باحث في جامعة أكسفورد لـ«الشرق الأوسط»: نبحث دمج التعلم الآلي على متن الأقمار الاصطناعية

بهدف المراقبة الفورية واتخاذ القرارات في الفضاء

حالياً يمكن لمعظم الأقمار الاصطناعية جمع البيانات وإرسالها إلى الأرض فقط ولا يمكنها اتخاذ القرارات أو الكشف عن التغييرات (أ.ب)
حالياً يمكن لمعظم الأقمار الاصطناعية جمع البيانات وإرسالها إلى الأرض فقط ولا يمكنها اتخاذ القرارات أو الكشف عن التغييرات (أ.ب)
TT

باحث في جامعة أكسفورد لـ«الشرق الأوسط»: نبحث دمج التعلم الآلي على متن الأقمار الاصطناعية

حالياً يمكن لمعظم الأقمار الاصطناعية جمع البيانات وإرسالها إلى الأرض فقط ولا يمكنها اتخاذ القرارات أو الكشف عن التغييرات (أ.ب)
حالياً يمكن لمعظم الأقمار الاصطناعية جمع البيانات وإرسالها إلى الأرض فقط ولا يمكنها اتخاذ القرارات أو الكشف عن التغييرات (أ.ب)

لا يقتصر تدريب نماذج التعلم الآلي على الأرض، بل كما يبدو ستصل إلى الفضاء الخارجي، لتعمل على متن الأقمار الاصطناعية.

للمرة الأولى، يعمل باحثون في جامعة أكسفورد البريطانية على تدريب نموذج للتعلم الآلي مباشرة في الفضاء، ما يعكس القدرة على إحداث ثورة في المراقبة الفضائية في الوقت الحقيقي، التي تمتد من قدرة التدخل في حالات الكوارث إلى مبادرات الحفاظ على الغابات.

وفي حديث خاص لـ«الشرق الأوسط»، يقول طالب الدكتوراه فيت روزيكا، من قسم علوم الكمبيوتر في جامعة أكسفورد، إن أهمية ذلك تكمن في القدرة على تكييف ما يعرفه نموذج التعلم الآلي مع شيء جديد، خاصة في بيئات قاسية قد تؤثر على أجهزة الاستشعار، كما في الفضاء الخارجي.

ما الجديد؟

تاريخياً، ترتبط مهمة الأقمار الاصطناعية في المقام الأول بجمع بيانات تتطلب بعد ذلك نقلها إلى الأرض لإجراء أي معالجة تحليلية مطلوبة. تحتاج هذه العملية بطبيعتها لفترات زمنية كبيرة، قد تمتد أحياناً لساعات حتى أيام. ويشكل هذا التأخر قيوداً على جمع المعلومات والحصول على النتائج المرجوة، خاصة عندما تكون الاستجابات السريعة والمرنة حاسمة، كما الحال في أعقاب الكوارث الطبيعية المفاجئة.

ولتجاوز هذه القيود، يشرع فريق جامعة أكسفورد إلى تمكين الأقمار الاصطناعية من اتخاذ القرارات السريعة في الوقت الحقيقي مباشرة وفي الفضاء.

 

قام الباحثون بتدريب نموذج بسيط للكشف عن التغييرات في غطاء السحب من الصور الجوية مباشرة على متن القمر الاصطناعي، على عكس التدريب على الأرض. استند النموذج إلى نهج يُسمى «التعلم القليل النماذج»، الذي يتيح للنموذج تعلم أهم الميزات التي يجب البحث عنها عندما يكون لديه فقط عدد قليل من العينات للتدريب منها. الميزة الرئيسية هي أن البيانات يمكن ضغطها إلى تمثيلات أصغر، ما يجعل النموذج أسرع وأكثر كفاءة.

لا يقتصر تدريب نموذج التعلم الآلي على الأرض بل سيصل إلى الفضاء الخارجي ليعمل على متن الأقمار الاصطناعية (جامعة أكسفورد)

نموذج «RaVAEn»

يجسد هذا النموذج الكفاءة في تكنولوجيا الفضاء حيث يعمل عن طريق تحويل بيانات الصور ذات الحجم الكبير أولاً إلى تنسيق متجه مضغوط يتكون من 128 رقماً.

وتم التأكيد على براعته من خلال قدراته السريعة.

أثناء مرحلته التجريبية، تدرب النموذج بسرعة كبيرة على مجموعة بيانات واسعة النطاق تضم أكثر من 1300 صورة خلال ثانية ونصف ثانية فقط حيث أثبتت الاختبارات اللاحقة فاعليتها. وعند تقديم بيانات جديدة، تمكن «RaVAEn» من تحديد أنماط السحابة على مناطق واسعة، بحجم 450 ملعب كرة قدم تقريباً، في جزء من الثانية فقط.

درّب الباحثون نموذجاً بسيطاً للكشف عن التغييرات في غطاء السحب من الصور الجوية مباشرة على متن القمر الاصطناعي، على عكس التدريب على الأرض.

استند النموذج إلى نهج يُسمى التعلم القليل النماذج، الذي يتيح له تعلم أهم الميزات التي يجب البحث عنها عندما يكون لديه فقط عدد قليل من العينات للتدريب منها. الميزة الرئيسية هي أن البيانات يمكن ضغطها إلى تمثيلات أصغر، ما يجعل النموذج أسرع وأكثر كفاءة.

ووفقاً للباحثين، الذين يأملون أن يبصر مشروعهم النور مستقبلاً، يمكن تكييف النموذج بسهولة للقيام بمهام مختلفة، واستخدام أشكال أخرى من البيانات، بهدف تطوير نماذج أكثر تقدماً، يمكن أن تميز تلقائياً بين التغييرات المهمة (مثل الفيضانات، والحرائق، وإزالة الغابات) والتغييرات الطبيعية (مثل التغييرات الطبيعية في لون الأوراق عبر الفصول).


مقالات ذات صلة

هلاك محقق للبشرية... كوكب صخري يرسم صورة للمستقبل البعيد للحياة على الأرض

علوم «القزم الأبيض»... أول كوكب صخري يجري رصده وهو يدور حول نجم يشرف على نهايته (رويترز)

هلاك محقق للبشرية... كوكب صخري يرسم صورة للمستقبل البعيد للحياة على الأرض

يقدم أول كوكب صخري يجري رصده وهو يدور حول نجم يشرف على نهايته، ويسمى قزماً أبيض، لمحة عما قد يكون عليه كوكب الأرض بعد مليارات السنين.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
يوميات الشرق رسم توضيحي للمسبار «تشانغ إيه - 5» الصيني (شبكة تلفزيون الصين الدولية)

عيّنات توثّق التاريخ البركاني للجانب البعيد من القمر

أعلن فريق من العلماء الصينيين عن تحليل ودراسة عينات قمرية جُمعت بواسطة مهمة «تشانغ إيه - 6»، وهي أول عينات تُحلَّل من الجانب البعيد للقمر.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
يوميات الشرق سيبقى القمر الجديد في الفضاء من يوم 29 سبتمبر ولمدة شهرين تقريباً (إ.ب.أ)

علماء يتوقعون ظهور قمر ثانٍ حول الأرض خلال أيام

توقّعت مجموعة من العلماء ظهور قمر ثانٍ حول الأرض خلال أيام، مشيرة إلى أنه سيبقى لفترة وجيزة فقط.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الأقمار الاصطناعية الصينية تراوغ أقمار الرصد الأميركية

الأقمار الاصطناعية الصينية تراوغ أقمار الرصد الأميركية

يستكشف بحث أميركي جديد ما يعرفه الصينيون عن برنامج التجسس الأميركي

يوميات الشرق العلماء يقترحون أن قشرة الكوكب امتصت جزءاً كبيراً من الغلاف الجوي المفقود للمريخ (رويترز)

علماء يكشفون حقيقة ما حدث للغلاف الجوي المفقود للمريخ

عندما فقد المريخ غلافه الجوي قبل مليارات السنين، تحول من كوكب كان من الممكن أن يدعم الحياة إلى عالم صحراوي بارد.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

الذكاء الاصطناعي التوليدي... فقاعة أم ثورة؟

شعارا «أوبن إيه آي» و«تشات جي بي تي» في هذه الصورة التوضيحية (رويترز)
شعارا «أوبن إيه آي» و«تشات جي بي تي» في هذه الصورة التوضيحية (رويترز)
TT

الذكاء الاصطناعي التوليدي... فقاعة أم ثورة؟

شعارا «أوبن إيه آي» و«تشات جي بي تي» في هذه الصورة التوضيحية (رويترز)
شعارا «أوبن إيه آي» و«تشات جي بي تي» في هذه الصورة التوضيحية (رويترز)

يستقطب الذكاء الاصطناعي التوليدي استثمارات مالية طائلة، إلى حد إثارة مخاوف من ظهور فقاعة جديدة... لكن معظم الخبراء يعتقدون أن هذه التكنولوجيا الجديدة ستؤتي ثمارها في نهاية المطاف، على الأقل بالنسبة إلى بعض الشركات.

باتت قيمة «أوبن إيه آي»، الشركة الناشئة في سان فرنسيسكو التي أطلقت طفرة الذكاء الاصطناعي التوليدي مع برنامجها «تشات جي بي تي (ChatGPT)» في نهاية عام 2022، تبلغ 157 مليار دولار، بعد جمع 6.6 مليار دولار من التمويل.

وبعدما كانت غير معروفة لعامة الناس قبل عامين فقط، تعزز الشركة تالياً مكانتها لاعباً أساسياً في قطاع التكنولوجيا، رغم مغادرة عدد كبير من المديرين مناصبهم فيها أخيراً، وسلسلة فضائح هزتها، والمنافسة الشرسة مع شركات أخرى في القطاع، والأهم من ذلك كله، غياب أي احتمال فوري لتحقيق الربحية.

لكن ذلك كله لا يكفي لتثبيط حماسة المحللين الذين ينظرون إلى الذكاء الاصطناعي على أنه «ثورة» حقيقية.

يؤكد دان آيفز وزملاؤه في شركة «ويدبوش (Wedbush)» الاستشارية أن «الثورة الصناعية الرابعة ستصل إلى أشباه الموصلات والبرمجيات والبنية التحتية والإنترنت والهواتف الذكية خلال الأشهر الـ12 إلى 18 المقبلة».

ويضيف هؤلاء: «لقد كانت (تشات جي بي تي) بالنسبة للذكاء الاصطناعي التوليدي، كما كان آيفون بالنسبة للهواتف الذكية»، إذ «فتحت أوبن إيه آي المجال أمام نجاح الذكاء الاصطناعي واعتماده من جانب (نفيديا) و(مايكروسوفت) و(غوغل) وعالم التكنولوجيا بأكمله».

ويشير المحللون في تقديراتهم إلى أن جميع هذه الشركات ستنفق 1000 مليار دولار على الذكاء الاصطناعي خلال السنوات الثلاث المقبلة.

ولا بد من الإشارة إلى أن هذه التكنولوجيا مكلفة للغاية، إذ إن إنتاج النصوص والصور والمحتويات الأخرى بناءً على استعلام بسيط باللغة اليومية يحتاج إلى نماذج للذكاء الاصطناعي مثل «جي بي تي 4 (GPT-4)» لـ«تغذيتها» بكميات هائلة من البيانات.

وبالتالي، تتطلب نماذج التدريب والتشغيل بنية تحتية جديدة لتكنولوجيا المعلومات، والكثير من الطاقة، ومهندسين مؤهلين تأهيلاً عالياً، وما إلى ذلك.

وقد ضخت «مايكروسوفت» 13 مليار دولار في «أوبن إيه آي»، وأعلنت أكثر من 15 مليار دولار من الاستثمارات الخارجية في الذكاء الاصطناعي هذا العام، من ألمانيا إلى إندونيسيا.

وأفرجت «غوغل» عن أكثر من 13 مليار دولار على شكل «عقارات ومعدات» في الربع الثاني، أي ما يقرب من الضعف مقارنة بالمبالغ المرصودة قبل عام، وهي ميزانية تعكس احتياجاتها لمراكز البيانات الجديدة والرقائق المتطورة للغاية.

لكن هذا الإنفاق «بالكاد حقق نتائج حتى الآن، باستثناء المكاسب على صعيد الكفاءة للمطورين»، وفق ما أفاد مصرف «غولدمان ساكس» في يونيو (حزيران) الماضي في تقرير له.

يقول المحلل المستقل روب إنديرلي: «نشهد حالياً فقاعة ينادي فيها جميع الموردين بضرورة نشر (الذكاء الاصطناعي التوليدي) في جميع الاتجاهات»، في حين أن العملاء «ليسوا مستعدين بعد».

ووفق إنديرلي، فإن «أكثر من 80 في المائة من عمليات الطرح الأولى كانت فاشلة».

لكن كبار شركات التكنولوجيا لا تتطلع بعد إلى تحقيق الأرباح، كما توضح المحللة في «إي ماركتر» غريس هارمون.

وتشدد على أن هذه الشركات تخشى قبل كل شيء «التقصير في الاستثمار في الذكاء الاصطناعي والخسارة (...) حتى لو لم تكن عوائد الاستثمارات مضمونة».

سواء كنا نشهد فقاعة أم لا، يدرك معظم المراقبين حجم الإمكانات المرتبطة بهذه التكنولوجيا الجديدة على المديين المتوسط أو البعيد.

يقول مدير معهد «سبسكرايبد إنستيتيوت» البحثي مايكل مانسارد: «هل هناك تقييمات مرتفعة للغاية؟ نعم، ولكن هل هناك قيمة وراء ذلك؟ نعم».

ووفق هذا الخبير في القطاع، فإن التحدي الذي يواجه الشركات يكمن في إيجاد نموذج اقتصادي يضمن بقاءها بعد انفجار محتمل للفقاعة.

ويوضح مانسارد: «بالنسبة إلى شركة مصنِّعة للبرمجيات، فإن الحصول على 200 عميل بدلاً من 100 لا يكلف ضعف التكلفة المرتبطة بتشغيل البنية التحتية، ولكن بالنسبة لشركة مزودة للذكاء الاصطناعي التوليدي، هذا الأمر ممكن».

على الرغم من نجاحها العالمي والاشتراكات المدفوعة للأفراد والشركات، فإنه من المتوقع أن تتكبد «أوبن إيه آي» خسائر تبلغ 5 مليارات دولار هذا العام، مقابل 3.7 مليار دولار من الإيرادات، وفق صحيفة «نيويورك تايمز».

ليس لدى المحللة المستقلة كارولينا ميلانيسي أدنى شك في أن الذكاء الاصطناعي التوليدي سيصبح قريباً جزءاً من الحياة اليومية، ولكن للبقاء في السباق، وفرض أدوات المساعدة العاملة بالذكاء الاصطناعي وسائر الأدوات، تُضطر الشركات إلى الاستثمار.

وتشير ميلانيسي إلى أنه «من الصعب تحديد نموذج العمل؛ لأنه كلما استخدمت النموذج أكثر، أنفقت أكثر»، مضيفة: «إنه موقف دارويني إلى حد ما: أي أن البقاء سيكون للأقوى فقط».