مشروع Antscan: مسرّع جسيمات وروبوتات وذكاء اصطناعي يحوّلون 2000 نملة إلى نماذج ثلاثية الأبعاد في أسبوع واحد
في عالم يعجّ بأكثر من 20 كوادريليون نملة تنتمي إلى أكثر من 15,000 نوع معروف، ظلّ علماء الحشرات لعقود يواجهون تحديًا محبطًا: 13دراسة التفاصيل الدقيقة لتشريح النمل كانت دائمًا عملية بطيئة، فكل عيّنة تحتاج عادةً إلى فحصها تحت المجاهر أو مسحها بشكل فردي بمعدات تصوير متخصصة، وهي عملية قد تستغرق ساعات لحشرة واحدة. لكن دراسة رائدة نُشرت في الخامس من مارس 2026 في مجلة Nature Methods قلبت هذه المعادلة رأسًا على عقب.
مشروع Antscan: ولادة مكتبة رقمية غير مسبوقة
في دراسة نُشرت في مجلة Nature Methods في 5 مارس 2026، قاد البروفيسور إيفان إيكونومو من جامعة ميريلاند وتوماس فان دي كامب من معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT) في ألمانيا فريقًا بحثيًا دوليًا. 1 جمع هذا الفريق بين مسرّع جسيمات سنكروتروني وتصوير بالأشعة السينية وروبوتات وذكاء اصطناعي لإنتاج نماذج رقمية تفاعلية تمثّل 800 نوع مختلف من النمل، مما أتاح مسح العيّنات بسرعة أكبر بكثير وتحويل بيانات التصوير الخام إلى نماذج ثلاثية الأبعاد مفصّلة.
من 10 ساعات إلى 30 ثانية فقط!
أوضح إيكونومو أن “أحد القيود هو أنك تحصل على مجموعة بيانات ثلاثية الأبعاد غنية، لكن مسح عيّنة واحدة قد يستغرق 10 ساعات.” أمّا مع النظام الجديد فقد تغيّر كل شيء جذريًا. 3 يقول المؤلف الأول للدراسة الدكتور جوليان كاتسكه، خريج مختبر إيكونومو في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا (OIST) في اليابان: “لو أجرينا هذا المشروع بجهاز مسح مختبري تقليدي لاستغرق الأمر نحو ست سنوات من التشغيل المتواصل. لكن مع نظامنا، مسحنا 2000 عيّنة في أسبوع واحد فقط.”
كيف يعمل النظام؟
جمع الباحثون عيّنات نمل محفوظة في الإيثانول من متاحف وشركاء علميين ومتخصصين حول العالم، ثم صنّفوا الحشرات حسب النوع والطبقة ونقلوها إلى KIT لمسحها، حيث تعمل هذه الطريقة بشكل مشابه للتصوير المقطعي الطبي لكن بتكبير أعلى بكثير. 8
في المنشأة، أنتج مسرّع الجسيمات السنكروتروني شعاعًا مكثفًا من الأشعة السينية قادرًا على مسح أعداد كبيرة من العيّنات بسرعة، بينما تولّى نظام روبوتي تدوير كل عيّنة واستبدالها بالتالية كل 30 ثانية، مما أنتج مجموعات من الصور ثنائية الأبعاد يمكن دمجها لاحقًا لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد كاملة.
الذكاء الاصطناعي يعيد الحياة للنمل
في البداية، التقطت عمليات المسح النمل في أوضاع ملتوية وغير طبيعية بعيدة عن النماذج الواقعية التي أرادها العلماء. ولمعالجة ذلك، بدأ طلاب علوم الحاسوب في جامعة ميريلاند بتطوير أدوات ذكاء اصطناعي تُعدّل الصور تلقائيًا بحيث يظهر النمل في أوضاع طبيعية مشابهة لما يبدو عليه في البرية.
ما الذي تكشفه هذه النماذج؟
هذه الصور ثلاثية الأبعاد لا تُظهر الهيكل الخارجي للنمل فحسب، بل تكشف أيضًا بنيته الداخلية كالعضلات والجهاز العصبي والجهاز الهضمي واللواسع بدقة ميكرومترية.13 يمكن تدوير هذه النماذج وتكبيرها واستكشافها من أي زاوية، كما يمكن للباحثين تشريح النملة رقميًا لعرض البنى الداخلية طبقة بطبقة.
أكثر من 200 تيرابايت من البيانات
تعامل النظام الروبوتي مع قوارير النمل المحفوظ في الكحول واحدة تلو الأخرى خلال أيام، ثم أعاد البرنامج بناء أكثر من 200 تيرابايت من البيانات وحوّلها إلى أحجام ثلاثية الأبعاد، مع مساعدة الشبكات العصبية في أتمتة التعرف على البنى التشريحية وتحليلها.
رؤية مستقبلية: من النمل إلى كل الكائنات الحية
يأمل الفريق في التوسع إلى ما هو أبعد من النمل ليشمل أي لافقاريات يمكن إدخالها في جهاز المسح. يقول إيكونومو: “تصميم المشروع، إذا تم توسيعه، يمنح القدرة على رقمنة مئات الآلاف من الأنواع ووضعها في العالم الرقمي.”14
يؤكد إيكونومو أن “قيمة هذه الدراسة لا تتعلق بالنمل فقط، بل هي أوسع بكثير. فعندما تُرقمَن العيّنات، يمكننا بناء مكتبات من الكائنات الحية تُسهّل استخدامها من المختبرات العلمية إلى الفصول الدراسية إلى استوديوهات هوليوود.”10
وقد بدأت قاعدة البيانات بالفعل تُثبت قيمتها العلمية؛ ففي دراسة نُشرت في ديسمبر، استخدم إيكونومو وبعض زملائه بيانات Antscan لفحص العلاقة بين قوة الهيكل الخارجي وحجم مستعمرة النمل، ووجدوا أن الأنواع ذات الطبقات الخارجية الأرق غالبًا ما تمتلك مستعمرات أكبر.
إن مشروع Antscan ليس مجرد قاعدة بيانات للنمل، بل هو مخطط لمستقبل يمكن فيه رقمنة شجرة الحياة بأكملها ومشاركتها واستكشافها من قِبل أي شخص متصل بالإنترنت.
المصادر
- Katzke, J. et al. (2026). “High-throughput phenomics of global ant biodiversity.” Nature Methods, 23, 505–506. DOI: 10.1038/s41592-026-03005-0
- ScienceDaily – Phys.org – IEEE Spectrum – Scientific American – Smithsonian Magazine – The Wildlife Society – OIST
