الذكاء الاصطناعي لتحديد أماكن المواد البلاستيكية العائمة في المحيطات

عبر تحليل صور الأقمار الاصطناعية

«برنامج الأمم المتحدة للبيئة (2020)»: يموت أكثر من مليون طائر بحري و100000 من الثدييات البحرية كل عام بسبب التلوث البلاستيكي (شاترستوك)
«برنامج الأمم المتحدة للبيئة (2020)»: يموت أكثر من مليون طائر بحري و100000 من الثدييات البحرية كل عام بسبب التلوث البلاستيكي (شاترستوك)
TT

الذكاء الاصطناعي لتحديد أماكن المواد البلاستيكية العائمة في المحيطات

«برنامج الأمم المتحدة للبيئة (2020)»: يموت أكثر من مليون طائر بحري و100000 من الثدييات البحرية كل عام بسبب التلوث البلاستيكي (شاترستوك)
«برنامج الأمم المتحدة للبيئة (2020)»: يموت أكثر من مليون طائر بحري و100000 من الثدييات البحرية كل عام بسبب التلوث البلاستيكي (شاترستوك)

يستهلك العالم كل عام كميات مذهلة من البلاستيك تتراوح ما بين 350 و460 مليون طن متري، بحسب بعض الدراسات. وتشير البيانات إلى أن إنتاج البلاستيك العالمي قد زاد بأكثر من الضعف في العقدين الماضيين، ومن المتوقَّع أن يتضاعف 3 مرات تقريباً بحلول عام 2060، إذا استمرَّت الاتجاهات الحالية. ويحذر مراقبون من أن هذه الزيادة السريعة في استهلاك البلاستيك تشكل تهديداً كبيراً للبيئة وصحة الإنسان. ووسط هذه المخاوف يلمع بصيص من الأمل في الأفق مع التقارب بين التكنولوجيا المتطورة والإشراف البيئي الواعي.

دور الذكاء الاصطناعي

شرع فريق من الباحثين من جامعة «EPFL» (مدرسة البوليتكنيك الفيدرالية في لوزان) وجامعة «فاجينينجن» في مهمة رائدة لمكافحة هذه الأزمة. وفي دراسة رائدة نُشرت مؤخراً في مجلة «Cell iScience» تم الكشف عن نموذج ذكاء اصطناعي قد يغيِّر قواعد اللعبة عبر تحديد المواد البلاستيكية العائمة في صور الأقمار الاصطناعية بدقة لا مثيل لها. يمكن لهذه القفزة في قدرات الذكاء الاصطناعي أن تساعد في تنظيف المحيطات والبحار وحتى الأنهار بشكل منهجي من النفايات البلاستيكية باستخدام السفن المتخصصة.

يُظهِر اللون الأحمر الحطام الذي تم اكتشافه بشكل صحيح مع النفايات البلاستيكية (وكالة الفضاء الأوروبية/ سيل آي ساينس)

إمكانات صور الأقمار الاصطناعية

تلتقط صور الأقمار الاصطناعية من «Sentinel - 2» التابعة لـ«وكالة الفضاء الأوروبية» المناطق الساحلية في جميع أنحاء العالم كل يومين إلى خمسة أيام. وتتطلب هذه البيانات الضخمة، التي يصل حجمها إلى تيرابايت، تحليلاً آلياً، وهو إنجاز أصبح ممكناً من خلال نماذج الذكاء الاصطناعي. وبالتعاون مع علماء المحيطات والمتخصصين في الاستشعار عن بُعد، قام فريق البحث برعاية قاعدة بيانات تضم عدة آلاف من حالات الحطام البحري في صور الأقمار الاصطناعية من جميع أنحاء العالم. كانت هذه الأمثلة بمثابة الأساس لتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي الخاص بهم للتعرف على الحطام البلاستيكي، وهي عملية أقرب إلى تعليمه كيفية «رؤية» المشكلة.

يمزج هذا النهج المبتكر بين مبادئ الذكاء الاصطناعي التي تركز على البيانات وخوارزميات رؤية الكومبيوتر التي تحدد التعليقات التوضيحية اليدوية من الخبراء إلى الحطام المحدد المرئي في الصور.

النتائج المتوقعة

يطمح الباحثون إلى نموذج قوي للكشف عن الحطام البحري يقوم بتقدير احتمالية وجود الحطام لكل بكسل في صور الأقمار الاصطناعية «Sentinel - 2» يتفوق هذا النموذج على الأساليب السابقة من خلال الاستفادة من نهج التدريب المتطور الذي يعزز دقَّته التنبئية. حتى عند مواجهة ظروف مناخية صعبة كالغطاء السحابي والضباب الجوي، يحافظ الكاشف على دقته، وهو إنجاز مهم يضمن إمكانية التعرف على الحطام البلاستيكي حتى في ظل الظروف المعاكسة.

القمامة التي جرفتها الأمواج على شاطئ ديربان بعد هطول أمطار غزيرة تسببت في فيضانات كارثية وأضرار بيئية عام 2022 (شاترستوك)

معالجة حطام البلاستيك

لا يمكن المبالغة في أهمية الكشف الدقيق عن المواد البلاستيكية وسط الحطام البحري، خصوصاً أنه في كثير من الأحيان، تجد المواد البلاستيكية طريقها إلى المياه المفتوحة بعد هطول الأمطار والفيضانات، مما يخلق حاجة ملحَّة لطرق تحديد موثوقة. ومن الأمثلة الصارخة على ذلك ما حدث في أعقاب فيضانات مدينة ديربان في جنوب أفريقيا في 11 أبريل (نيسان) عام 2022 مسفرةً عن مقتل ما يقرب من 400 شخص، وإلحاق أضرار جسيمة بالمنازل ومباني الشركات. كما أدى طوفان من الأمطار إلى فيضان الأنهار، وحملها كميات غير مسبوقة من القمامة إلى ميناء المدينة، وبالتالي إلى المحيط الهندي المفتوح.

صور أقمار اصطناعية لكميات كبيرة من النفايات البلاستيكية جُرِفت إلى المحيط الهندي نتيجة فيضانات في ديربان عام 2022 (صور خرائط «غوغل»)

في صور الأقمار الاصطناعية، قد يكون من الصعب التمييز بين هذه الأجسام العائمة وسط السحب باستخدام القنوات التقليدية ذات اللون الأحمر والأخضر والأزرق. ومع ذلك، من خلال التحول إلى القنوات الطيفية البديلة، بما في ذلك الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء، يصبح من الممكن تمييزها.

وبالإضافة إلى التحسُّن في التنبؤ بالحطام البحري، يعمل نموذج الكشف بالذكاء الاصطناعي هذا على توسيع قدراته لتشمل صور «PlanetScope» التي يتم الحصول عليها من الأقمار الاصطناعية النانوية المكعبة. إن دمج بيانات «Sentinel - 2» الأسبوعية مع عمليات الاستحواذ اليومية على «PlanetScope» يحمل وعداً بسد الفجوة نحو المراقبة اليومية المستمرة. هذا ويفتح المنظور المزدوج الذي يقدمه «PlanetScope» و«Sentinel - 2» الذي يلتقط الحطام البحري نفسه في الوقت ذاته تقريباً، من موقعين مختلفين، معلومات قيمة حول أنماط الانجراف المتأثرة بالرياح وتيارات المحيط.

حقائق

بعض الدراسات عن تلوث البلاستيك (2024)

- «OECD»:

يُتوقع أن تصل النفايات البلاستيكية العالمية إلى 1.23 مليار طن متري سنوياً بحلول عام 2060 إذا استمرت الاتجاهات الحالية، مع التأكيد على الحاجة إلى اتخاذ إجراءات عاجلة.


- «CIEL» و«BAN»:

صناعة البلاستيك تساهم بنسبة 10.7 % من انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية، مما يسلِّط الضوء على الحاجة إلى تغيير منهجي لمعالجة التلوث البلاستيكي وأزمة المناخ.


الريادة في مستقبل أنظف

 

الرحلة لا تنتهي هنا، حيث من المقرَّر أن يستكشف البروفسور مارك روسورم، بالتعاون مع البروفسور تيم فان إميريك وشركاء من «منظمة تنظيف المحيطات» في هولندا، المزيد من الإمكانات. ويهدف هؤلاء جميعاً إلى تعزيز تتبع الحطام البحري من خلال الصور المستمرة عبر الأقمار الاصطناعية. ينبع هذا المسعى من مشروع الذكاء الاصطناعي للكشف عن المواد البلاستيكية الذي تم إجراؤه بالتعاون مع المركز السويسري لعلوم البيانات، وهي مبادرة مشتركة بين جامعتي «ETH Zurich» و«EPFL» ومن خلال الجمع بين البراعة التكنولوجية والوعي البيئي، نصبح أقرب إلى محيطات أنظف وكوكب أكثر صحة.


مقالات ذات صلة

تقرير دولي: منظومات ذكية ومجتمعات ممكّنة تشكل مستقبل الاقتصاد الرقمي

الاقتصاد جانب من اجتماع خلال منتدى حوكمة الإنترنت الذي عقد مؤخراً بالعاصمة الرياض (الشرق الأوسط)

تقرير دولي: منظومات ذكية ومجتمعات ممكّنة تشكل مستقبل الاقتصاد الرقمي

كشف تقرير دولي عن عدد من التحديات التي قد تواجه الاقتصاد الرقمي في العام المقبل 2025، والتي تتضمن الابتكار الأخلاقي، والوصول العادل إلى التكنولوجيا، والفجوة…

«الشرق الأوسط» (الرياض)
تكنولوجيا تتميز سمكة «موبولا راي» بهيكلها العظمي الغضروفي وأجنحتها الضخمة ما يسمح لها بالانزلاق بسهولة في الماء (أدوبي)

سمكة تلهم باحثين لتطوير نموذج مرشّح مياه صناعي!

طريقة تغذية سمكة «موبولا راي» تدفع باحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لتطوير أنظمة ترشيح فعالة.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا تعمل استراتيجيات مثل الأمن متعدد الطبقات واستخبارات التهديدات المتقدمة على تعزيز دفاعات الشركات السعودية (شاترستوك)

السعودية تسجل 44 % انخفاضاً في الهجمات الإلكترونية حتى نوفمبر مقارنة بـ2023

تواجه السعودية التحديات السيبرانية باستراتيجيات متقدمة مع معالجة حماية البيانات وأمن السحابة وفجوات مواهب الأمن السيبراني.

نسيم رمضان (لندن)
خاص تتضمن الاتجاهات الرئيسة لعام 2025 الاستعداد الكمومي وممارسات الأمن السيبراني الخضراء والامتثال (شاترستوك)

خاص كيف يعيد الذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية تشكيل الأمن السيبراني في 2025؟

«بالو ألتو نتوركس» تشرح لـ«الشرق الأوسط» تأثير المنصات الموحدة والذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية على مستقبل الأمن السيبراني.

نسيم رمضان (لندن)
الاقتصاد جانب من توقيع الاتفاقية (نيوم)

«نيوم» السعودية و«سامسونغ سي آند تي» تشكلان أكبر تحالف عالمي لتطوير تقنيات البناء

أبرمت شركة «نيوم» المملوكة لـ«صندوق الاستثمارات العامة» السعودي، اتفاقية تأسيس مشروع مشترك مع «سامسونغ آند تي» باستثمار يتجاوز 1.3 مليار ريال.

«الشرق الأوسط» (نيوم)

أفضل المختارات من هدايا الأجهزة التكنولوجية

ساعة «أبل» «أبل سيريس 10» الخفيفة
ساعة «أبل» «أبل سيريس 10» الخفيفة
TT

أفضل المختارات من هدايا الأجهزة التكنولوجية

ساعة «أبل» «أبل سيريس 10» الخفيفة
ساعة «أبل» «أبل سيريس 10» الخفيفة

إن وظيفتنا في موقع «سي نت» الإلكتروني هي التدقيق في كل تلك الأجهزة الإلكترونية الجديدة... وهو أمر مرح ولطيف، لكنه يضعنا في الوقت ذاته في موضع مسؤولية حقيقية، تتمثل في اكتشاف أي منها هو الأفضل فعلياً.

اختيارات المحررين التقنيين

بعد تجربة مئات الأجهزة وآلاف الساعات من الاختبار بعد ذلك، نفخر بتقديم جوائز «إديتورز تشويس» (اختيار المحررين) للأجهزة التكنولوجية الممكن إهداؤها.

يُمثل كل من الهاتف المحمول، والكمبيوتر، وألعاب الكمبيوتر، وأجهزة الترفيه المنزلية على قائمتنا «زبدة» حصاد أجهزة عام 2024؛ لهذا السبب فإنها تصلح لأن تكون هدايا رائعة.

هناك احتمال أن يكون شخص على قائمة معارفك لديه رغبة في هاتف جوال جديد، أو جهاز كمبيوتر محمول من طراز «كروم بوك»، أو جهاز يعمل بتقنية البث المباشر، أو ساعة ذكية، أو جهاز عرض، أو سماعة أذن.

ستجد فيما يلي 3 من أكثر الأجهزة التي أحبها محررونا.

هاتف «آي فون 16»

«أبل آي فون 16»

- لماذا نحبه؟ تتجلّى الكاميرا المجمعة الخاصة بـ«أبل»، والتحديثات التي تمت على مستوى الأداء، بشكل مبهر في «آي فون 16» (Apple iPhone 16)، ما يجعله هاتفاً صالحاً لجميع الأغراض بامتياز.

- لمن يصلح بشكل كبير؟ لأصحاب هواتف الـ«آي فون» الذين يريدون التحديث، واستبدال هاتف عمره جيلين، ويريدون كاميرا أفضل.

- ما الذي نعرفه أيضاً؟ لم تظهر أبرز إضافة جديدة في هاتف «آي فون 16»، وهي خاصية «أبل إنتليجينس» (الذكاء الاصطناعي لأبل)، بعد.

مع ذلك إذا كنت بصدد تغيير هاتفك من «آي فون 13»، أو من طراز سابق له، فسوف تلاحظ قفزة كبيرة في جودة الكاميرا، إضافة إلى حصولك على خواص ومزايا أخرى مفيدة نافعة أضافتها شركة «أبل» خلال السنوات القليلة الماضية، مثل «ديناميك آيلاند» (Dynamic Island) (الجزيرة التفاعلية)، وزر «أكشن» (Action) (زر الفعل).

ربما لا يتضمن هاتف «آي فون 16» أي خاصية مميزة بارزة، لكن الطريقة التي تجتمع بها كل تلك التحسينات التدريجية معاً تجعله اختياراً قوياً بالنسبة إلى محبي الـ«آي فون» الذين يريدون جهازاً أسرع، مزوداً بكاميرا أفضل، دون تبذير وإهدار المال بلا جدوى على «آي فون برو».

ساعة «أبل سيريس 10»

- لماذا نحبها؟ إنها أخف ساعة «أبل» وزناً حتى الآن، وبها عقرب ثوانٍ يدق على بعض أوجه الساعة، ما يجعلها تبدو مثل ساعة اليد التقليدية.

- لمن تصلح بشكل كبير؟ تناسب ساعة «أبل سيريس 10» (Apple Watch Series 10) بدرجة كبيرة أصحاب هواتف الـ«آي فون» الذين يريدون مجموعة شاملة من خصائص تتبع الصحة واللياقة البدنية، مثل إخطارات انقطاع التنفس أثناء النوم. وكذلك فإن أي شخص يريد تحديث ساعته من «سيريس 6»، أو أي طراز سابق، سوف يقدّر الشاشة الأكبر ذات الإضاءة الأقوى والشعور بالخفة على معصم اليد.

- ما الذي نعرفه أيضاً؟ تحتوي ساعة «أبل سيريس 10» على معادلة نجاح، وتم إدخال تحديثات عليها بمناسبة عيد الميلاد العاشر لساعة «أبل ووتش». تصبح الشاشة الـ«أو ليد»، ذات الزاوية العريضة، بإضاءة أقوى عند النظر إليها خارج المحور، وتضيف تكنولوجيا الـ«إل تي بي أو 3» عقرب ثوانٍ يدق إلى شاشة العرض الدائم الثابت.

تصل مدة عمل البطارية إلى 18 ساعة، رغم أنه بمقدورك جعلها تصل إلى يوم ونصف اليوم إذا كان استخدامك أقل، ويمكن شحن البطارية أسرع من ساعات «أبل» السابقة. بشكل عام، إنها ساعة ذكية جذابة بشكل مذهل، وأفضل اختيار لأكثر من يمتلكون هاتف «آي فون».

سماعة أذن «سامسونغ غالاكسي بادز 3 برو»

سماعة أذن «سامسونغ غالاكسي بادز 3 برو»

-لماذا نحبها؟ انتقد بعض المستخدمين شركة «سامسونغ»، لتغييرها تصميم سماعات الأذن، وإضافة قضيب لها، وجعلها تبدو مثل «إير بادز برو 2». مع ذلك تظل سماعة أذن ممتازة ومبهرة توفر الراحة عند الاستخدام، وتقدم تجربة صوتية رائعة، إلى جانب خاصية إلغاء للضوضاء المحيطة، وتحكم داخلي في الصوت، وأداء مدهش ممتاز في المكالمات الهاتفية.

- لمن تصلح بشكل كبير؟ تناسب مستخدمي جهاز «سامسونغ غالاكسي» ومستخدمي نظام التشغيل «آندرويد».

- ما الذي نعرفه أيضاً؟ تتضمن سماعة أذن «غالاكسي بادز 3 برو » (Samsung Galaxy Buds 3 Pro) مشغلين مزدوجين؛ مشغل تفاعلي 10 ملليمترات، مقترن بمكبر صوت مسطح «بلانار» يُعزز الأداء بمقدار 3 أمثال. وتحتوي السماعة أيضاً على مضخم صوت ثنائي يُساعد على الحد من تقطّع الإشارة اللاسلكية.

* مجلة «سي نت»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً