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

محاكاة حاسوبية ترجّح نشأة قمري المريخ جراء حطام كويكب

يوميات الشرق كوكب المريخ (رويترز)

محاكاة حاسوبية ترجّح نشأة قمري المريخ جراء حطام كويكب

قال موقع «سبيس» إن محاكاة حاسوبية رجّحت أن قمري كوكب المريخ المحيرين، فوبوس وديموس، ربما تكوّنا من الحُطام الناتج عن اقتراب كويكب كبير من الكوكب الأحمر.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
آسيا لحظة اندلاع الحريق أثناء اختبار الصاروخ «إبسيلون إس» في مركز تانيغاشيما الفضائي (رويترز)

حريق ضخم بموقع لتجارب إطلاق صواريخ فضائية في اليابان (فيديو)

اندلع حريق ضخم صباح اليوم (الثلاثاء) في موقع تجارب تابع لوكالة الفضاء اليابانية أثناء اختبارها صاروخ «إبسيلون إس» الذي يعمل بالوقود الصلب.

«الشرق الأوسط» (طوكيو)
يوميات الشرق يمرّ بالمرحلة الأخيرة من حياته قبل موته (إكس)

صورة استثنائية لنجم يُحتضَر على بُعد 160 ألف سنة ضوئية من الأرض

أظهرت أول صورة مقرَّبة لنجم يُعرَف باسم «WOH G64» إحاطته بالغاز والغبار، مُبيِّنة، أيضاً، اللحظات الأخيرة من حياته، حيث سيموت قريباً في انفجار ضخم...

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق مركبة الفضاء «ستارشيب» تظهر وهي تستعد للإطلاق من تكساس (رويترز)

«سبيس إكس» تستعد لإجراء اختبار سادس لصاروخ «ستارشيب» وسط توقعات بحضور ترمب

تجري «سبيس إكس» اختباراً سادساً لصاروخ «ستارشيب» العملاق، الثلاثاء، في الولايات المتحدة، في محاولة جديدة لاستعادة الطبقة الأولى منه عن طريق أذرع ميكانيكية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الاقتصاد جانب من الجلسة الافتتاحية لـ«منتدى دبي للمستقبل»... (الشرق الأوسط)

«منتدى دبي»: 7 تطورات رئيسية سيشهدها العالم في المستقبل

حدد نقاش المشاركين في «منتدى دبي للمستقبل - 2024» 7 تطورات رئيسية تمثل لحظة محورية للبشرية، منها العودة إلى القمر والطاقة الشمسية.

«الشرق الأوسط» (دبي)

دراسة: سيارات «تسلا» الأكثر عرضة لحوادث التصادم المميتة

احتمالات تعرُّض سيارات «تسلا» لحوادث تصادم مميتة تزيد على أي سيارات أخرى (رويترز)
احتمالات تعرُّض سيارات «تسلا» لحوادث تصادم مميتة تزيد على أي سيارات أخرى (رويترز)
TT

دراسة: سيارات «تسلا» الأكثر عرضة لحوادث التصادم المميتة

احتمالات تعرُّض سيارات «تسلا» لحوادث تصادم مميتة تزيد على أي سيارات أخرى (رويترز)
احتمالات تعرُّض سيارات «تسلا» لحوادث تصادم مميتة تزيد على أي سيارات أخرى (رويترز)

أظهرت دراسة أميركية أن احتمالات تعرُّض سيارات «تسلا» لحوادث تصادم مميتة تزيد على أي سيارات أخرى على الطرق الأميركية.

وشملت الدراسة، التي أعدها الباحثون في منصة السيارات المستخدمة «آي سي كارز»، مراجعة إحصاءات حوادث السيارات في الولايات المتحدة خلال الفترة من 2017 إلى 2022، مع التركيز على الحوادث التي أسفرت عن مقتل شخص واحد على الأقل.

وحلل الباحثون البيانات المتاحة على نظام «تحليل تقارير الحوادث المميتة» الأميركي، ووضعوا تصنيفاً كميّاً للسيارات والعلامات التجارية كلها.

وكشف التحليل أن «تسلا» سجَّلت أعلى معدل للحوادث المميتة بين علامات السيارات كلها في الولايات المتحدة، وتلتها سيارات «كيا»، و«بويك»، و«دودج»، و«هيونداي».

وأشار معدو الدراسة إلى أن سيارات «تسلا»، بما تحتوي عليه من تكنولوجيا متقدمة في أنظمة القيادة، تعدّ سيارات آمنة، لكن أصحابها ليسوا ركاباً آمنين.

وقال كارل براوير، المحلل في منصة «آي سي كارز»: «غالبية السيارات حصلت على تقييمات ممتازة بالنسبة لمعدل الأمان، وأدت بشكل جيد اختبارات التصادم التي أجرتها الإدارة الوطنية للسلامة المرورية ومعهد التأمين للسلامة المرورية، لذلك فالمشكلة لا تتعلق بتصميم السيارة».

وأضاف: «النماذج في هذه القائمة تعكس مزيجاً من سلوك السائق وظروف القيادة، وأدت إلى زيادة احتمالات الحوادث ووقوع حالات وفاة».

يذكر أن سمعة شركة «تسلا» في مجال أنظمة القيادة والسلامة بمساعدة البرمجيات تضرَّرت؛ نتيجة مئات الحوادث التي تم فيها تشغيل خاصية مساعدة السائق إلكترونياً، المعروفة باسم «أوتو بايلوت»، حسبما وثَّقه تحقيق اتحادي أميركي منفصل نُشر في أبريل (نيسان) الماضي.

وأشار الباحثون في «آي سي كارز» إلى أن معدل الحوادث المميتة لسيارات «تسلا» بلغ 5.6 حادث لكل مليار ميل (1.6 مليار كيلومتر) تقطعها سيارات العلامة التجارية، وهو ما يعني وفاة شخص واحد في حادث سيارة كل 178 مليون كيلومتر تقطعها سيارات «تسلا» الكهربائية. وجاءت سيارات «كيا» في المركز الثاني بمعدل 5.5 حادث مميت لكل مليار ميل، ثم «بويك» بمعدل 4.8 حادث لكل مليار ميل ثم «دودج» بمعدل 4.4 حادث و«هيونداي» بمعدل 3.9 حادث لكل مليار ميل.