أجهزة «التعزيز الحسّي» لوقاية روّاد الفضاء من التشوّش المكاني

عند الهبوط على سطح القمر، قد يشعر روّاد الفضاء بالتشوّش المكاني، أي أنّهم قد يفقدون الإحساس بمكان وجودهم؛ ما يعني أنّهم قد يعجزون حتّى عن تحديد اتجاههم الصحيح. وقد يؤدي هذا التشوّش إلى حوادث مميتة.

التشوش المكانيحتّى على الأرض، تسبب التشوّش المكاني بين عامي 1993 و2013 بخسارة 65 طائرة، وأضرار بقيمة 2.3 مليار دولار، و101 من الوفيات في الولايات المتحدة.

ولكن هل تستطيع التقنية القابلة للارتداء تعزيز حواس روّاد الفضاء بحيث يصبحون قادرين على تجاوز محدوديّة أجهزة استشعارهم الطبيعية؟ وما نوع التدريب الذي قد يساعد في بناء رابطٍ عميق بين رائد الفضاء والتقنية القابلة للارتداء حتّى يصبح قادراً على الاعتماد على التقنية بينما يعجز عن الوثوق بحواسه الطبيعية؟

فيفيكاناند باداي الباحث العلمي في معهد أشتون غبريال للتوجيه المكاني في جامعة برانديز، يدرُس برفقة زملائه ألكسندر بانيك، وجايمس لاكنر، وبول ديزيو، التعزيز الحسّي والتشوّش المكاني، أي الحالة التي يشعر فيها روّاد الفضاء والطيّارون بخسارة الإحساس بوجهتهم.

في ورقة بحثية نُشرت خلال الشهر الحالي في دورية «فرونتييرز إن فيزيولوجي»، حدّد الباحثون ما إذا كانت المستشعرات الهزّازة، وهي عبارة عن أجهزة صغيرة مهتزّة توضع على الجلد قادرة على تعزيز أداء المشاركين في ظروف مسببة للتشوّش تحاكي رحلة في الفضاء، بالإضافة إلى نوع التدريب الذي قد يعزّز الاتصال بين البشر والجهاز.

جهاز حسّي جسديتوصل المستشعرات الهزّازة المعلومات عبر المتلقيات اللمسية في الجهاز الحسي الجسدي بدل النظام البصري. تجدر الإشارة إلى أنّ هذه الأجهزة الصغيرة ساعدت الطيّارين في الماضي على التحليق بالطوافات والطائرات.

عندما يُصاب الطيّارون بالتشوّش، يشعر نظامهم البصري غالباً بثقل ناتج عن المعلومات. هنا، تلعب المستشعرات الهزّازة دوراً مساعداً، لأنّها تُرسل إشارات لمسية عوضاً عن الإشارات البصرية.

تصميم لرحلات الفضاءيقول فيفيكاناند باداي في حديث لمجلة «فاست كومباني»: «في تجربتنا الأولى، أردنا أن نتبيّن ما إذا كانت المستشعرات الهزّازة ستُحسّن قدرة المشارك على الحفاظ على توازنه في وضع رحلة فضائية مسببة للتشوّش. لذا ثبّتنا المشاركين على جهاز دوّار متعدّد المحاور، وهو عبارة عن آلة تتألّف من كرسي مبرمج للتحرّك كبندول مقلوب. أخذت الآلة بالتمايل يميناً ويساراً كقلم رصاص يقع كلّما حاول أحدهم تثبيته على رأس إصبعه. واستخدم المشاركون عصا تحكّم في محاولتهم للحفاظ على توازنهم وإبقاء الكرسي مستقيماً. وغطّينا عيون كل المشاركين لأنّ التشوّش المكاني يحصل غالباً عندما يحلّق الطيارون في الليل أو بين الغيوم».

على الأرض، تساعد أجزاء صغيرة في الأذن تُعرف باسم الحصيّات الأشخاص في الحفاظ على توازنهم، عبر الشعور بمدى ميل الجسم بعيداً عن الوضعية المستقيمة، أو ما يُعرف بالجاذبية العمودية. أمّا في الفضاء، لا سيّما خلال تحوّل الجاذبية الذي يحصل خلال الهبوط على كوكبٍ ما أو على القمر مثلاً، تختلف معلومات الجاذبية التي ترصدها حصيات الأذن كثيراً عمّا هي عليه على الأرض، وهذا ما قد يسبب التشوّش.

بالإضافة إلى ذلك، تغيّر الرحلات الفضائية الطويلة كيفية تحليل الدماغ للإشارات المقبلة من الحصيات؛ ما قد يؤدّي أيضاً إلى تشوّش أثناء الهبوط.

في وضع الأرض المناظرة للوضع في الفضاء، الذي اعتمدناه للمقارنة مع وضع الرحلة الفضائية التجريبي، جلس المشاركون في الجهاز الدوّار متعدّد المحاور واستخدموا عصا تحكّم لموازنة أنفسهم حول نقطة التوازن التي كانت في وضعية مستقرّة إلى الأعلى متناغمة مع الجاذبية العمودية.

ولأنّ حصيات الأذن تستطيع استشعار الميل عن الجاذبية العمودية، شعر المشاركون طوال الوقت بوجهتهم وبموقع نقطة التوازن. أطلقنا على هذا الوضع اسم «الأرض المناظرة» لأنّهم يستطيعون فيه الاعتماد على إشارات الجاذبية لأداء المهمّة، ونجحوا فعلاً في تحسين أدائهم في هذا الوضع مع الوقت.

محاكاة الرحلات الفضائيةبعدها، وفي وضع محاكاة الرحلة الفضائية، جعلنا الجهاز الدوّار يدفع المشاركين إلى الخلف بزاوية 90 درجة. كانت نقطة التوازن لا تزال في الوسط، وبُرمج الجهاز الدوّار متعدّد المحاور ليميل إلى اليمين أو اليسار بينما كان المشاركون مستلقين على ظهورهم.

في وضع الأرض، كانت نقطة التوازن على خطٍّ واحدٍ مع الوضع العمودي المستقيم، ما سهّل استخدام حصيات الأذن لتحديد درجة الميل. ولكن في وضع الرحلة الفضائية، ابتعد ميل المشاركين عن الجاذبية العمودية لأنّهم كانوا مستلقين على ظهورهم طوال الوقت. لهذا السبب، ومع أنّ نقطة التوازن التي كانوا يحاولون العثور عليها كانت نفسها، لم يتمكّنوا من استخدام الجاذبية لتحديد درجة ميلهم عن نقطة التوازن.

يعيش روّاد الفضاء وضعاً مشابهاً، حيث إنهم يملكون إشارات جاذبية طفيفة عند الهبوط. فقد أظهر المشاركون في وضع الرحلة الفضائية خلال تجربتنا أداءً سيئاً جداً وكانت فرص خسارتهم للسيطرة عالية جداً.

وضعنا لكلّ واحدٍ من المشاركين في مجموعة الاختبار 4 مستشعرات على كلّ ذراع. وكان كلّما مال المشترك أكثر عن نقطة التوازن، زاد اهتزاز المستشعرات في الجهة التي مال إليها.

وجدنا أنّ الانطباع اللمسي الاهتزازي ساعد أداء المشاركين في وضع الرحلة الفضائية المسببة للتشوش، ولكنّه أدى أيضاً إلى شعورٍ من التضارب لديهم بين الفهم الخاطئ لاتجاههم واتجاههم الحقيقي، كما بيّنت المستشعرات.

وبسبب هذا التضارب، لم يكن أداء المشاركين في وضع الرحلة الفضائية جيّداً بقدر أداء المشاركين في وضع «الأرض المناظرة».

ولكنّ المفاجئ في الأمر كان أنّ إدراك المشاركين أنّهم مشوشون، وثقتهم الكبيرة بالمستشعرات الهزازة لم تمكّنهم من الاستمرار في تعلّم أداء مهمّتهم وتحسينه. يرجّح هذا الأمر أنّ الثقة الإدراكية، أو درجة الثقة التي عبروا عنها، قد تختلف عن الثقة التي يشعرون بها حقاً، وأنّ الثقة الإدراكية وحدها ليست كافية لضمان اعتماد الناس على المستشعرات عند شعورهم بالتشوّش.