Datasets:
salma-elshafey
/
my_dataset

Dataset card Data Studio Files Community
ar
stringlengths
1
490
en
stringlengths
1
514
و بينما أنا اصارع لأعرف كيف و لماذا يصدر قريدس فرس النبي أو الستومابود صوتا, بدأت أفكر في أطرافه.
And while I was struggling to figure out how and why mantis shrimp, or stomatopods, make sound, I started to think about their appendages.
و يدعى قريدس فرس النبي بهذا الأسم نسبة إلى سرعوف فرس النبي المصلي, و الذي لديه أطراف سريعة للتغذية. و بدأت أفكر , حسنا ربما يكون من المثير,بينما أستمع إلى أصواتهم, أن أكتشف كيف تقوم تلك الحيوانات بتلك الضربات السريعة جدا.
And mantis shrimp are called "mantis shrimp" after the praying mantises, which also have a fast feeding appendage. And I started to think, well, maybe it will be interesting, while listening to their sounds, to figure out how these animals generate very fast feeding strikes.
إذن فاليوم سأحدثكم عن ضربة الستومابود الخارقة, وهو ما أعمل عليه بالتعاون مع وايات كورف و روي كالدويل.
And so today I'll talk about the extreme stomatopod strike, work that I've done in collaboration with Wyatt Korff and Roy Caldwell.
إذن, قريدس فرس النبي له نوعان: هناك الطواعن و الكواسر.
So, mantis shrimp come in two varieties: there are spearers and smashers.
و هذا هو القريدس الطاعن أو الستومابود الطاعن.
And this is a spearing mantis shrimp, or stomatopod.
و هو يعيش في الرمال و يمسك الأشياء التي تعبر فوقه.
And he lives in the sand, and he catches things that go by overhead.
بهذه الضربة السريعة هكذا. و لو أبطأناها قليلا, هذل قريدس فرس النبي --نفس الفصيلة-- مسجَّل بمعدا 1000 لقطة في الثانية, و يتم تشغيله ب15 لقطة في الثانية.
So, a quick strike like that. And if we slow it down a bit, this is the mantis shrimp -- the same species -- recorded at 1,000 frames a second, played back at 15 frames per second.
وكما ترون الإمتداد الرائع للأطراف التي تنتفض لأعلى لتمسك فقط قطعة من القريدس الميت التي وضعتها له.
And you can see it's just a really spectacular extension of the limbs, exploding upward to actually just catch a dead piece of shrimp that I had offered it.
الآن النوع الآخر من قريدس فرس النبي وهو الستومابود الكاسر, و هؤلاء يفتحون الحلزون ليتغذوا.
Now, the other type of mantis shrimp is the smasher stomatopod, and these guys open up snails for a living.
إذن فهذا الأخ هنا يجهز الحلزون ثم يعطيه ضربة محترمة.
And so this guy gets the snail all set up and gives it a good whack.
سأشغله مرة أخرى.
So, I'll play it one more time.
يحركه في مكانه, يشِّده بأنفه ثم يضرب.
He wiggles it in place, tugs it with his nose, and smash.
و بعد بضعة ضربات ينفتح الحلزون و يأخذ عشائه اللذيذ.
And a few smashes later, the snail is broken open, and he's got a good dinner.
إذن فهذه الأطراف الكاسرة الجارحة يمكن أن تطعن بالجزء المدبب في نهايتها, أو أن تحطم بالكعب.
So, the smasher raptorial appendage can stab with a point at the end, or it can smash with the heel.
و اليوم سأتحدث عن النوع الكاسر من الضربات.
And today I'll talk about the smashing type of strike.
إذن فالسؤال الأول الذي يتبادر إلى الأذهان, حسنا هو ما مدى سرعة حركة هذا الطرف؟
And so the first question that came to mind was, well, how fast does this limb move?
لأنه يتحرك بسرعة رهيبة في هذا الفيديو.
Because it's moving pretty darn fast on that video.
و على الفور واجهتني مشكلة.
And I immediately came upon a problem.
كل واحد من أنظمة التصوير العالية السرعة في قسم الأحياء في بيركلي لم يكن بالسرعة الكافية ليلتقط هذه الحركة.
Every single high-speed video system in the biology department at Berkeley wasn't fast enough to catch this movement.
ببساطة لم نستطع إلتقاطها بالفيديو.
We simply couldn't capture it on video.
و لقد وضعني هذا في وضع حرج لمدة طويلة
And so this had me stymied for quite a long period of time.
ثم جاء فريق قناة BBC إلى قسم الأحياء, باحثين عن سبق جديد عن تكنولوجيا حديثة في علم الأحياء.
And then a BBC crew came cruising through the biology department, looking for a story to do about new technologies in biology.
فعقدنا إتفاقية
And so we struck up a deal.
قلت." حسنا إذا قمتم أنتم بتأجير نظام التصوير العالي السرعة الذي يستطيع إلتقاط هذه الحركة, يمكنكم تصويرنا و نحن نجمع البيانات."
I said, "Well, if you guys rent the high-speed video system that could capture these movements, you guys can film us collecting the data."
و صدق أولا تصدق, إقتنعوا بها. و بالتالي حصلنا على نظام التصوير الرائع هذا. وهو تكنولوجيا حديثة للغاية-- ظهرت فقط منذ عام واحد تقريبا-- يسمح بتصوير سرعات عالية جدا في إضائة منخفضة.
And believe it or not, they went for it. So we got this incredible video system. It's very new technology -- it just came out about a year ago -- that allows you to film at extremely high speeds in low light.
و الإضاءة المنخفضه هي أساسية لتصوير الحيوانات, لأنها لو كانت عالية , فستحرقهم. إذا فهذا هو قريدس فرس النبي. ها هي أعينه هنا و ها هي الأطراف الكاسرة, و ها هو الكعب.
And low light is a critical issue with filming animals, because if it's too high, you fry them. So this is a mantis shrimp. There are the eyes up here, and there's that raptorial appendage, and there's the heel.
و هذا الشئ سيتأرجح و يكسر الحلزون.
And that thing's going to swing around and smash the snail.
و هذا الحلزون مربوط بعصا, ليسهل عملية تصوير اللقطة.و --نعم
And the snail's wired to a stick, so he's a little bit easier to set up the shot. And -- yeah.
أتمنى ألا يكون هناك مدافعين عن حقوق الحلزون هنا.
I hope there aren't any snail rights activists around here.
صُوِر هذا في نطاق 5.000 لقطة في الثانية, و انا أعيد تشغيلها بمعدل 15. إذن فهي أبطا 333 مرة.
So this was filmed at 5,000 frames per second, and I'm playing it back at 15. And so this is slowed down 333 times.
و ستلاحظون, إنها مازالت سريعة بشكل كبير حتى وهي مبطئة 333 مرة. إنها حركة قوية للغاية.
And as you'll notice, it's still pretty gosh darn fast slowed down 333 times. It's an incredibly powerful movement.
كل الطرف يمتد إلى الخارج. كل الجسم ينثني إلى الوراء-- حركة مبهرة حقا.
The whole limb extends out. The body flexes backwards -- just a spectacular movement.
إذن فما فعلناه هو أننا ألقينا نظرة على هذه الفيديوهات, و قمنا بقياس سرعة تحرك الطرف لنعود بذلك إلى السؤال الأساسي.
And so what we did is, we took a look at these videos, and we measured how fast the limb was moving to get back to that original question.
و قد كانت مفاجئتنا الأولى.
And we were in for our first surprise.
فما وجدناه كان أن الأطراف كانت تتحرك بأقصى سرعة تتراوح مابين 10 متر في الثانية حتى تصل إلى 23 متر في الثانية.
So what we calculated was that the limbs were moving at the peak speed ranging from 10 meters per second all the way up to 23 meters per second.
و إلى من يفضلون مقياس الأميال إلى الساعة, هذا ما يتعدى ال 45 ميل في الساعة في الماء. وهذا سريع جدا.
And for those of you who prefer miles per hour, that's over 45 miles per hour in water. And this is really darn fast.
في الواقع إنه سريع لدرجة اننا وضعنا حد جديد في مقياس الحركات الخارقة للحيوانات.
In fact, it's so fast we were able to add a new point on the extreme animal movement spectrum.
و قريدس فرس النبي لديه رسميا أسرع ضربة تغذية مسجلة في أي نظام حيواني. أول مفاجئاتنا.
And mantis shrimp are officially the fastest measured feeding strike of any animal system. So our first surprise.
إذا فهذا كان رائعا حقا و غير متوقع بالمرة.
So that was really cool and very unexpected.
و ربما تتسائلون ,حسنا, كيف يفعلون ذلك؟
So, you might be wondering, well, how do they do it?
و في الواقع هذا العمل قام به في الستينات عالم أحياء مشهور يدعى مالكولم بوروز.
And actually, this work was done in the 1960s by a famous biologist named Malcolm Burrows.
و ما وضحه في قريدس فرس النبي هو أنهم يستخدمون ما يدعى بميكانيكية القفل, أو ميكانيكية مزلاج الأمان.
And what he showed in mantis shrimp is that they use what's called a "catch mechanism," or "click mechanism."
وهي في الأساس عبارة عن عضلة كبيرة والتي تأخذ وقت طويل لتنقبض, و مزلاج يمنع أي جزء من الحركة .
And what this basically consists of is a large muscle that takes a good long time to contract, and a latch that prevents anything from moving.
فتقبض العضلة دون أن يحدث أي شئ.
So the muscle contracts, and nothing happens.
و بمجرد إكتمال إنقباض العضلة تماما, وكل شئ متحفز-- يطير المزلاج منفتحا و تحدث الحركة.
And once the muscle's contracted completely, everything's stored up -- the latch flies upward, and you've got the movement.
و هذا هو ما يطلق عليه أساسا نظام مضاعفة القوى.
And that's basically what's called a "power amplification system."
تأخذ العضلة وقتا طويلة لتنقبض, و وقت قصير جدا لأنبساط الطرف.
It takes a long time for the muscle to contract, and a very short time for the limb to fly out.
ففكرت أن هذه إذن هي نهاية القصة.
And so I thought that this was sort of the end of the story.
هذا هو كيف يقوم قريدس فرس النبي بهذه الضربات السريعة جدا.
This was how mantis shrimps make these very fast strikes.
و لكن بعد ذلك قمت برحلة إلى المتحف القومي للتاريخ الطبيعي.
But then I took a trip to the National Museum of Natural History.
و لو كان لدى أحدكم الفرصة في خلفية المتحف القومي للتاريخ الطبيعي هناك مجموعة من أفضل مجموعات قريدس فرس النبي المحفوظة. و -- هذا أمر مهم بالنسبة لي.
And if any of you ever have a chance, backstage of the National Museum of Natural History is one of the world's best collections of preserved mantis shrimp. And what -- this is serious business for me.
إذن فما رأيته على ساق كل قريدس رأيته سواء كان طاعنا أو كاسرا, هو تكوين جميل يشبه السرج بالظبط على السطح العلوي للطرف. و يمكن رؤيته ها هنا.
So, this -- what I saw, on every single mantis shrimp limb, whether it's a spearer or a smasher, is a beautiful saddle-shaped structure right on the top surface of the limb. And you can see it right here.
إنها تشبة بالظبط السرج الذي نضعه على الحصان.
It just looks like a saddle you'd put on a horse.
إنه تكوين جميل حقا.
It's a very beautiful structure.
وهو محاط بمنطقة غشائية. و تلك المناطق الغشائية أوحت لى أنه ربما هذا التكوين هو نوع من التركيبات المرنة المتحركة.
And it's surrounded by membranous areas. And those membranous areas suggested to me that maybe this is some kind of dynamically flexible structure.
و لقد جعلني هذا أحك رأسي مفكرةً لمدة من الوقت.
And this really sort of had me scratching my head for a while.
ثم قمنا بمجموعة من الحسابات, و ما تمكنا من إيضاحه هو أنه يجب أن يحتوى جسم القريدس على زنبرك.
And then we did a series of calculations, and what we were able to show is that these mantis shrimp have to have a spring.
بالتأكيد هناك نوع من أنواع الميكانيكيات المحملة على زنبرك ليولِّد هذا الكم من القوى الذي نلاحظه, و السرعة التي نراها, هذه الطاقة الناتجة من النظام.
There needs to be some kind of spring-loaded mechanism in order to generate the amount of force that we observe, and the speed that we observe, and the output of the system.
و فكرنا, بالتأكيد هذا زنبرك-- هذا السرج ممكن جدا أن يكون زنبرك أو سوستة.
So we thought, OK, this must be a spring -- the saddle could very well be a spring.
وعدنا مرة أخرى إلى فيديوهات السرعة الفائقة, و يمكننا بالفعل رؤية السرج وهو ينقبض و يتمدد.
And we went back to those high-speed videos again, and we could actually visualize the saddle compressing and extending.
و سأعيد هذه مرة أخرى.
And I'll just do that one more time.
و إذا نظرت إلى هذا الفيديو مرة أخرى-- صعب رؤيتها بعض الشئ --إنه محدد بالأصفر.
And then if you take a look at the video -- it's a little bit hard to see -- it's outlined in yellow.
السرج محدد بالأصفر. يمكنكم رؤيته بالفعل وهو يتمدد أثناء حدوث الحركة, ثم يزداد تمددا
The saddle is outlined in yellow. You can actually see it extending over the course of the strike, and actually hyperextending.
إذن فلدينا دليل قوي للغاية يوضح أن هذا التكوين شبيه السرج بالفعل ينقبض و ينبسط, وهو يعمل في الحقيقة كزنبرك.
So, we've had very solid evidence showing that that saddle-shaped structure actually compresses and extends, and does, in fact, function as a spring.
هذا التركيب شبيه السرج معروف أيضا بالسطح المكافئ الزائدي, أو سطح Anticlastic.
The saddle-shaped structure is also known as a "hyperbolic paraboloid surface," or an "anticlastic surface."
وهذه أسطح معروفة لدى المهندسين و المعماريين, لأنه سطح قوي جدا من ناحية الضغط.
And this is very well known to engineers and architects, because it's a very strong surface in compression.
له منحنيين في إتجاهين مختلفين, منحنى لأعلى و الأخر عكسه أحدهم على الآخر, فأي نوع من القوى الضاغطة ستتوزع على سطح هذا النوع من الأشكال.
It has curves in two directions, one curve upward and opposite transverse curve down the other, so any kind of perturbation spreads the forces over the surface of this type of shape.
إذن فهو مألوف لدى المهندسين و لكن ليس لدى عالمي الأحياء
So it's very well known to engineers, not as well known to biologists.
وهو أيضا معروف لدى القليلون ممن يصنعون المجوهرات, لأنه يأخذ كمية قليلة جدا من الخامات لبناء هذا النوع من الأسطح, كما أنه قوي جدا.
It's also known to quite a few people who make jewelry, because it requires very little material to build this type of surface, and it's very strong.
إذن إذا كنت ستصنع شكل رفيع من الذهب يُفضل أن يكون في شكل قوي.
So if you're going to build a thin gold structure, it's very nice to have it in a shape that's strong.
الآن هو معروف أيضا لدى المهندسين المعماريين. أحد أشهر المهندسين المعماريين وهو إدواردو كاتالانو جعل هذا التكوين مشهورا.
Now, it's also known to architects. One of the most famous architects is Eduardo Catalano, who popularized this structure.
و ما ترونه هنا هو سطح مبنى بناه على شكل سرج على إمتداد 87 قدم و نصف.
And what's shown here is a saddle-shaped roof that he built that's 87 and a half feet spanwise.
و سمكه إنشين و نصف و مرتكز على نقطتان فقط.
It's two and a half inches thick, and supported at two points.
و أحد الأسباب التي جعلته يصمم أسطح مباني بهذه الطريقة هو أنه وجد أنه من الرائع أنه يمكنك بناء تكوين قوي كهذا مصنوع من مواد خام قليلة و مرتكز على عدد قليل من النقاط.
And one of the reasons why he designed roofs this way is because it's -- he found it fascinating that you could build such a strong structure that's made of so few materials and can be supported by so few points.
وكل هذه العوامل نفسها تنطبق على الزنبرك شبيه السرج في الستومابود.
And all of these are the same principles that apply to the saddle-shaped spring in stomatopods.
في الأنظمة البيولوجية من المهم ألا يكون هناك الكثير من المواد الزائدة المطلوبة لبنائها.
In biological systems it's important not to have a whole lot of extra material requirements for building it.
إذن فهناك الكثير من المتشابهات بين عالم الأحياء و عالم الهندسة. و من المثير كما يتضح-- أن سرج الستومابود هذا هو أول زنبرك حيوي علي شكل سطح مكافئ زائدي.
So, very interesting parallels between the biological and the engineering worlds. And interestingly, this turns out -- the stomatopod saddle turns out to be the first described biological hyperbolic paraboloid spring.
هذا إسم طويل و لكنه مثير نوعا ما.
That's a bit long, but it is sort of interesting.
السؤال التالي و الأخير كان, حسنا, ما كم القوى التي يولدها قريدس فرس النبي من أجل أن يكسر الحلزون؟
So the next and final question was, well, how much force does a mantis shrimp produce if they're able to break open snails?
إذن وصلت ما يدعى بخلية تحميل
And so I wired up what's called a load cell.
و خلية التحميل تقيس القوى, وهذه في الواقع خلية تحميل كهرو-إنضغاطية تحتوي على بعض البلورات.
A load cell measures forces, and this is actually a piezoelectronic load cell that has a little crystal in it.
و عندما تنضغط تلك البلورات تتغير صفاتها الكهربية بشكل يعادل القوى المؤثرة عليها.
And when this crystal is squeezed, the electrical properties change and it -- which -- in proportion to the forces that go in.
و هذه الحيوانات عدوانية بشكل هائل و هم جائعون طوال الوقت. إذن كل ما تطلبه الأمر هو في الواقع أن أضع بعض دهان القريدس على مقدمة الخلية, فيبدأون في ضربها.
So these animals are wonderfully aggressive, and are really hungry all the time. And so all I had to do was actually put a little shrimp paste on the front of the load cell, and they'd smash away at it.
و هذا فيديو عادي للحيوان وهو ينهال ضربا على خلية التحميل.
And so this is just a regular video of the animal just smashing the heck out of this load cell.
و بالتالي تمكنا من إستخراج قياسات للقوى.
And we were able to get some force measurements out.
و مرة أخرى كانت في إنتظارنا مفاجأة.
And again, we were in for a surprise.
لقد إشتريت خلية تحميل تتحمل 100 باوند,معتقدة أنه لا يوجد حيوان يمكن أن يولد أكثر من 100 باوند قوى في هذا الحجم
I purchased a 100-pound load cell, thinking, no animal could produce more than 100 pounds at this size of an animal.
و ماذا حدث؟ على الفور زاد على حمل خلية التحميل.
And what do you know? They immediately overloaded the load cell.
و هذه في الواقع بعض البيانات القديمة حيث أحضرت أصغر حيوان في المعمل و تمكنا من قياس قوى تتخطى ال100 باوند يولدها حيوان بهذا الحجم.
So these are actually some old data where I had to find the smallest animals in the lab, and we were able to measure forces of well over 100 pounds generated by an animal about this big.
و في الواقع أحضرت الأسبوع الماضي فقط خلية تحميل تتحمل حتى 300 باوند و شغلتها و قمت بالقياس لهذه الحيوانات وهي تولد قوى تتخطى ال200 باوند.
And actually, just last week I got a 300-pound load cell up and running, and I've clocked these animals generating well over 200 pounds of force.
و مرة أخرى, أعتقد أن هذا سيكون رقما قياسيا.
And again, I think this will be a world record.
يجب على أن أراجع أولا في هذا الموضوع و لكنني أعتقد أن هذا سيكون أكبر مقدار من القوى يولده أي حيوان بالمقارنة بكتلة الجسم. إذن فهي قوة هائلة فعلا.
I have to do a little bit more background reading, but I think this will be the largest amount of force produced by an animal of a given -- per body mass. So, really incredible forces.
و هذا يعيدنا مرة أخرى لأهمية هذا الزنبرك في تخزين و إطلاق هذا الكم من القوة في هذا النظام.
And again, that brings us back to the importance of that spring in storing up and releasing so much energy in this system.
و لكن هذه ليست نهاية القصة.
But that was not the end of the story.
أنا أجعل هذا يبدو سهلا للغاية ولكنه في الواقع عمل شاق.
Now, things -- I'm making this sound very easy, this is actually a lot of work.
فقمت بتجميع كل قياسات القوى هذه, ثم ذهبت و رأيت القوة الناتجة من الخلية.
And I got all these force measurements, and then I went and looked at the force output of the system.
وهذا سهل للغاية-- الوقت على محور السينات و القوة على محور الصادات. و يمكنكم رؤية قمتين - ذروتين -
And this is just very simple -- time is on the X-axis and the force is on the Y-axis. And you can see two peaks.
و هذا ما حيرني للغاية.
And that was what really got me puzzled.
القمة الأولى و كما هو واضح, هي قوة الطرف وهو يضرب خلية التحميل.
The first peak, obviously, is the limb hitting the load cell.
و لكن هناك قمة ثانية كبير جدا بعدها بحوالي نصف ميللي ثانية. و لم أكن أعرف ما هي
But there's a really large second peak half a millisecond later, and I didn't know what that was.