفتار واقعی آن‌ها را در شرایطی کاملاً متفاوت مشاهده کنند.

بررسی دقیق این تغییرات همیشه تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین با چالش همراه بوده است. حتی زمانی که این مواد بدون حرکت روی قفسه قرار دارند، جاذبه باعث می‌شود ذرات داخلی آن‌ها ته‌نشین شوند و یا به شکل‌های متفاوتی تغییر کنند. به همین دلیل، گروهی از پژوهشگران از دانشگاه Politecnico di Milano و Université de Montpellier تصمیم گرفتند این مواد را در شرایطی بدون جاذبه، یعنی در فضا، مورد آزمایش قرار دهند تا بتوانند رفتار واقعی آن‌ها را بهتر مشاهده کنند.

نتیجه این تلاش، ایجاد آزمایشگاه پیشرفته COLIS بود؛ مرکزی تحقیقاتی که اکنون در ایستگاه فضایی بین‌المللی فعالیت می‌کند و به‌عنوان یکی از مهم‌ترین پروژه‌های علمی در زمینه مطالعه مواد نرم شناخته می‌شود. این پروژه حاصل بیش از ۲۵ سال همکاری میان لوکا چیپلتی (Luca Cipelletti)، فیزیکدان برجسته در آزمایشگاه Charles Coulomb، و روبرتو پیاتزا (Roberto Piazza)، مدیر آزمایشگاه مواد نرم در Politecnico di Milano است. این همکاری طولانی‌مدت نشان می‌دهد که مطالعه مواد نرم نه‌تنها برای درک علمی اهمیت دارد، بلکه می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در صنایع دارویی، غذایی و آرایشی داشته باشد.

COLIS با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته نوری، امکان بررسی دقیق مواد نرم را بدون ایجاد هیچ‌گونه اختلال در ساختار آن‌ها فراهم می‌کند. در این روش، پراکندگی دینامیک نور نشان می‌دهد که پرتوهای لیزر چگونه از میان نمونه‌ها عبور کرده و الگوهای بسیار ریز موسوم به «speckle» را آشکار می‌سازند؛ این الگوها بیانگر تغییرات تدریجی و بازآرایی ساختار مواد نرم در طول زمان هستند. علاوه بر این، این مرکز توانایی دارد نمونه‌ها را با دقت بالا گرم کند تا فرآیند فرسودگی آن‌ها به‌طور کنترل‌شده آغاز شود و سپس تغییرات در سطح مولکولی با جزئیات بررسی شود.

نتایج اولیه این پژوهش‌ها دانشمندان را شگفت‌زده کرده است. مشخص شد که نیروی جاذبه تأثیر بسیار عمیق‌تری بر ساختار مواد نرم دارد و حتی در بازه‌های زمانی طولانی، ویژگی‌های آن‌ها را تغییر می‌دهد. روبرتو پیاتزا (Roberto Piazza) در این‌باره توضیح داد: «شگفت‌انگیز است که ببینیم جاذبه، که در زندگی روزمره بسیار عادی و طبیعی به نظر می‌رسد، چگونه در پشت صحنه مواد مورد استفاده ما را شکل می‌دهد و رفتار آن‌ها را تعیین می‌کند.»

تلسکوپ کیهان‌شناسی آتاکاما (Atacama Cosmology Telescope – ACT) در کشور شیلی نزدیک به دو دهه به مطالعه چگونگی آغاز جهان، ترکیب آن و روند تکاملش تا وضعیت کنونی پرداخت. این رصدخانه در سال ۲۰۲۲ از چرخه خارج شد، اما آخرین مجموعه داده‌های آن همچنان جامعه علمی کیهان‌شناسی را تحت تأثیر قرار داده و بحث‌های گسترده‌ای ایجاد کرده است.

مطالعه‌ای تازه که در مجله Journal of Cosmology and Astroparticle Physics منتشر شده، با استفاده از داده‌های پایانی تلسکوپ کیهان‌شناسی آتاکاما (ACT) حدود ۳۰ مدل «گسترش‌یافته» در زمینه تکامل جهان را مورد بررسی قرار داده است؛ مدل‌هایی که به‌عنوان جایگزین برای مدل استاندارد کیهان‌شناسی مطرح می‌شوند و تلاش داشتند پدیده‌هایی را توضیح دهند که مدل استاندارد قادر به تبیین کامل آن‌ها نیست. یکی از مهم‌ترین این پدیده‌ها «تنش هابل» است؛ اختلافی میان اندازه‌گیری‌های مختلف از نرخ انبساط جهان که سال‌هاست ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است (به بیان ساده تنش هابل یک روش با بررسی تابش زمینه کیهانی (CMB)، یعنی همان پرتوی باقی‌مانده از بیگ بنگ، نرخ انبساط را محاسبه می‌کند).

نتایج این پژوهش نشان داد تمامی مدل‌های گسترش‌یافته‌ای که بررسی شدند، رد شده‌اند. در کنار مطالعه دیگری که در همان مجله و با استفاده از داده‌های نهایی ACT منتشر شد و وجود تنش هابل را تأیید کرد، این یافته‌ها راز کیهانی را پیچیده‌تر کرده و پرسش‌های تازه‌ای درباره عامل واقعی انبساط جهان پیش روی دانشمندان قرار داده است.

ارمینیا کالابرسه (Erminia Calabrese)، کیهان‌شناس دانشگاه کاردیف و نویسنده این پژوهش، در بیانیه‌ای توضیح داد: «ما این مدل‌ها را کاملاً مستقل بررسی کردیم. هدف ما رد کردن آن‌ها نبود، بلکه مطالعه دقیقشان بود. اما نتیجه روشن است: مشاهدات جدید در مقیاس‌های تازه و با استفاده از داده‌های رصدشده، عملاً امکان ادامه چنین بررسی‌هایی را از بین برده است. این موضوع محدوده نظریه‌پردازی را تا حدی کوچک‌تر می‌کند و مسیر پژوهش‌های آینده را تغییر می‌دهد.»

دمای میانگین امسال تقریباً ۱.۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر از میانگین پیشاصنعتی بوده و این سال را پس از ۲۰۲۴ به دومین سال گرم تاریخ تبدیل کرده است.

سال ۲۰۲۵ در مسیر تبدیل شدن به دومین سال گرم تاریخ پس از ۲۰۲۴ قرار دارد، با مناطقی که تجربه طوفان‌های بی‌سابقه، آتش‌سوزی‌های گسترده و گرمای شدید داشته‌اند. بر اساس داده‌های سرویس تغییرات اقلیمی کپرنیک اتحادیه اروپا (C3S)، دمای میانگین برای سال ۲۰۲۵ در حال حاضر ۱.۴۸ درجه سانتی‌گراد بالاتر از میانگین پیشاصنعتی است. این مقدار، آن را با ۲۰۲۳ هم‌رده کرده و پس از ۲۰۲۴ قرار می‌دهد که دمای آن ۱.۶ درجه بالاتر از میانگین پیشاصنعتی بود.

در حالی که فاز اقلیمی النینو در ۲۰۲۴ باعث گرم شدن کره زمین شد، اکنون جهان در فاز متناوب لانینا قرار دارد که جریان آب سرد در اقیانوس آرام استوایی باعث کاهش دمای جهانی می‌شود. اما انتشار سوخت‌های فسیلی در ۲۰۲۵ به رکورد جدیدی رسیده و بنابراین، دما همچنان رو به افزایش خواهد بود و به وقوع پدیده‌های شدید جوی ویرانگر کمک خواهد کرد.

آمانتا بورگس از C3S می‌گوید رویدادهای شدید جوی بر مردم، جامعه و اکوسیستم‌ها تأثیر می‌گذارند و ما می‌دانیم که این رویدادها در دنیای گرم‌تر هم از نظر فراوانی و هم از نظر شدت افزایش می‌یابند. طوفان‌ها بدتر می‌شوند زیرا جو مقدار بیشتری رطوبت در خود نگه می‌دارد.

این تابستان، تغییرات اقلیمی باعث ۱۶,۵۰۰ مرگ اضافی در اثر موج‌های گرما در اروپا شد. در اکتبر، طوفان Melissa، قوی‌ترین طوفانی که تاکنون جامائیکا را درنوردیده، بیش از ۸۰ نفر را کشت و خسارتی معادل ۸.۸ میلیارد دلار بر جای گذاشت. سازمان World Weather Attribution متوجه شده که تغییرات اقلیمی میزان بارش Melissa را ۱۶ درصد و سرعت باد آن را ۷ درصد افزایش داده است.

در ماه نوامبر، یک رشته از طوفان‌ها باعث رانش زمین و سیل در سریلانکا، اندونزی، تایلند، مالزی و ویتنام شد و بیش از ۱,۶۰۰ نفر کشته شدند.

وسعت یخ‌های دریای قطب شمال در حال حاضر کمترین میزان ثبت‌شده برای این فصل سال است و یخ‌های دریای قطب جنوب نیز پایین‌تر از حد نرمال قرار دارند.

میانگین دمای سه ساله اکنون در مسیر عبور از ۱.۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر از میانگین پیشاصنعتی برای اولین بار است. دانشمندان انتظار دارند که گرمایش تا سال ۲۰۲۹ از میانگین بلندمدت ۱.۵ درجه عبور کند و هدف توافق پاریس را نقض نماید.

بورگس می‌گوید با عبور از مرز ۱.۵ درجه سانتی‌گراد شاهد رویدادهای شدیدتری خواهیم بود. یک گزارش در ماه اکتبر استدلال کرد که یکی از نقاط بحرانی، مرگ برگشت‌ناپذیر صخره‌های مرجانی استوایی، قبلاً رخ داده است و جهان به زودی در معرض عبور از نقاط بحرانی دیگری مانند مرگ جنگل‌های آمازون و فروپاشی یخچال‌های گرینلند و غرب قطب جنوب، همچنین یخ‌های دریای قطب جنوب قرار دارد.

جلوه‌های ویژه همواره یکی از مهم‌ترین ابزارهای سینما برای خلق تجربه‌ای فراتر از واقعیت بوده است. از ترکیب تصاویر رایانه‌ای گرفته تا استفاده از فناوری‌های نوین فیلم‌برداری، بسیاری از آثار سینمایی توانسته‌اند با نوآوری‌های خود استانداردهای تازه‌ای در این حوزه تعریف کنند. در ادامه به نمونه‌هایی شاخص از فیلم‌هایی می‌پردازیم که با جلوه‌های ویژه خود تاریخ سینما را متحول کردند.

هدف اصلی سینما ایجاد «تعلیق باور» است و فناوری‌های بصری که واقعیت را دگرگون می‌کنند، در این مسیر اهمیت زیادی دارند. نخستین استفاده ثبت‌شده از جلوه‌های ویژه در تاریخ سینما به فیلم ترسناک The Execution of Mary, Queen of Scots ساخته آلفرد کلارک (Alfred Clarke) در سال ۱۸۹۵ بازمی‌گردد؛ جایی که با تکنیک استاپ‌موشن، صحنه‌ای از گردن‌زنی شبیه‌سازی شد. از آن زمان تاکنون، فناوری در سینما راهی طولانی پیموده و در دوران مدرن، بسیاری از فیلم‌ها به دلیل معرفی و اجرای تکنیک‌های نوین جلوه‌های ویژه شهرت یافته‌اند. کارگردانانی مانند جیمز کامرون (James Cameron) با آثاری چون مجموعه ترمیناتور (Terminator) و شخصیت T-1000، استانداردهای تازه‌ای در این حوزه تعریف کرده‌اند. در ادامه به ۱۰ نمونه جلوه ویژه انقلابی در تاریخ سینما می‌پردازیم.

۱۰. فیلم The Wizard of Oz (1939)

فیلم جادوگر شهر اوز (The Wizard of Oz) ساخته ویکتور فلمینگ (Victor Fleming) در سال ۱۹۳۹ یکی از برجسته‌ترین نمونه‌های بهره‌گیری از الگوی تکنیکالر (Technicolor) به شمار می‌رود. این فناوری پردازش رنگ که در دوران طلایی هالیوود، یعنی دهه‌های ۱۹۳۰ تا ۱۹۵۰، رواج یافت، امکان وارد کردن رنگ‌های واقعی به تصاویر سینمایی در مرحله پس‌تولید را فراهم می‌کرد و به فیلم‌ها جلوه‌ای تازه می‌بخشید. هرچند این اثر نخستین فیلمی نبود که از تکنیکالر استفاده کرد، اما شیوه‌ای که در روایت داستان به کار گرفته شد، آن را به نمونه‌ای منحصر به‌فرد تبدیل کرد. در آغاز فیلم، زمانی که شخصیت دوروتی با بازی جودی گارلند (Judy Garland) در کانزاس حضور دارد، تصاویر به‌طور کامل سیاه‌وسفید نمایش داده می‌شوند. اما به محض ورود او به سرزمین جادویی، قاب‌ها ناگهان با رنگ‌های زنده و درخشان پر می‌شوند. این تغییر ناگهانی نه تنها به لحاظ بصری چشمگیر بود، بلکه در زمان خود تجربه‌ای کاملاً تازه و شگفت‌انگیز برای مخاطبان محسوب می‌شد. همین تضاد میان فضای بی‌رنگ دنیای واقعی و شکوه رنگی دنیای خیالی، به فیلم هویت ویژه‌ای بخشید و آن را به یکی از آثار انقلابی تاریخ سینما بدل کرد.

این بازنمایی ساده اما تأثیرگذار، نشان داد که رنگ می‌تواند فراتر از یک عنصر تزئینی عمل کند و به بخشی جدایی‌ناپذیر از روایت داستان تبدیل شود؛ رویکردی که در آن دوره برای مخاطبان سینما کاملاً نو و حیرت‌انگیز بود.

۹. فیلم ۲۰۰۱: A Space Odyssey (1968)

فیلم حماسی علمی‌تخیلی ۲۰۰۱: ادیسه فضایی (۲۰۰۱: A Space Odyssey) ساخته استنلی کوبریک (Stanley Kubrick) در سال ۱۹۶۸ به‌عنوان یکی از نقاط عطف تاریخ سینما شناخته می‌شود. این اثر نه‌تنها با جلوه‌های بصری خیره‌کننده خود مخاطبان را شگفت‌زده کرد، بلکه با معرفی ساختار روایی غیرخطی، رویکردی تازه و متفاوت را به سینما آورد؛ رویکردی که در آن زمان برای بسیاری از تماشاگران کاملاً نو و غیرمنتظره بود. برای بازآفرینی حس بی‌وزنی در فضا، کوبریک دست به ابتکاری بزرگ زد و یک سانتریفیوژ عظیم به طول ۸۰ متر برای سفینه Discovery طراحی و ساخت. این سازه با چرخش مداوم خود شرایطی ایجاد می‌کرد که بازیگران بتوانند تجربه‌ای نزدیک به ضدجاذبه داشته باشند و صحنه‌ها با واقع‌گرایی بیشتری به تصویر کشیده شوند.

علاوه بر این، فیلم شامل بخش‌هایی با جلوه‌های بصری سورئال و صحنه‌هایی شبیه به توهم‌های روانگردان بود که تا پیش از آن در سینما سابقه نداشت. این ترکیب از نوآوری‌های تکنیکی و روایت متفاوت، تجربه‌ای بصری بی‌سابقه را برای مخاطبان رقم زد و جایگاه این فیلم را به‌عنوان یکی از آثار ماندگار و تحول‌آفرین تاریخ سینما تثبیت کرد.

۸. فیلم Star Wars: Episode IV – A New Hope (1977)

مجموعه جنگ ستارگان (Star Wars) ساخته جورج لوکاس (George Lucas) در سال ۱۹۷۷ با قسمت چهارم یعنی امید تازه (A New Hope) تحولی بزرگ در تاریخ جلوه‌های ویژه سینما رقم زد. این فیلم نه‌تنها استانداردهای تازه‌ای برای آثار علمی‌تخیلی ایجاد کرد، بلکه با معرفی فناوری‌های نوین فیلم‌برداری، مسیر تازه‌ای برای صنعت سینما گشود. یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های این اثر، سیستم دوربین کنترل حرکتی Dykstraflex بود که به‌طور اختصاصی برای پروژه طراحی و ساخته شد. این دوربین روی جرثقیل دینامیک نصب شده و توانایی حرکت در جهات مختلف را داشت؛ قابلیتی که تا آن زمان در سینما بی‌سابقه بود. ترکیب این فناوری با پرده آبی و استفاده از مدل‌های کوچک سفینه‌ها، امکان خلق صحنه‌های نبرد هوایی را فراهم کرد که با جزئیات دقیق و حس غوطه‌وری بی‌نظیر، تماشاگران را شگفت‌زده ساخت.

این نوآوری‌ها باعث شدند این فیلم نه‌تنها به یک اثر موفق تبدیل شود، بلکه به فیلمی ماندگار در تاریخ سینما بدل گردد و الهام‌بخش نسل‌های بعدی فیلم‌سازان در زمینه جلوه‌های ویژه باشد.

۷. فیلم Alien (1979)

فیلم بیگانه (Alien) ساخته ریدلی اسکات (Ridley Scott) در سال ۱۹۷۹ با ترکیب منحصربه‌فرد ژانر علمی‌تخیلی و ترسناک توانست یک زیرژانر تازه در سینما خلق کند و مسیر جدیدی برای فیلم‌های این سبک بگشاید. آنچه این اثر را از دیگر فیلم‌های زمان خود متمایز می‌کرد، بهره‌گیری استادانه از جلوه‌های عملی بود که به داستان و فضای فیلم عمق و واقع‌گرایی ویژه‌ای بخشید. مهم‌ترین نمونه این جلوه‌ها طراحی موجودات بیگانه زینومورف (Xenomorph) بود؛ هیولاهایی بلند، تاریک و هولناک که با لباس‌های بزرگ توسط بازیگران کنترل می‌شدند. این شیوه باعث شد حرکت و حضور آن‌ها طبیعی‌تر به نظر برسد و حس تهدید واقعی به مخاطب منتقل شود. دقت در طراحی و اجرای این موجودات به حدی بالا بود که حتی پس از گذشت بیش از چهار دهه، همچنان جلوه‌های آن‌ها باورپذیر و ترسناک جلوه می‌کند و توانسته جایگاه خود را به‌عنوان یکی از نمادهای ماندگار تاریخ سینما حفظ کند.

این فیلم نمونه‌ای روشن از قدرت جلوه‌های عملی در ایجاد تجربه‌ای ملموس و فراموش‌نشدنی برای مخاطبان است؛ تجربه‌ای که هنوز هم الهام‌بخش بسیاری از آثار سینمایی در ژانرهای مشابه محسوب می‌شود.

۶. فیلم Tron (1982)

فیلم ترون (Tron) ساخته استیون لیسبِرگر (Steven Lisberger) در سال ۱۹۸۲ به‌عنوان نخستین اثر سینمایی شناخته می‌شود که به‌طور گسترده از تصاویر رایانه‌ای (CGI) بهره گرفت و استانداردهای تازه‌ای در جلوه‌های ویژه ایجاد کرد. در آن دوران، ترکیب تصاویر رایانه‌ای با فیلم‌برداری زنده کاری بسیار پیچیده و دشوار بود، اما این فیلم توانست با اجرای دقیق و خلاقانه، این مانع بزرگ را پشت سر بگذارد و تجربه‌ای متفاوت برای مخاطبان رقم بزند. یکی از برجسته‌ترین نمونه‌های این نوآوری، صحنه‌های مشهور چرخه‌های نوری (Light Cycles) بود؛ وسایل نقلیه‌ای دیجیتالی که در حین حرکت، رد رنگی درخشان و چشمگیر پشت سر خود باقی می‌گذاشتند. این جلوه‌ها نه‌تنها به زیبایی بصری فیلم افزودند، بلکه هویت منحصربه‌فردی برای آن خلق کردند.

هرچند گرافیک رایانه‌ای فیلم از نگاه امروز ساده و ابتدایی به نظر می‌رسد، اما در زمان خود انقلابی بزرگ محسوب می‌شد و مسیر تازه‌ای برای استفاده گسترده از فناوری CGI در سینما گشود. همین نوآوری‌ها باعث شدند ترون به اثری ماندگار در تاریخ جلوه‌های ویژه تبدیل شود و الهام‌بخش بسیاری از فیلم‌های علمی‌تخیلی و آثار آینده گردد.

۵. فیلم Terminator 2: Judgment Day (1991)

فیلم ترمیناتور ۲: روز داوری (Terminator 2: Judgment Day) ساخته جیمز کامرون (James Cameron) در سال ۱۹۹۱ به‌عنوان یکی از نقاط عطف تاریخ جلوه‌های ویژه شناخته می‌شود. این اثر نسبت به نسخه نخست جهشی چشمگیر داشت؛ چرا که قسمت اول تنها با بودجه ۶.۴ میلیون دلار ساخته شده بود، در حالی که قسمت دوم با سرمایه‌گذاری عظیم ۱۰۰ میلیون دلاری توانست امکانات و فناوری‌های تازه‌ای را به کار گیرد. اوج جلوه‌های ویژه این فیلم در شخصیت T-1000 نمود پیدا کرد؛ رباتی با بدنی از فلز مایع که توانایی تغییر شکل به اشکال گوناگون را داشت. نمایش چنین مفهومی در آن زمان بسیار دشوار بود، اما کامرون با ترکیب بی‌نقص تصاویر رایانه‌ای (CGI) و فیلم‌برداری زنده توانست این موجود غیرممکن را به شکلی کاملاً باورپذیر و طبیعی روی پرده سینما زنده کند.

این نوآوری نه‌تنها استانداردهای تازه‌ای برای استفاده از جلوه‌های ویژه در سینما تعریف کرد، بلکه نشان داد که فناوری می‌تواند مرزهای تخیل را گسترش دهد و تجربه‌ای بصری خلق کند که برای مخاطبان دهه‌ها ماندگار بماند.

۴. فیلم Jurassic Park (1993)

فیلم پارک ژوراسیک (Jurassic Park) ساخته استیون اسپیلبرگ (Steven Spielberg) در سال ۱۹۹۳ در ردیف آثاری است که در تاریخ جلوه‌های ویژه دست به خلاقیت زده است. این اثر برای نخستین بار توانست با ترکیب دایناسورهای انیماترونیک و تصاویر رایانه‌ای (CGI) موجوداتی خلق کند که به‌طرزی شگفت‌انگیز واقعی و باورپذیر به نظر می‌رسیدند. اسپیلبرگ با بهره‌گیری از فیلم‌برداری زنده، عروسک‌های مکانیکی دقیق و فناوری CGI موفق شد دایناسورهایی بسازد که حضورشان در کنار بازیگران کاملاً طبیعی جلوه می‌کرد و حس واقعی بودن را به مخاطب منتقل می‌ساخت. این جلوه‌های ویژه تماشاگران را در زمان اکران حیرت‌زده کردند و نقش مهمی در موفقیت عظیم فیلم داشتند.

با بودجه‌ای معادل ۶۳ میلیون دلار، این فیلم توانست بیش از یک میلیارد دلار فروش جهانی کسب کند و به یکی از پرفروش‌ترین آثار تاریخ سینما تبدیل شود. موفقیت پارک ژوراسیک نه‌تنها جایگاه اسپیلبرگ را به‌عنوان یکی از نوآورترین کارگردانان تثبیت کرد، بلکه آغازگر مجموعه‌ای محبوب شد که همچنان ادامه دارد و قرار است با فیلم Jurassic World: Rebirth در سال ۲۰۲۵ مسیر خود را ادامه دهد.

۳. فیلم The Matrix (1999)

فیلم ماتریکس (The Matrix) ساخته لانا و لیلی واچوفسکی (Lana & Lilly Wachowski) در سال ۱۹۹۹ با نوآوری‌های بصری خود توانست مرزهای تازه‌ای در سینما ترسیم کند و استانداردهای جلوه‌های ویژه را به سطحی جدید ارتقا دهد. این اثر نه‌تنها از نظر داستانی و فضاسازی متفاوت بود، بلکه با معرفی تکنیک‌های نوین تصویری، تجربه‌ای کاملاً تازه برای مخاطبان ایجاد کرد. مشهورترین جلوه ویژه این فیلم، تکنیک «زمان گلوله» (Bullet Time) بود؛ صحنه‌هایی که شخصیت‌ها در حرکت آهسته و از زاویه ۳۶۰ درجه نمایش داده می‌شدند، به‌گونه‌ای که حس توقف زمان به مخاطب منتقل می‌گردید. این جلوه با استفاده از مجموعه‌ای از دوربین‌های ثابت که به‌صورت مارپیچی در اطراف صحنه چیده شده بودند، ساخته شد. هر دوربین یک تصویر متوالی ثبت می‌کرد و سپس این تصاویر در مرحله پس‌تولید با دقت ترکیب می‌شدند تا نمایی چرخشی خلق شود.

نتیجه این نوآوری، صحنه‌هایی بود که کاملاً با زیبایی‌شناسی و فضای فلسفی فیلم هماهنگ بودند و تجربه‌ای بی‌سابقه و ماندگار برای مخاطبان رقم زدند. همین تکنیک بعدها الهام‌بخش بسیاری از فیلم‌ها و بازی‌های ویدئویی شد و جایگاه ماتریکس را به‌عنوان یکی از آثار تحول‌آفرین تاریخ سینما تثبیت کرد.

۲. فیلم The Lord of the Rings: The Two Towers (2002)

فیلم ارباب حلقه‌ها: دو برج (The Lord of the Rings: The Two Towers) ساخته پیتر جکسون (Peter Jackson) در سال ۲۰۰۲ با بازآفرینی دنیای خیالی سرزمین میانه توانست جلوه‌های ویژه‌ای بی‌نظیر و ماندگار ارائه دهد. این اثر نه‌تنها با بهره‌گیری از مناظر طبیعی چشمگیر نیوزیلند و طراحی دقیق اورک‌ها از طریق گریم و پروتز، فضایی باورپذیر خلق کرد، بلکه با معرفی شخصیت گالوم به نقطه اوج نوآوری‌های بصری خود رسید. اندی سرکیس (Andy Serkis) با استفاده از فناوری پیشرفته موشن کپچر توانست جان تازه‌ای به گالوم ببخشد. ترکیب تصاویر رایانه‌ای (CGI) با حرکات واقعی بازیگر باعث شد این موجود خیالی حضوری ملموس و طبیعی روی پرده داشته باشد و به یکی از ماندگارترین شخصیت‌های دیجیتالی تاریخ سینما تبدیل شود. اجرای دقیق جزئیات رفتاری و ظاهری گالوم به‌گونه‌ای بود که مخاطبان او را نه صرفاً یک جلوه ویژه، بلکه شخصیتی زنده و تأثیرگذار در داستان تلقی کردند.

محبوبیت گالوم چنان گسترده شد که سازندگان تصمیم گرفتند فیلمی مستقل با محوریت این شخصیت تولید کنند؛ پروژه‌ای که طبق برنامه قرار است در سال ۲۰۲۶ اکران شود و بار دیگر توجه جهانیان را به یکی از نوآورانه‌ترین دستاوردهای سینمایی جلب کند.

۱. Avatar (2009)

فیلم آواتار (Avatar) ساخته جیمز کامرون (James Cameron) در سال ۲۰۰۹ به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای جلوه‌های ویژه مدرن شناخته می‌شود و نقطه عطفی در تاریخ سینما به شمار می‌آید. موجودات خیالی ناوی (Na’vi) با طراحی دقیق و خیره‌کننده خود چنان طبیعی و باورپذیر بودند که بسیاری از تماشاگران احساس می‌کردند با موجوداتی واقعی و زنده و نه صرفاً شخصیت‌هایی ساخته‌شده با فناوری دیجیتال روبه‌رو هستند. نوآوری اصلی این فیلم استفاده از فناوری سه‌بعدی استریوسکوپی بود؛ روشی که با ثبت همزمان دو تصویر مشابه توسط دوربین‌های ویژه، امکان نمایش عمق واقعی را فراهم می‌کرد و تجربه‌ای متفاوت از تماشای فیلم ارائه می‌داد. این تکنیک همانند کارکرد چشم انسان عمل می‌کرد و باعث می‌شد مخاطب حس حضور در دنیای خیالی پاندورا را به‌طور ملموس تجربه کند.

کامرون با بهره‌گیری از سیستم‌های اختصاصی دوربین Fusion توانست این فناوری را به بالاترین سطح ممکن برساند و جلوه‌ای بصری خلق کند که هنوز هم پس از گذشت سال‌ها بی‌رقیب باقی مانده است. ترکیب این نوآوری با داستان‌پردازی و جهان‌سازی گسترده فیلم، باعث شد آواتار نه‌تنها به یک موفقیت تجاری عظیم تبدیل شود، بلکه به‌عنوان اثری تحول‌آفرین در تاریخ جلوه‌های ویژه سینما ماندگار گردد.

فناوری پزشکی جدیدی به نام OrganEX در یک وادی بسیار حساس قدم گذاشته است. این دستگاه می‌تواند تا حد قابل توجه‌ای به احیای موجودی که از دنیا رفته کمک کند و شاید روزی آنقدر پیشرفت کند که مرگ را به چالش بکشد.

در تاریخ ۹ دسامبر ۲۰۱۳، جانى مک‌مث ۱۳ ساله در بیمارستان کودکان اوکلند در کالیفرنیا برای یک عمل روتین برداشت لوزه بستری شد. او دچار وقفه تنفسی در خواب بود و والدینش باور داشتند که با برداشتن لوزه‌ها، کیفیت زندگی، خواب و حتی روابط او با همکلاسی‌هایش بهتر خواهد شد. هر سال بیش از نیم میلیون نفر در ایالات متحده این عمل را انجام می‌دهند و در اکثریت قاطع موارد هیچ عارضه‌ای رخ نمی‌دهد. اما مک‌مث چنین بختی نداشت. حدود یک ساعت پس از به‌ هوش آمدن از جراحی، شروع به باز پس‌ زدن خون کرد. نیمه‌شب، سطح اکسیژن خون او به‌شدت سقوط کرد. کارکنان پزشکی با شتاب تلاش کردند تا او را لوله‌گذاری کنند، اما قلب مک‌مث از کار ایستاد. همان‌طور که راشل آویو در گزارش تکان‌دهنده سال ۲۰۱۸ در مجله The New Yorker شرح داد، چندین ساعت طول کشید تا ضربان قلب و تنفس او دوباره برقرار شود.

دو روز بعد، پزشکان اعلام کردند که مک‌مث دچار مرگ مغزی شده است. اما چون بدنش هنوز گرما داشت و پوستش لطافت خود را حفظ کرده بود، خانواده این تشخیص را نپذیرفتند. آنان برای نگه داشتن او بر روی دستگاه تنفس مصنوعی وارد دعوای حقوقی شدند و در نهایت با کمک یک کارزار جمع‌آوری کمک مالی در GoFundMe توانستند او را به ایالت نیوجرسی انتقال دهند؛ یکی از معدود ایالت‌هایی که به خانواده‌ها اجازه می‌دهد بر مبنای باورهای دینی با اعلام مرگ مخالفت کنند. مک‌مث با تغذیه از طریق لوله و دریافت هورمون‌های کمکی، همچنان رشد می‌کرد و توسعه بدنی نشان می‌داد و حتی چرخه قاعدگی او آغاز شد.

در سال ۲۰۱۸، وکیل خانواده جانى اعلام کرد که او بر اثر عوارض نارسایی کبدی درگذشته است. تنها در آن زمان، یعنی پنج سال پس از جراحی لوزه، همه طرف‌ها پذیرفتند که جانى واقعاً مرده است. میشل گودوین، استاد برجسته و مدیر مرکز زیست‌فناوری و سیاست سلامت جهانی در دانشکده حقوق دانشگاه کالیفرنیا در ایرواین، این پرونده را بسیار جنجالی توصیف می‌کند.

و این تنها یک نمونه نیست. در حدود ۷۰ سال گذشته، اعلام زمان مرگ به مسئله‌ای هرچه پیچیده‌تر تبدیل شده است. پیشرفت‌هایی مانند دستگاه‌های تنفس مصنوعی و سیستم‌های حفظ حیات، مرز میان انسان و بدن را هرچه مبهم‌تر کرده‌اند. اکنون، آزمایش‌های حیرت‌انگیز روی خوک‌ها و توسعه سیستم پیشرفته‌ای به نام OrganEx، دوباره بحث قدیمی پایان حیات را زنده کرده است. OrganEx هنوز برای انسان قابل استفاده نیست، اما توانسته برخی از تغییرات سلولی مرتبط با مرگ را در بدن خوک‌ها معکوس کند. معنای این موضوع چیست؟ در مطالعات، وقتی خوک‌ها یک ساعت پس از مرگ به این سیستم متصل شدند، ظاهرشان دوباره شبیه موجود زنده گردید، قلبشان شروع به تپیدن کرد و حتی حرکت‌هایی از خود نشان دادند. اما آیا آنان هنوز مرده محسوب می‌شدند؟ و اگر روزی چنین درمانی به انسان برسد، چه بر سر مورد بعدی شبیه جانى مک‌مث خواهد آمد؟

یک کشف اتفاقی

نناد سستان، عصب‌زیست‌شناس دانشگاه ییل، ژن‌هایی را مطالعه می‌کند که نحوه رشد نورون‌ها و اتصال آن‌ها را در مغز کنترل می‌نمایند. برای این پژوهش‌ها، او تکه‌های بافت مغز را از بانک‌های بافت در سراسر جهان سفارش می‌دهد. حدود ۸ یا ۹ سال پیش، نمونه‌ای که از لندن ارسال شده بود، پرواز را از دست داد. یک روز تأخیر، معمولاً فاجعه‌بار تلقی می‌شد، چون سلول‌ها پس از چند دقیقه بی‌اکسیژنی می‌میرند. این چیزی است که سستان از نخستین درس‌های دوران پزشکی به یاد داشت.

اما او دیده بود که همیشه چنین نیست. چند بار پیش آمده بود که قطعه‌ای از مغز برای چند ساعت بیشتر بیرون مانده و با این حال، او هنوز توانسته سلول‌های زنده از آن بازیابی کند. بنابراین، هنگام رسیدن نمونه تأخیری از لندن، از یکی از پژوهشگرانش خواست که بخش کوچکی از آن را جدا کند و در پتری‌دیش دارای مواد مغذی سلولی قرار دهد. او گفت شاید چیزی زنده مانده باشد.

و این اتفاق افتاد؛ برخی سلول‌ها رشد کردند. سپس همین نتیجه در نمونه دوم نیز تکرار شد. سستان به این فکر افتاد که اگر سلول‌های زنده از مغزی مرده قابل حفظ هستند، چرا نتوان کل عضو را احیا کرد؟

او به کمک پمپ‌ها، گرم‌کن‌ها و فیلترها، سیستمی برای گردش یک مایع جایگزین خون ساخت. این دستگاه که اکنون ثبت اختراع شده و BrainEx نام گرفته، در سال ۲۰۱۹ نتایج شگفت‌آور خود را نشان داد: BrainEx توانست ویژگی‌های بنیادی مغز خوک را که چهار ساعت از مرگش گذشته بود، بازیابی کند؛ نورون‌ها فعال شدند، رگ‌ها عملکرد نشان دادند و سلول‌های ایمنی مغز فعالیت خود را حفظ کردند.

پس از انتشار مقاله، سیلی از پیشنهادها به سوی سستان روانه شد. دیوید آندریه‌ویچ، پژوهشگر پزشکی که اندکی پیش از انتشار مقاله به تیم پیوسته بود، می‌گوید که سستان تصمیم گرفت پاسخ پرسش‌های بنیادین را با ساخت نسخه‌ای برای کل بدن پیگیری کند. این پروژه OrganEx نام گرفت.

قلب‌ها دوباره فعال شدند

OrganEx کارکردهایی شبیه ECMO (حفظ حیات خارج‌بدنی) دارد، اما بسیار پیشرفته‌تر است. این دستگاه شامل پمپ‌هایی برای شبیه‌سازی قلب و ریه، فیلتر خون، حسگرهای لحظه‌ای و محلول‌هایی شامل هموگلوبین مشتق از گاو و ترکیبی از حدود ده دارو است. هدف، جلوگیری از صدمات ناشی از اکسیژن‌رسانی ناگهانی و ایجاد حالتی از احیا به‌تدریج است.

وقتی زمان آزمایش OrganEx فرا رسید، تیم ییل ۱۰ خوک را مورد آزمایش قرار داد. خوک‌ها بی‌هوش بودند و سپس پژوهشگران با وارد کردن الکترود، ایست قلبی ایجاد نمودند. دستگاه‌ها توقف کامل قلب و مغز را ثبت کردند. خوک‌ها مرده بودند.

پس از گذشت یک ساعت، آن‌ها خوک‌های بی‌حرکت را به OrganExمتصل کردند. تنها نیم ساعت کافی بود تا نشانه‌ها ظاهر شوند: در چهار خوکِ تحت درمان با OrganEx، مانیتورهای قلب دوباره فعالیت الکتریکی را نشان دادند. قلب‌ها بدون ماساژ قلبی، خودبه‌خود شروع به فعالیت کردند.

در پایان مرحله شش‌ساعته، پژوهشگران نمونه‌های بافتی را بررسی کردند. نتایج حیرت‌آور بود: سلول‌های اندام‌های مختلف در گروه OrganEx ساختار بهتری داشتند، ژن‌های ترمیمی دوباره فعال شده بودند و حتی علائم ظاهری مرگ مانند سفتی و تغییر رنگ دیده نمی‌شد.

سستان می‌گوید حیوانات عملاً ظاهر متفاوتی داشتند و این تغییر با چشم غیرمسلح هم قابل تشخیص بود. وقتی از آندریه‌ویچ پرسیدند که چه رخدادهای دیگری در جریان آزمایش اتفاق افتاد، او مکثی نمود و سپس با دشواری کلمات را پیدا کرد. او گفت که آنچه موجب شگفتی فراوان شده، موضوع حرکات است.

هنگام عبور ماده حاجب از لوله، رخدادی تکان‌دهنده مشاهده شد: توده ۳۰ کیلوگرمی گوشت، به نظر رسید که سر خود را چرخاند. آندریه‌ویچ می‌گوید این اتفاق تنها چند ثانیه طول کشید و حیوان رفتاری شبیه تلاش برای برخاستن از خود نشان نداد، با این حال نمی‌شد آن را یک تکان ساده تلقی کرد. به‌گفته او، این یک حرکت پیچیده بود و نشان می‌دهد که پرفیوژن OrganEx می‌تواند محل اتصال عصب و عضله، یعنی محل تلاقی تارهای عصبی و الیاف عضلانی، را بازیابی کند.

او می‌پرسد که معنای این حرکت چیست و خودش پاسخ می‌دهد که هنوز مشخص نیست.

گسترش زندگی

دانشمندان همچنان درباره معنای نتایج OrganEx در حال بررسی‌‌ هستند. آزمایش‌ها روی حیوانات انجام شده و سال‌ها تا رسیدن به نقطه‌ای که در پزشکی انسانی تأثیرگذار شوند فاصله دارند. با این حال، در سطح سلولی، این آزمایش‌ها ممکن است نشان دهند که مرگ، نه‌تنها به‌سرعت و قطعیت گذشته پیش نمی‌رود، بلکه شاید قابل بازنگری باشد. برای فردی که بر اثر ایست قلبی زمین می‌افتد و ۱۰ دقیقه بر زمین می‌ماند، این یافته‌ها یک پرسش کلیدی مطرح می‌کنند: واقعاً او تا چه اندازه مرده است؟

در حال حاضر، وقتی قلب فردی بر اثر بیماری یا حمله قلبی از کار می‌افتد، شانس او برای زنده خارج شدن از بیمارستان تنها حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد است. رابرت مونتگومری، جراح پیوند و مدیر مؤسسه پیوند دانشگاه NYU Langone، که خود بارها با چنین وضعیتی مواجه شده، این موضوع را مطرح می‌کند. او پیش از آنکه در سال ۲۰۱۸ در همان بیمارستان قلب پیوندی بگیرد، به دلیل یک عارضه ارثی تضعیف‌کننده عضله قلب، هفت بار دچار ایست قلبی شد و هر بار احیا گردید.

مونتگومری اکنون می‌پرسد که آیا ممکن است مرگ در چنین موقعیت‌هایی قابل بازگشت باشد. او تصور می‌کند که شاید بتوان به جای ECMO از OrganEx برای مداخله پس از ایست قلبی استفاده کرد؛ پیش از آنکه قلب دوباره راه‌اندازی شود و مغز با خون گرم مواجه گردد. مونتگومری می‌گوید بدون آسیب‌های ناشی از پرفیوژن ناگهانی که ECMO می‌تواند به‌وجود آورد، شاید نرخ بقا افزایش یابد.

پژوهشگرانی که یکی از بزرگ‌ترین مطالعات درباره پیامدهای زیست‌محیطی استخراج در اعماق دریا را تکمیل کرده‌اند، در بستر اقیانوس با چیزی فراتر از انتظارشان روبه‌رو شدند: ۴ هزار و ۳۵۰ جاندار، هرکدام بزرگ‌تر از ۰.۳ میلیمتر. از میان آنها، پژوهشگران در نهایت ۷۸۸ گونه متمایز از سخت‌پوستان، نرم‌تنان، کرم‌های دریایی و دیگر موجودات را شناسایی کردند؛ جاندارانی که در همان ناحیه مورد طمع شرکت‌های معدنی زندگی می‌کنند.

اگرچه تیم پژوهش یافته است که برداشت فلزات کمیاب از عمق بیش از ۱۳ هزار پاییِ زیر سطح اقیانوس به اندازه فرضیه‌های اولیه ویرانگر نیست، اما این اختلال‌ها همچنان نگرانی‌های جدی ایجاد میکند. یافته‌های این گروه امروز در نشریه Nature Ecology and Evolution منتشر شده است.

با وجود اینکه اعماق دریا یکی از نامهربان‌ترین محیط‌ها برای انسان محسوب می‌شود، علاقه تجاری به این نواحی عمیق به‌سرعت در حال افزایش است. متأسفانه این اشتیاق اغلب ناشی از دغدغه حفاظت نیست، بلکه سودآوری عامل اصلی آن است؛ زیرا بزرگ‌ترین ذخایر فلزات کمیاب زمین در بستر دریا قرار دارد و همین موضوع آنها را برای شرکت‌ها جذاب‌تر کرده است.

یکی از هدف‌های جذاب برای طرفداران استخراج اعماق دریا، ناحیه کلاریون-کلیپرتون (CCZ) است؛ دشتی پهناور در ژرفای حدود ۲.۵ مایلی میان هاوایی و مکزیک. این منطقه علاوه بر غنای معدنی، یکی از ناشناخته‌ترین زیستگاه‌های جهان نیز هست. در سال ۲۰۲۲ زیست‌شناسان دریایی از کشف بیش از ۵ هزار گونه تازه در جریان یک پژوهش میدانی در همین ناحیه خبر دادند.

با وجود چنین تنوع زیستی گسترده و ناشناخته، فعالان محیط زیست بارها درباره پیامدهای استخراج در اعماق دریا بر مناطقی مانند CCZ هشدار داده‌اند؛ با این حال پژوهش‌های بسیار کمی در این زمینه وجود دارد.

توماس دالگرن، زیست‌شناس دریایی در دانشگاه گوتنبرگ سوئد و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: «فلزات حیاتی برای گذار ما به اقتصاد سبز ضروری هستند و اکنون کمبود آنها محسوس است. چندین فلز از این دسته در مقادیر زیاد در بستر اعماق دریا یافت میشود، اما تا امروز کسی نشان نداده بود چگونه می‌توان آنها را استخراج کرد یا این کار چه پیامدهایی خواهد داشت.»

برای روشن‌تر کردن اثرات بالقوه، دالگرن و همکارانش یک نوار ۵۰ مایلی از CCZ را دو سال پیش از یک آزمایش میدانی با یک دستگاه استخراج معدنی بررسی کردند. آنها سپس دو ماه پس از عبور این دستگاه دوباره به منطقه بازگشتند و در مجموع ۱۶۰ روز کار میدانی انجام دادند. در این مدت بیش از ۴ هزار جاندار را مشاهده کردند؛ از جمله همان ۷۸۸ گونه متمایز از نرم‌تنان، سخت‌پوستان، کرم‌های ریسه‌دار و موجودات دیگر.

دالگرن توضیح داد: «من بیش از ۱۳ سال است که در ناحیه کلاریون-کلیپرتون کار میکنم و این بزرگ‌ترین مطالعه‌ای است که تا امروز انجام شده. چون بیشتر گونه‌ها پیش‌تر توصیف نشده بودند، داده‌های مولکولی دی‌ان‌ای برای بررسی تنوع زیستی و بوم‌شناسی بستر دریا حیاتی بود.»

پیامدهای آزمایش استخراج بسیار آشکار بود: در رد چرخ‌های ماشین استخراج، جمعیت کلی جانوران ۳۷ درصد کاهش داشت و تنوع زیستی ۳۲ درصد کمتر شد.

نویسندگان مطالعه نوشتند: «استخراج در اعماق دریا در ناحیه CCZ در مرحله حساسی قرار گرفته است؛ صنعت در تلاش است از مرحله اکتشاف به بهره‌برداری تجاری گذر کند. بنابراین نیاز فوری به ارزیابی مستقیم پیامدهای استخراج بر فراوانی و تنوع زیستی جانداران بستر دریا وجود دارد.»

اکنون که نخستین پروژه بزرگ تکمیل شده است، زیست‌شناسان امیدوارند این مطالعه به‌عنوان نقطه مبنایی برای ارزیابی‌های آینده درباره پیامدهای استخراج دریایی عمل کند. گام بعدی آنها بررسی ۳۰ درصد از منطقه CCZ است که تحت مقررات حفاظتی قرار دارد.

آدریان گلاور، پژوهشگر موزه تاریخ طبیعی لندن و از نویسندگان مطالعه، افزود: «در حال حاضر تقریبا هیچ اطلاعی از آنچه در این ناحیه زندگی می‌کند نداریم.»

در تاریخ ۲۶ آوریل ۱۹۸۶، رآکتور هسته‌ای چرنوبیلِ اوکراین که در آن زمان بخشی از اتحاد جماهیر شوروی بود، منفجر شد و حجم زیادی از تشعشات را به‌وجود آورد. تقریبا چهار دهه بعد، این نیروگاه و بسیاری از مناطق اطراف آن هنوز خالی از سکنه هستند. با این حال، حیوانات مختلفی از جمله هزاران سگ وحشی توانستند در بین تشعشعات چرنوبیل زندگی کنند که بسیاری از آن‌ها توله حیوانات خانگی مردم بودند. با نزدیک شدن به چهلمین سال‌روز بزرگ‌ترین فاجعه هسته‌ای جهان، زیست‌شناسان اکنون تلاش کرده‌اند این حیوانات و ژن آن‌ها را به‌طور دقیق‌تری بررسی کنند.

چرنوبیل تقریبا به اندازه پارک ملی یوسیمیتی است و زیست‌شناسان قصد دارند بدانند چگونه دهه‌ها قرار گرفتن در معرض تشعشعات ممکن است ژنوم حیوانات را تغییر داده و حتی احتمالا روند تکامل آن را تسریع کرده باشد. دانشمندان بررسی دی‌ان‌ای ۳۰۲ سگ وحشی در این منطقه را آغاز کردند. الین اوسترندر، یکی از نویسندگان پژوهش انجام‌شده و متخصص ژنومیک سگ‌ها، می‌گوید: “آیا آن‌ها موجودات جهش‌یافته هستند که می‌توانند در این منطقه بدون هیچ‌گونه مشکلی زندگی و تولیدمثل کنند؟ این حیوانات با چه چالش‌هایی روبه‌رو هستند و چگونه از نظر ژنتیکی با آن‌ها کنار آمده‌اند؟” البته تحول سریع جانوران توسط تشعشات، موضوع جدیدی نیست.

برای مثال، تابش هدفمند اشعه به بذرها در فضا برای ایجاد جهش‌های مفید، یک روش شناخته‌شده برای به‌وجود آوردن گیاهانی است که برای دمای روبه‌افزایش زمین مناسب‌تر هستند. دانشمندان سال‌هاست که برخی از موجودات چرنوبیل از جمله باکتری‌ها، جوندگان و حتی پرندگان را بررسی کرده‌اند. برای مثال، تحقیقی نشان داد که قورباغه‌های درختی شرقی که معمولا سبزرنگ هستند، در آنجا سیاه‌تر شده‌اند. زیست‌شناسان فکر می‌کنند قورباغه‌ها جهشی مفید در ملانین داشته‌اند که رنگ پوستشان را تعیین می‌کند. این نتایج دانشمندان را به فکر فرو برد که آیا ممکن است اتفاق مشابهی برای سگ‌های چرنوبیل در حال رخ دادن باشد؟

بر اساس پژوهش انجام شده، سگ‌های وحشی که در نزدیکی نیروگاه چرنبویل زندگی می‌کنند، تفاوت‌های ژنتیکی مشخصی با سایر سگ‌هایی که تنها حدود ۱۰ مایل دورتر هستند، دارند. البته این تحقیق تنها گام اول برای اثبات فرضیه جهش ژنتیکی سگ‌های چرنوبیل است. با این حال، یکی از دانمشندان محیط زیست اشاره کرده است که این نوع تحقیقات می‌توانند پیچیده باشد، زیرا تشخیص جهش‌های ناشی از تشعشعات از سایر اثرات، مانند همخون بودن بسیار سخت است. افزون‌بر این، محققان به بررسی این سوال پرداخته‌اند و نتایج متناقضی به‌دست آورده‌اند. در حقیقت، پژوهشی دیگر نشان می‌دهد که می‌توانیم تشعشعات هسته‌ای را از فهرست عوامل تاثیرگذار بر زندگی سگ‌های چرنوبیل حذف کنیم. در این آنالیز ژنتیکی، سطح کروموزونی، سطح ژنوم و حتی نوکلئوتیدهای سگ‌های چرنوبیل مورد بررسی قرار گرفت و هیچ اختلالی که نشان‌دهنده جهشی ناشی از تشعشات باشد، یافت نشد.

برای ایجاد یک مبنای مقایسه، تیم تحقیقاتی ژنوم سگ‌های شهر چرنوبیل که در فاصله ۱۶ کیلومتری از منطقه حفاظت‌شده قرار داشتند را با سگ‌های یافت‌شده در مناطقی از روسیه، لهستان و سایر کشورهای مجاور مقایسه کردند. پس از اینکه مشخص شد جمعیت این حیوانات از نظر ژنتیکی شبیه یکدیگر هستند، از سگ‌های چرنوبیل به عنوان معیاری برای تحقیقات خود استفاده کردند. البته این کار آسان نبود، زیرا بیش از دوازده نسل از سگ‌های اصلی که شاهد انفجار نیروگاه چرنوبیل بودند، گذشته است. متیو برین، نویسنده ارشد این پژوهش گفت: “ما می‌دانیم که قرار گرفتن در معرض تشعشعات زیاد می‌تواند موجب بی‌ثباتی در سطح کروموزوم شود.”

او افزود: “در حالی که تعداد سگ‌های چرنوبیل اکنون بیشتر است. جهش‌ها درصورت فراهم کردن امکان بقا برای سگ‌های اولیه، هنوز هم قابل تشخیص هستند. اما ما هیچ شواهدی را در این سگ‌ها پیدا نکردیم.” با این اوصاف، تحقیقی که قبلا انجام شده بود، همچنان یک الگو برای پژوهش‌های بیشتر درباره اثرات تشعشعات بر پستانداران بزرگ‌تر فراهم می‌کند، زیرا دی‌ان‌ای سگ‌هایی که در اطراف چرنبویل زندگی می‌کنند، می‌تواند با سگ‌هایی که در مناطق غیرآلوده هستند، مقایسه شود. با نبود نتایج قعطی، پژوهش جدید دانشمندان بار دیگر نشان داد منطقه‌ای که باید یک زمین بایر باشد، تبدیل به یک فرصت علمی بی‌نظیر برای آشنایی با تشعشعات و تاثیر آن بر تکامل جانوران شده است.

یک شرکت چینی از ربات انسان‌نمای جدیدی رونمایی کرده که برای مبارزات رزمی طراحی شده است.

این ربات که T800 نام دارد، توسط شرکت EngineAI در جریان کنفرانس جهانی ربات‌ها در پکن معرفی شد و از نظر اندازه و وزن با یک انسان بالغ برابری می‌کند. T800 به عنوان بستری برای اجرای نمایش‌های کنترل‌شده رزمی، عملکردی خیره‌کننده از خود بر جای گذاشته است.

قدرت، ضربه‌ها و دقت

تقریباً هر هفته ربات‌های انسان‌نمای پیشرفته جدیدی معرفی می‌شوند. برای ایجاد تمایز و خلق رباتی منحصربه‌فرد، باید فراتر از کارهای ساده‌ای مثل راه‌ رفتن یا حرکات ابتدایی دست‌ها رفت.

EngineAI به این موضوع واقف بوده و ربات انسان‌نمای جدید خود با نام T800 را با رویکردی جسورانه و تکیه بر یک کارزار تبلیغاتی قدرتمند معرفی کرده است. این شرکت ربات را نه صرفاً به‌عنوان ابزاری کاربردی بلکه به‌عنوان مدلی با عملکرد بالا و توانایی اجرای حرکات پویا تبلیغ می‌کند.

ویدیویی که در ادامه مشاهده می‌کنید، به خوبی ظرفیت‌ها و توانایی‌های T800 در مبارزات رزمی را نشان می‌دهد:

ربات T800 یک مدل انسان‌نمای تمام‌قد بوده که با هدف دستیابی به تحرک‌پذیری بالا، استقامت زیاد و توانایی ایفای نقش‌های متنوع ساخته شده است. این ربات با ارتفاع ۱۷۳ سانتی‌متری و وزن ۷۵ کیلوگرم (با باتری نصب‌شده)، دارای ۲۹ درجه آزادی در بخش‌های مختلف بدن و ۷ درجه آزادی برای هر دست با مهارت حرکتی بالا است.

به گفته سازنده، ساختار ربات با استفاده از پنل‌های آلومینیومی در سطح استانداردهای هوانوردی شکل گرفته تا دوام بالا و وزن مناسب را فراهم آورد و در کنار آن، طراحی بیرونی نیز ظاهری آیرودینامیک ایجاد کرده است. یکی از نکات مهم، وجود سیستم خنک‌کننده فعال در مفاصل پاها است که امکان کارکرد مستمر و پرفشار تا چهار ساعت را به‌وجود می‌آورد. این سیستم توسط معماری باتری ماژولار جامد پشتیبانی می‌شود.

T800 مجموعه‌ای از حسگرهای چندوجهی مانند لیدار ۳۶۰ درجه، حسگرهای بینایی استریو و پردازش محیطی در حد چند میلی‌ثانیه برای جلوگیری از برخورد با موانع و افزایش آگاهی محیطی به همراه دارد. موتورهای قدرتمند مفاصل آن قادر به تولید گشتاور تا ۴۵۰ نیوتن‌متر هستند و امکان اجرای حرکات پیشرفته‌ای مانند ضربات پرشی، چرخش‌های مشابه حرکات کاپوئرا و تغییر جهت‌های سریع را فراهم می‌کنند.