محمد الرخا - دبي - الثلاثاء 9 أبريل 2024 02:21 مساءً - توصل فريق تعاوني من الباحثين من جامعة كاليفورنيا وبيركلي ومختبر لينكولن بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مؤخرًا إلى ما يمكن وصفه بأنه "السونار الأكثر هدوءًا تحت الماء".
وقام الباحثون باستلهام ابتكارهم من التطور الفريد لأسماك القرش وطائر البوم، فعندما يتعلق الأمر بالحيوانات المفترسة في المحيط، فإن أنماط جلدها، المعروفة باسم الأضلاع، تساعد في تقليل السحب.
وبالنسبة للبوم، فإن حواف ريشها الصغيرة التي تسمى المسننات تسمح لها بالطيران بصمت أثناء صيد الفريسة.
وبناء على ذلك، يحقق العلماء فيما إذا كانت المبادئ التي تعتمد عليها تلك المخلوقات هي نفسها التي يمكن أن تنطبق أيضًا على الأدوات الموجودة تحت الماء.
وبحسب تقرير نشره موقع popsci للعلوم، تلقي الدراسة الضوء على إمكانات المحاكاة الحيوية لإحداث ثورة في المعدات المستخدمة تحت الماء.
ومع ذلك، فإن الأمواج الناتجة عن هذه الأنظمة عند السرعات الأعلى يمكن أن تنتج ضوضاء مفرطة؛ ما يعيق أداء السونار.
وباستخدام النمذجة الحسابية المتقدمة، قام الباحثون بمحاكاة أشكال وأنماط مختلفة من الأضلاع في التفاعل مع الظروف المائية المختلفة.
ومن التيارات الهادئة إلى تدفقات المحيط المضطربة، قاموا بفحص تأثيرات الضلوع الملساء والمثلثة وشبه المنحرفة والصدفية على ديناميكيات السوائل والصوتيات.
وكشفت النتائج التي توصلوا إليها عن تقارير واعدة، خاصة مع التكوينات المضلعة المستطيلة، والتي أظهرت انخفاضًا في الضوضاء بنسبة تزيد على 14% وانخفاضًا في الأمواج بنسبة 5% تقريبًا في المياه المتلاطمة.
وأدت الضليعات الدقيقة والأكثر كثافة إلى انخفاض أكبر في الأمواج، بما يصل إلى 25% إضافية.
التطبيقات الهندسية
وأكد زيشياو وي، المؤلف الرئيس للدراسة، أهمية هذه الدراسة، مشيرًا إلى أن ارتفاع التدفقات له دور فعال في تقليل تقلبات الضغط وتوليد الضوضاء.
وبعيدًا عن تعزيز الأنظمة التي يديرها الإنسان، فإن دمج الأنسجة المستوحاة من الحيوانات في مصفوفات السونار وغيرها من المركبات تحت الماء، يمكن أن يفيد الحياة البرية البحرية من خلال خلق ظروف تشغيل أكثر هدوءًا وتقليل الاضطرابات في موائلها.
وفي حين أن محاكاة هذه الأنسجة الطبيعية أمر ممكن، إلا أن تكرارها في التطبيقات الهندسية لا يزال يمثل تحديًا.
وفي الوقت ذاته، يتفاءل الباحثون بشأن قدرة المحاكاة الحيوية على تطوير الهندسة والتكنولوجيا، ويتصورون مستقبلًا تعمل فيه هذه التصاميم المبتكرة على تحسين العمليات تحت الماء مع الحفاظ على النظم البيئية البحرية.