مواد مطبوعة ثلاثية الأبعاد... «أقوى من أي شيء في الطبيعة»

ستستخدم في الطيران والتكنولوجيا الطبية

المادة الجديدة التي طورها الفريق الأسترالي من خلال تصميم شبكي مبتكر مستوحى من الطبيعة (RMIT)
المادة الجديدة التي طورها الفريق الأسترالي من خلال تصميم شبكي مبتكر مستوحى من الطبيعة (RMIT)
TT

مواد مطبوعة ثلاثية الأبعاد... «أقوى من أي شيء في الطبيعة»

المادة الجديدة التي طورها الفريق الأسترالي من خلال تصميم شبكي مبتكر مستوحى من الطبيعة (RMIT)
المادة الجديدة التي طورها الفريق الأسترالي من خلال تصميم شبكي مبتكر مستوحى من الطبيعة (RMIT)

في تطور رائد من معهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا (RMIT)، في ملبورن، كشف باحثون أستراليون عن نوع جديد من المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد، التي تَعِد بإعادة تعريف حدود القوة والخفة في التصنيع.

هذه المادة الجديدة، المصنوعة من سبيكة تيتانيوم من خلال تصميم شبكي مبتكر مستوحى من الطبيعة، تحمل إمكانات كبيرة لصناعات تتراوح من الطيران إلى التكنولوجيا الطبية.

أَنتج هذا البحث، المدعوم من قبل منطقة التصنيع المتقدمة في «RMIT» ومرفق الفحص المجهري والتحليل الدقيق في الجامعة، وبتمويل من مجلس البحوث الأسترالي، مادةً خارقةً تحقق نسبة القوة إلى الوزن (الكتلة) لم يكن من الممكن تحقيقها سابقاً باستخدام طرق التصنيع الحالية. ويكمن مفتاح هذا الإنجاز في البنية الشبكية الفريدة للمادة، التي تستمد الإلهام من الأشكال الطبيعية القوية مثل زنبق الماء ذي الحجم الكبير والمرجان الأنبوبي.

يظهر الضغط باللونين الأحمر والأصفر على شبكة الدعامة المجوفة بينما يوزع هيكل الشبكة المزدوجة الضغط بشكل متساوٍ لتجنب النقاط الساخنة (RMIT)

العلم وراء المادة

يوضح البروفسور ما تشيان، الذي يقود فريق البحث، التحديات في تكرار هذه الهياكل الطبيعية في المعدن، التي عانت تقليدياً من توزيع الإجهاد غير المتساوي ومشكلات قابلية التصنيع. ومن خلال الاستفادة من تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد المتقدمة، خصوصاً تقنية دمج مسحوق الحديد عبر شعاع الليزر، تمكّن الفريق من التغلب على كثير من العقبات. تتضمن تقنية الدمج تلك وضع طبقات من مسحوق المعدن وصهره باستخدام ليزر عالي الطاقة لتحقيق أشكال هندسية دقيقة ومعقدة تعمل على توزيع الضغط بشكل أكثر تجانساً عبر الهيكل.

يتضمن تصميم المادة الخارقة شبكة أنبوبية مجوفة مع شريط داخلي رفيع يعملان معاً على تعزيز القوة والمتانة. ويقول تشيان إنه تم تصميم هيكل شبكي أنبوبي مجوف يحتوي على شريط رفيع يمتد بداخله. ويضيف: «يُظهر هذان العنصران معاً القوة والخفة اللتين لم يسبق لهما مثيل معاً في الطبيعة. ومن خلال الدمج الفعال لبنيتين شبكيتين متكاملتين لتوزيع الضغط بالتساوي، فإننا نتجنب نقاط الضعف، حيث يتركز الإجهاد عادةً».

الأداء والتطبيقات المحتملة

وفي الاختبارات التي أُجريت في منطقة التصنيع المتقدمة، أظهر مكعب التيتانيوم الشبكي قوة أكبر بنسبة 50 في المائة من أقوى سبائك المغنسيوم المصبوبة المستخدمة حالياً في تطبيقات الفضاء الجوي. وهذا لا يوضح قوتها الفائقة فحسب، بل يوضح أيضاً قدرتها على عكس الشقوق على طول الهيكل، مما يعزز المتانة.

ويسلط جوردان نورونها، المؤلف الرئيسي للدراسة والمرشح للحصول على درجة الدكتوراه في «RMIT»، الضوء على قدرة المادة على التكيّف عبر مستويات مختلفة، ومدى ملاءمتها لمجموعة متنوعة من التطبيقات؛ بسبب قوتها وتوافقها الحيوي ومقاومتها للتآكل والحرارة. ويشير إلى أنه يمكن إنتاج هذا الهيكل بأحجام مختلفة، من مليمترات عدة إلى أمتار عدة، باستخدام أنواع مختلفة من الطابعات، وهذا يعكس الإمكانية الواسعة للتنفيذ في القطاعات التي تتطلب مواد عالية الأداء مثل أجزاء الطائرات أو الصواريخ.

الفريق الذي عمل على تطوير التقنية (RMIT)

الاتجاهات والتحديات المستقبلية

في حين أن التكنولوجيا اللازمة لإنتاج مثل هذه المواد المتقدمة ليست متاحة على نطاق واسع بعد، فإن فريق «RMIT» متفائل بشأن اعتمادها وتطبيقها في المستقبل. إن قدرة المادة على تحمل درجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية، مع مزيد من التحسينات، تفتح إمكانات استخدامها في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة؛ مثل الفضاء الجوي، وطائرات دون طيار لمكافحة الحرائق.

تظهر تحديات يفرضها الانتقال من التطبيقات المختبرية إلى التطبيقات الصناعية، وذلك بسبب المعدات المتخصصة اللازمة لإنتاجها. ومع تقدم تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد، من المتوقع أن تصبح أكثر سهولة في الوصول إليها، مما يؤدي إلى تسريع عملية التصنيع وتوسيع نطاق تطبيقها.

يمثل إنشاء هذه المادة الخارقة الجديدة خطوة مهمة إلى الأمام في علم المواد، حيث يقدم لمحة عن مستقبل التصنيع، حيث لا تأتي القوة على حساب الوزن. ومع استمرار «RMIT» في تحسين هذه المواد واستكشاف تطبيقاتها، فإن إمكانية دمجها في مختلف الصناعات ذات الطلب العالي تبدو واعدة. ولا يسلط هذا الابتكار الضوء على قدرات تقنيات التصنيع الحديثة فحسب، بل يضع أيضاً معياراً جديداً لأداء المواد عبر الصناعات.


مقالات ذات صلة

هل يغير «ديب سيك» قواعد اللعبة للشركات والحكومات والمبتكرين في الشرق الأوسط؟

خاص يسعى الشرق الأوسط للانتقال من مستهلك إلى منتج للذكاء الاصطناعي عبر استثمارات ضخمة في البنية التحتية (شاترستوك)

هل يغير «ديب سيك» قواعد اللعبة للشركات والحكومات والمبتكرين في الشرق الأوسط؟

«ديب سيك» يعيد تشكيل الذكاء الاصطناعي في الشرق الأوسط، متيحاً للشركات المحلية تطوير نماذج قوية بتكاليف أقل ويدفع المنطقة نحو ريادة الذكاء الاصطناعي عالمياً.

نسيم رمضان (الرياض)
خاص تهدف «مايكروسوفت» من خلال استثماراتها في السعودية إلى تسريع الابتكار ودعم الشركات المحلية بالذكاء الاصطناعي (شاترستوك)

خاص رئيس «مايكروسوفت العربية» لـ«الشرق الأوسط»: نسعى لجلب التكنولوجيا العالمية إلى السعودية

«مايكروسوفت» تؤكد دعهما التحول الرقمي في السعودية عبر الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات لتعزيز الابتكار والأمن السيبراني وكفاءة الأعمال المحلية.

نسيم رمضان (الرياض)
تكنولوجيا أطلقت «أبل» تطبيق «دعوات أبل Apple Invites» وهو تطبيق جديد لجهاز الآيفون يساعد المستخدمين على إنشاء دعوات مخصصة (رويترز)

«أبل» تطلق خدمة «دعوات» الجديدة لتعزيز التواصل ومشاركة اللحظات

أعلنت شركة «أبل» الأميركية اليوم عن تطبيق «دعوات أبل Apple Invites»، وهو تطبيق جديد لجهاز الآيفون يساعد المستخدمين على إنشاء دعوات مخصصة لجمع الأصدقاء والعائلة.

«الشرق الأوسط» (دبي)
عالم الاعمال المؤتمر التقني «ليب» بنسخته الرابعة في الرياض

لقاء تعريفي بـ«ليب 2025» يستعرض ملامح النسخة الرابعة ودورها في المستقبل الرقمي

تحت شعار «نحو آفاق جديدة»، ينطلق المؤتمر التقني الأكثر حضوراً في العالم «ليب» بنسخته الرابعة، في مركز الرياض للمعارض والمؤتمرات بمهلم، شمال مدينة الرياض.

«الشرق الأوسط» (الرياض)

هل يغير «ديب سيك» قواعد اللعبة للشركات والحكومات والمبتكرين في الشرق الأوسط؟

يسعى الشرق الأوسط للانتقال من مستهلك إلى منتج للذكاء الاصطناعي عبر استثمارات ضخمة في البنية التحتية (شاترستوك)
يسعى الشرق الأوسط للانتقال من مستهلك إلى منتج للذكاء الاصطناعي عبر استثمارات ضخمة في البنية التحتية (شاترستوك)
TT

هل يغير «ديب سيك» قواعد اللعبة للشركات والحكومات والمبتكرين في الشرق الأوسط؟

يسعى الشرق الأوسط للانتقال من مستهلك إلى منتج للذكاء الاصطناعي عبر استثمارات ضخمة في البنية التحتية (شاترستوك)
يسعى الشرق الأوسط للانتقال من مستهلك إلى منتج للذكاء الاصطناعي عبر استثمارات ضخمة في البنية التحتية (شاترستوك)

أصبح الذكاء الاصطناعي بسرعة بمثابة العمود الفقري للتحول الاقتصادي والصناعي عالمياً. في الشرق الأوسط، يشهد تبني الذكاء الاصطناعي نمواً سريعاً، حيث تستثمر المملكة العربية السعودية مليارات الدولارات في بنية تحتية للذكاء الاصطناعي وأبحاث التطبيقات وتطويرها. طموحات المنطقة واضحة وجريئة تتمثل في الانتقال من مستهلك للذكاء الاصطناعي إلى منتج له، مستفيدة من المواهب المحلية، والبيانات السيادية، والبنية التحتية المتطورة.

في قلب هذا التطور ظهر مؤخراً نموذج ذكاء اصطناعي جديد يدعى «ديب سيك»، واعداً بكفاءة أعلى وفاعلية من حيث التكلفة وقابلية للتوسع مقارنة بنماذج الذكاء الاصطناعي التقليدية واسعة النطاق. قدرات «ديب سيك» كثيرة بدءاً من تقنية «خليط الخبراء MoE» (وهي تقنية لتقسيم المهام بين شبكات عصبية صغيرة لتقليل استهلاك الذاكرة وتحسين الكفاء) إلى تقنية التعلم المعزز. إنها قادرة على إعادة تشكيل الصناعات وتعميم الوصول إلى الذكاء الاصطناعي وتعزيز القدرة التنافسية الإقليمية.

يقدم «ديب سيك» نموذج ذكاء اصطناعي جديداً بكفاءة أعلى وتكلفة أقل مقارنة بالنماذج التقليدية (غيتي)

ميزان قوى الذكاء الاصطناعي

بينما سيطرت نماذج الذكاء الاصطناعي الرائدة مثل «تشات جي بي تي» (GPT) على الأسواق العالمية، يقدم «ديب سيك» بديلاً جديداً قد يمكن للشركات في الشرق الأوسط التكيف معه وتخصيصه ونشره بكفاءة.

«ديب سيك-R1» مصمم لتحدي هياكل تكلفة الذكاء الاصطناعي التقليدية. يوضح خافيير ألفاريز، المدير الإداري الأول في الاستراتيجية والتحول لدی شركة «إف تي آي كونسلتنغ»، خلال حديث خاص لـ«الشرق الأوسط»، أنه إذا ثبتت صحة ادعاءات كفاءة «ديب سيك»، فقد يخفض تكاليف البنية التحتية بشكل كبير ويعمم تبني الذكاء الاصطناعي في الشرق الأوسط.

يقدم «ديب سيك-R1» نموذجاً جديداً للذكاء الاصطناعي من خلال الجمع بين «خليط الخبراء» (MoE) والتنبؤ متعدد الرموز (MTP) لقراءة ومعالجة كلمات عدة في وقت واحد؛ ما يضاعف سرعة الاستجابة. كذا التعلم المعزز (RL) الذي يتعلم من تفاعلات المستخدمين لتطوير الدقة باستمرار.

هذه التطورات تقلل بشكل كبير من الحواجز أمام تبني الذكاء الاصطناعي وتسمح للشركات الصغيرة والمتوسطة (SMEs) في الشرق الأوسط بتطوير نماذج ذكاء اصطناعي مخصصة دون الحاجة إلى بنى تحتية.

التحول من مستهلك إلى منتج

أحد أكبر التحديات التي تواجه الشركات في الشرق الأوسط هو التكلفة العالية للبنية التحتية للذكاء الاصطناعي. يتطلب تدريب نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) موارد حاسوبية ضخمة والتي كانت تقليدياً تحت سيطرة عمالقة التكنولوجيا العالمية.

أما الآن، يكسر «ديب سيك» حاجز التكلفة للذكاء الاصطناعي؛ ما يعطي الشركات الناشئة والشركات الصغيرة والمتوسطة في الشرق الأوسط فرصة حقيقية للتنافس. يقول داميلولا أوجو، المدير الإداري الأول في الاستراتيجية والتحول لدی شركة «إف تي آي كونسلتنغ»، خلال حديث خاص لـ«الشرق الأوسط»، إنه إذا نجح «ديب سيك» في الوفاء بوعده بتخفيض تكاليف تدريب الذكاء الاصطناعي، فقد يسمح للشركات الناشئة بتطوير نماذج قوية دون الاعتماد على خدمات الحوسبة السحابية باهظة الثمن من «إنفيديا» و«أمازون للخدمات السحابية» أو «غوغل».

ويوضح داميلولا أوجو، أن مبادرة السعودية البالغة 40 مليار دولار ستعزز بالفعل نمو الذكاء الاصطناعي. لكن نماذج مثل «ديب سيك» يمكن أن «تسرع قابلية التوسع مما يضمن وصولاً واسعاً إلى حلول الذكاء الاصطناعي بجزء بسيط من التكاليف الحالية». ويضيف ألفاريز: «مع تزايد تمويل الذكاء الاصطناعي، نشهد تحولاً في القوة بعيداً عن النماذج الثقيلة البنية التحتية نحو الابتكار في طبقة التطبيقات، حيث تكون للشرق الأوسط فرصة حقيقية للقيادة».

خافيير ألفاريز المدير الإداري الأول في الاستراتيجية والتحول لدی شركة «إف تي آي كونسلتنغ»

«ديب سيك» وتشكيل الصناعات

يمتد تأثير الذكاء الاصطناعي في الشرق الأوسط أبعد من التكنولوجيا، فهو يقود التحول في الرعاية الصحية، التعليم، التمويل، والنقل.

تدمج المستشفيات في المنطقة بشكل متزايد تشخيصات مدعومة بالذكاء الاصطناعي والجراحات الروبوتية. على سبيل المثال، تستخدم مستشفى الملك فيصل التخصصي بالرياض الذكاء الاصطناعي في الكشف المبكر عن السرطان وتخطيط العلاج. كذلك، تستثمر مستشفى كليفلاند كلينك أبوظبي في الجراحة الروبوتي؛ ما يحسّن الدقة ونتائج المرضى. أيضاً، تستخدم مستشفى جابر بالكويت الذكاء الاصطناعي لمراقبة القلب في الوقت الحقيقي والإجراءات التنظيرية. ويرى خبراء «إف تي آي كونسلتنغ»، أنه مع نماذج مثل «ديب سيك» يمكن لمؤسسات الرعاية الصحية تطوير أدوات تشخيص مدعومة بالذكاء الاصطناعي بشكل أسرع وبتكاليف أقل؛ ما يقلل الاعتماد على حلول الذكاء الاصطناعي المستوردة.

داميلولا أوجو المدير الإداري الأول في الاستراتيجية والتحول لدی شركة «إف تي آي كونسلتنغ»

معالجة حواجز تبني الذكاء الاصطناعي

على الرغم من الإمكانات، لا تزال هناك حواجز عدة في رحلة الشرق الأوسط نحو الذكاء الاصطناعي. تستثمر السعودية في مراكز بيانات جاهزة للذكاء الاصطناعي، مع شراكات تشمل «أرامكو» و«سيربراس سيستمر» و«إيه إم دي» (AMD). ومع ذلك، لا تزال الشركات الناشئة المحلية تواجه تحديات في الوصول إلى موارد الحوسبة عالية الأداء.

ويلاحظ أوجو خلال حديثه مع «الشرق الأوسط»، أن مراكز البيانات تنمو، لكن هناك حاجة إلى المزيد من الاستثمار في خدمات السحابة المخصصة للذكاء الاصطناعي التي تلبي الاحتياجات الإقليمية.

وهناك مسألة النقص في المتخصصين المؤهلين في الذكاء الاصطناعي. ويرى ألفاريز أننا نشهد دفعة كبيرة نحو تعليم الذكاء الاصطناعي، لكن على المدى القصير، لا تزال المنطقة في حاجة إلى جذب المواهب العالمية في الذكاء الاصطناعي.

--

توطين البيانات وأخلاقيات الذكاء الاصطناعي

يتم تدريب معظم نماذج الذكاء الاصطناعي على مجموعات بيانات غربية، بحسب الخبراء؛ ما يجعلها أقل فاعلية في التطبيقات العربية.

«ديب سيك»، مع «نهج الأوزان المفتوحة» يسمح للشركات بضبط نماذج الذكاء الاصطناعي باستخدام مجموعات البيانات الإقليمية الخاصة. ويصرح أوجو بأن لدى منطقة الشرق الأوسط فرصة لقيادة حوكمة الذكاء الاصطناعي من خلال ضمان تطوير أخلاقي يتناسب مع الثقافة واللوائح الإقليمية.

المملكة العربية السعودية لم تعد مجرد مستهلك للذكاء الاصطناعي، بل رائدة فيه. مع تقديم «ديب سيك» بديلاً فعالاً من حيث التكلفة وقابلاً للتوسع، قد يصبح لدى المنطقة فرصة فريدة لقيادة الابتكار في الذكاء الاصطناعي عالمياً. يشدد خبيرا «إف تي آي كونسلتنغ» على أن الشرق الأوسط يضع نفسه منافساً جدياً في سباق الذكاء الاصطناعي. بدءاً من الأبحاث المدعومة من الحكومة إلى البنية التحتية المتطورة وتطوير المواهب.

ويضيف الخبيران: «قادة الذكاء الاصطناعي القادمون سيكونون أولئك الذين يستثمرون في المواهب والبنية التحتية والتطبيقات المحلية وأن الشرق الأوسط يفعل ذلك بالضبط».

طموحات الشرق الأوسط في الذكاء الاصطناعي واضحة وجريئة وتتحقق بسرعة. فبينما تتجاوز السعودية وجيرانها مرحلة تبني الذكاء الاصطناعي إلى مرحلة الإبداع فيه، قد توفر نماذج مثل «ديب سيك» الأدوات اللازمة لبناء نظام بيئي سيادي للذكاء الاصطناعي.

يتم تدريب معظم نماذج الذكاء الاصطناعي على مجموعات بيانات غربية، بحسب الخبراء؛ ما يجعلها أقل فاعلية في التطبيقات العربية.

«ديب سيك»، مع «نهج الأوزان المفتوحة» يسمح للشركات بضبط نماذج الذكاء الاصطناعي باستخدام مجموعات البيانات الإقليمية الخاصة. ويصرح أوجو بأن لدى منطقة الشرق الأوسط فرصة لقيادة حوكمة الذكاء الاصطناعي من خلال ضمان تطوير أخلاقي يتناسب مع الثقافة واللوائح الإقليمية.

المملكة العربية السعودية لم تعد مجرد مستهلك للذكاء الاصطناعي، بل رائدة فيه. مع تقديم «ديب سيك» بديلاً فعالاً من حيث التكلفة وقابلاً للتوسع، قد يصبح لدى المنطقة فرصة فريدة لقيادة الابتكار في الذكاء الاصطناعي عالمياً. يشدد خبيرا «إف تي آي كونسلتنغ» على أن الشرق الأوسط يضع نفسه منافساً جدياً في سباق الذكاء الاصطناعي. بدءاً من الأبحاث المدعومة من الحكومة إلى البنية التحتية المتطورة وتطوير المواهب.

ويضيف الخبيران: «قادة الذكاء الاصطناعي القادمون سيكونون أولئك الذين يستثمرون في المواهب والبنية التحتية والتطبيقات المحلية وأن الشرق الأوسط يفعل ذلك بالضبط».

طموحات الشرق الأوسط في الذكاء الاصطناعي واضحة وجريئة وتتحقق بسرعة. فبينما تتجاوز السعودية وجيرانها مرحلة تبني الذكاء الاصطناعي إلى مرحلة الإبداع فيه، قد توفر نماذج مثل «ديب سيك» الأدوات اللازمة لبناء نظام بيئي سيادي للذكاء الاصطناعي.

حقائق

20000 متخصص في الذكاء الاصطناعي

هو ما تهدف استراتيجية السعودية الوطنية للذكاء الاصطناعي إلى تدريبهم بحلول 2030

توطين البيانات وأخلاقيات الذكاء الاصطناعي

يتم تدريب معظم نماذج الذكاء الاصطناعي على مجموعات بيانات غربية، بحسب الخبراء؛ ما يجعلها أقل فاعلية في التطبيقات العربية.

«ديب سيك»، مع «نهج الأوزان المفتوحة» يسمح للشركات بضبط نماذج الذكاء الاصطناعي باستخدام مجموعات البيانات الإقليمية الخاصة. ويصرح أوجو بأن لدى منطقة الشرق الأوسط فرصة لقيادة حوكمة الذكاء الاصطناعي من خلال ضمان تطوير أخلاقي يتناسب مع الثقافة واللوائح الإقليمية.

المملكة العربية السعودية لم تعد مجرد مستهلك للذكاء الاصطناعي، بل رائدة فيه. مع تقديم «ديب سيك» بديلاً فعالاً من حيث التكلفة وقابلاً للتوسع، قد يصبح لدى المنطقة فرصة فريدة لقيادة الابتكار في الذكاء الاصطناعي عالمياً. يشدد خبيرا «إف تي آي كونسلتنغ» على أن الشرق الأوسط يضع نفسه منافساً جدياً في سباق الذكاء الاصطناعي. بدءاً من الأبحاث المدعومة من الحكومة إلى البنية التحتية المتطورة وتطوير المواهب.

ويضيف الخبيران: «قادة الذكاء الاصطناعي القادمون سيكونون أولئك الذين يستثمرون في المواهب والبنية التحتية والتطبيقات المحلية وأن الشرق الأوسط يفعل ذلك بالضبط». 

طموحات الشرق الأوسط في الذكاء الاصطناعي واضحة وجريئة وتتحقق بسرعة. فبينما تتجاوز السعودية وجيرانها مرحلة تبني الذكاء الاصطناعي إلى مرحلة الإبداع فيه، قد توفر نماذج مثل «ديب سيك» الأدوات اللازمة لبناء نظام بيئي سيادي للذكاء الاصطناعي.