جهاز استشعار قليل التكلفة لقياس تلوث المياه بالرصاص

تتنوع مصادر تلوث المياه بالرصاص وتشمل أنابيب الصرف الصحي القديمة والتعدين وصهر الرصاص والطلاء المحتوي على الرصاص (شاترستوك)
تتنوع مصادر تلوث المياه بالرصاص وتشمل أنابيب الصرف الصحي القديمة والتعدين وصهر الرصاص والطلاء المحتوي على الرصاص (شاترستوك)
TT

جهاز استشعار قليل التكلفة لقياس تلوث المياه بالرصاص

تتنوع مصادر تلوث المياه بالرصاص وتشمل أنابيب الصرف الصحي القديمة والتعدين وصهر الرصاص والطلاء المحتوي على الرصاص (شاترستوك)
تتنوع مصادر تلوث المياه بالرصاص وتشمل أنابيب الصرف الصحي القديمة والتعدين وصهر الرصاص والطلاء المحتوي على الرصاص (شاترستوك)

إنجاز جديد لاكتشاف وقياس تركيزات الرصاص في الماء ابتكره مهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة نانيانج التكنولوجية، وشركات أخرى، من خلال تطوير تكنولوجيا مدمجة وقليلة التكلفة. ويأمل الباحثون في أن يلعب هذا الإنجاز دوراً حاسماً في معالجة مشكلة تلوث الماء بالرصاص التي تؤثر على ملايين الأشخاص حول العالم.

المخاطر الصحية

تقدِّر «منظمة الصحة العالمية» أن 240 مليون شخص عالمياً يتعرضون لمياه الشرب التي تحتوي على مستويات غير آمنة من الرصاص السامّ. يمكن أن يؤثر التلوث بالرصاص بشدة على نمو الدماغ لدى الأطفال، ويسبب تشوهات خلقية، ويؤدي إلى مجموعة من المشكلات العصبية والقلبية وغيرها. وفي الولايات المتحدة وحدها، لا يزال ما يقرب من 10 ملايين أسرة يحصلون على مياه الشرب من خلال أنابيب الرصاص، مما يشكل خطراً صحياً كبيراً، بحسب بعض الدراسات.

يقول جيا شو بريان سيا، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا المؤلف الرئيسي للورقة البحثية إن «تلوث المياه بالرصاص يعكس أزمة صحية عامة لم تتم معالجتها، وتؤدي إلى وفاة أكثر من مليون شخص سنوياً».

يمكن للجهاز الذي يشبه الرقاقة أن يوفر كشفاً حساساً لمستويات الرصاص في مياه الشرب (MIT)

طريقة مبتكرة وفعالة

تشتمل الطرق التقليدية لاختبار الرصاص في الماء على معدّات باهظة الثمن وتستغرق معالجة النتائج عدة أيام. وبدلاً من ذلك، توفر شرائط الاختبار البسيطة التي تم ابتكارها مؤشراً ثنائياً على وجود الرصاص دون تحديد كمية تركيزه.

حقائق

15 جزءاً في المليار (ppb) من الرصاص

هو ما تشترط وكالة حماية البيئة (EPA) عدم تجاوزه في مياه الشرب... وهو تركيز منخفض جداً يصعب اكتشافه بدقة

تعد التكنولوجيا الجديدة التي طوّرها الفريق بقيادة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بإحداث ثورة في عملية الاختبار هذه. يمكن للنظام اكتشاف تركيزات الرصاص التي تصل إلى 1 جزء في المليار بدقة عالية، باستخدام كاشف بسيط قائم على شريحة موجود في جهاز محمول باليد. توفر هذه التقنية قياسات كمية فورية تقريباً، ولا تتطلب سوى قطرة ماء، مما يجعلها عملية وفعالة

جيا شو بريان سيا (يسار) ولويجي رانو (يمين) يعرضان شريحة الاستشعار المعبَّأة بالكامل (MIT)

الرقائق الضوئية لالتقاط أيونات الرصاص

ركز الفريق على إنشاء طريقة كشف مباشرة باستخدام الرقائق الضوئية، التي تستخدم الضوء لإجراء القياسات. كان التحدي الرئيسي هو ربط جزيئات محددة على شكل حلقة تعرف باسم «إثيرات التاج»، بسطح الرقاقة الضوئية، حيث يمكن لـ«إثيرات التاج» التقاط أيونات الرصاص. وقد نجح الفريق في تحقيق هذا الارتباط من خلال عملية كيميائية تعرف باسم «أسترة فيشر». يوضح جيا شو بريان سيا باحث ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن هذا أحد الإنجازات الأساسية التي حققت في الاختبار الذي أظهر أن الشريحة الجديدة يمكنها اكتشاف الرصاص في الماء بتركيزات منخفضة تصل إلى جزء واحد في المليار.

أما بالنسبة للتركيزات الأعلى بكثير، مثل تلك الموجودة في مخلفات المناجم، فإن الدقة تصل إلى 4 في المائة. وذكر العلماء أن الجهاز فعال في الماء بمستويات حموضة تتراوح من 6 إلى 8، التي تغطي معظم العينات البيئية. كما أكدت الاختبارات التي أُجريَت بمياه البحر ومياه الصنبور دقة القياسات.

يمكن إحضار هذا الجهاز المحمول باليد إلى مصدر المياه للمراقبة في الموقع، بتكاليف منخفضة، كما يمكن جعل الاختبار المنتظم والواسع النطاق ممكنًا.

لويجي رانو، طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا


مقالات ذات صلة

علماء يرصدون استيقاظ ثقب أسود هائل من «سباته»

يوميات الشرق صور فنية للمجرات الـ14 التي تم رصدها بواسطة تلسكوبات ALMA كما تظهر في الكون المبكر جداً والبعيد جداً في هذا الرسم التوضيحي الصادر 25 أبريل 2018 (رويترز)

علماء يرصدون استيقاظ ثقب أسود هائل من «سباته»

في مركز مجرة درب التبانة، تم اكتشاف ثقب أسود هائل تبلغ كتلته نحو أربعة ملايين مرة كتلة شمس مجرتنا ويطلق عليه اسم القوس إيه*.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
صحتك تعتمد الأداة الجديدة على برمجيات لمسح الوجه (جامعة ريميت)

الهواتف الذكية تكشف عن السكتات الدماغية في ثوانٍ

طوّر فريق من مهندسي الطب الحيوي في «جامعة ملبورن الملكية» أداة لفحص الوجه على الهواتف الذكية يمكن أن تساعد المسعفين الطبيين في التعرف على السكتة الدماغية.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
تكنولوجيا كان الدافع وراء البحث هو الحاجة الماسة لتقليل الانبعاثات الناتجة عن الإسمنت الذي يشكل نحو 90 % من انبعاثات الخرسانة (شاترستوك)

هل يمكن إعادة تدوير الخرسانة المستعملة في البناء لتقليل انبعاثات الكربون؟

طور باحثون من جامعة كمبريدج في بريطانيا طريقة لإنتاج خرسانة منخفضة الانبعاثات الكربونية بهدف تحقيق تقدم كبير في التحول العالمي إلى صافي الانبعاثات الصفرية.

نسيم رمضان (لندن)
يوميات الشرق روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي جرى تطويرها بالصين في 6 يونيو 2024 (رويترز)

«صنع في الصين»... روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي (صور)

نجح مهندسون بمدينة داليان الساحلية شمال شرقي الصين بمصنع «إكس روبوتس» في تطوير روبوتات بشرية قادرة على التعبير العاطفي.

«الشرق الأوسط» (بكين)
تكنولوجيا ستقام بطولة ويمبلدون في الفترة من 1 إلى 14 يوليو 2024 على أن تبدأ التصفيات في 24 يونيو (آي بي إم)

ميزة جديدة للذكاء الاصطناعي في بطولة ويمبلدون للتنس

تقدم ميزة «Catch Me Up» قصصاً ونصوصاً وتحليلات عن اللاعبين تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي على شكل بطاقات بناء على تفضيلاتهم وموقعهم وملفهم الشخصي

نسيم رمضان (ويمبلدون (إنجلترا))

«أبل» تكشف عن أسلوبها في الذكاء الاصطناعي

جانب من مؤتمر «أبل» للمطورين الذي شهد الإعلان عن الذكاء الاصطناعي (أ.ب.أ)
جانب من مؤتمر «أبل» للمطورين الذي شهد الإعلان عن الذكاء الاصطناعي (أ.ب.أ)
TT

«أبل» تكشف عن أسلوبها في الذكاء الاصطناعي

جانب من مؤتمر «أبل» للمطورين الذي شهد الإعلان عن الذكاء الاصطناعي (أ.ب.أ)
جانب من مؤتمر «أبل» للمطورين الذي شهد الإعلان عن الذكاء الاصطناعي (أ.ب.أ)

أحدث ما أعلنته «أبل»، عن مفهوم الذكاء الاصطناعي عبر تقنية «أبل إنتليجنس» في مؤتمر المطورين العالميين الأخير، ضجةً عالميةً، وذلك ما بين مؤيد ومعارض حول آلية عمل هذا النموذج، مقارنة بعمل النماذج الأخرى، إذ عدّ البعض أن هذا النموذج قد يعرض البيانات للخطر، في الوقت الذي تؤكد فيه «أبل» أن موضوع الخصوصية بالنسبة لها خط أحمر، ولا يمكن المساس به.

تقنيات ذكاء اصطناعي

تقنية «أبل إنتليجنتس» هي مجموعة جديدة من ميزات الذكاء الاصطناعي لأجهزة الـ«آيفون» والـ«ماك»، وغيرها من أجهزة «أبل» التي ستكون متوافرة في وقت لاحق من هذا العام، إذ تطرح شركة «أبل» تقنية «سيري» أكثر تحادثاً، و«جينموجي» المُخصص الذي تم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي، والوصول إلى «تشات جي بي تي-4o»، الذي يتيح لـ«سيري» اللجوء إلى برنامج الدردشة الآلي الخاص بشركة «أوبن إيه آي» عندما لا يتمكن من التعامل، مع ما يطلبه المستخدم منه.

وحددت الشركة خاصية التعلم الآلي الخاصة بها، أنها ستكون متاحة فقط على أجهزة «آيفون 15 برو»، و«آيفون 15 برو ماكس»، وأجهزة الـ«آيباد» والـ«ماك» المزودة بشرائح «إم1» (M1)، أو الإصدارات الأحدث، وفقط عند ضبط اللغة على «الإنجليزية»، على أن يبدأ طرح الميزات هذا الخريف في أنظمة التشغيل التي أعلنت عنها «آي أو إس 18» و«آيباد أو إس 18» و«ماك أو إس سكويا».

نظام «أبل إنتليجنس»

تفادت «أبل» في السابق استخدام مصطلح «الذكاء الاصطناعي» عند الحديث عن ميزات التعلُّم الآلي الخاصة بها في وقت سابق، ولهذا أطلقت على هذه الخاصية أسمها «أبل إنتليجنتس» أو «ذكاء أبل»، وهو عبارة عن نظام ذكاء شخصي لأجهزة الـ«آيفون» والـ«آيباد» والـ«ماك».

وقالت إنه يجمع قوة نماذج التوليد بالسياق الشخصي، ليقدم ذكاءً يتميز بمستوى مذهل من النفع والملاءمة، إذ لفتت إلى أنه تم دمج نظام «أبل إنتليجنس» بعمق في أنظمة «آي أو إس 18» و«آيباد أو إس 18» و«ماك أو إس سكويا»، وهو يستفيد من قوة شرائح «أبل سيليكون» لفهم اللغة والصور وإنشائها، واتخاذ الإجراءات اللازمة عبر التطبيقات، واستخلاص البيانات من السياق الشخصي، ليُسرّع المهام اليومية ويبسّطها.

وشددت الشركة الأميركية على أنها وضعت معياراً جديداً للخصوصية في عالم الذكاء الاصطناعي بتقديم «الحوسبة السحابية الخاصة» (Private Cloud Compute)، مع القدرة على توفير القدرة الحاسوبية المطلوبة بين المعالجة على الجهاز ونماذج أكبر قائمة على سيرفرات مخصصة تعمل بشرائح «أبل سيليكون».

وقال تيم كوك، الرئيس التنفيذي لشركة «أبل»: «سيُغير (أبل إنتليجنتس) ما يمكن للمستخدمين إنجازه مع منتجاتنا، وما يمكن لمنتجاتنا تقديمه لمستخدمينا. إذ يجمع نهجنا الفريد بين الذكاء الاصطناعي التوليدي، والسياق الشخصي للمستخدم لتقديم الذكاء النافع بحق، ويمكنه أيضاً الوصول لتلك المعلومات بطريقة خاصة وآمنة تماماً، لمساعدة المستخدمين على إنجاز أكثر الأمور أهمية لهم. وهذا هو الذكاء الاصطناعي التي تقدمه (أبل) دون غيرها، ولا يسعنا الانتظار ليختبر المستخدمون ما يمكن أن يقدمه لهم».

وسائل جديدة

يطلق «أبل إنتليجنس» وسائل جديدة، ليعزز المستخدمون من كتاباتهم وتواصلهم بفاعلية أكبر، إذ يساعد عبر أدوات الكتابة (Writing Tools) الجديدة كلياً على مستوى النظام بالكامل والمدمجة في الأنظمة، وإعادة كتابة النصوص وتدقيقها وتلخيصها أينما أرادوا، بما في ذلك تطبيقات البريد، والملاحظات، وتطبيق الصفحات (Pages) إلى جانب التطبيقات الخارجية.

وفي تطبيق البريد، يقدم خاصية الرسائل ذات الأولوية قسماً جديداً أعلى صندوق البريد، تُعرض فيه أكثر رسائل الإيميل استعجالاً، وعبر صندوق بريد المستخدم، بدلاً من استعراض السطور الأولى من كل رسالة إيميل، يستطيع المستخدمون مشاهدة الملخصات من دون الحاجة لفتح الرسالة. أما بالنسبة لسلسلة الرسائل الطويلة، فيمكن للمستخدمين مشاهدة التفاصيل ذات الصلة بمجرد نقرة. كما تقدم ميزة الرد الذكي (Smart Reply) اقتراحات لردود سريعة، وتُحدد الأسئلة في الإيميل لضمان تقديم إجابة عنها جميعها.

وتظهر الإشعارات ذات الأولوية (Priority Notifications) أعلى حزمة الإشعارات، لإبراز أكثرها أهمية، وتساعد الملخصات المستخدمين على الفحص السريع للإشعارات الطويلة أو المكدسة، مُظهرةً التفاصيل الرئيسية مباشرة على شاشة القفل، ويستطيع المستخدمون تسجيل مقاطع صوتية وتدوينها وتلخيصها في تطبيقات الملاحظات والهاتف، وعند البدء بتسجيل مكالمة، يتم إشعار المشاركين فيها تلقائياً، وعند انتهائها، ينشئ نظام «أبل إنتليجنس» ملخصاً للمساعدة في تذكر أهم النقاط.

ويدعم النظام خدمات تحرير وإنشاء الصور، إذ يتم إنشاء جميع الصور على الجهاز، ما يمنح المستخدمين حرية اختبار هذه الميزة عبر استخدام أكبر عدد من الصور التي يرغبون بها.

عصر جديد لـ«سيري»

وقالت «أبل» إنه بفضل قوة نظام «أبل إنتليجنس» أصبحت خدمة «سيري» (Siri) متكاملة بشكل أكثر عمقاً في تجربة النظام. فمع القدرات الأغنى لفهم اللغة، أصبحت «سيري» طبيعية أكثر، وتقدم اقتراحات أكثر تخصيصاً وملائمةً للسياق، إلى جانب القدرة على تبسيط المهام اليومية، وتسريع وتيرتها، فيمكنها المتابعة إذا تلعثم المتكلم في الحديث، والحفاظ على السياق من طلب للتالي، فضلاً عن أنه يمكن للمستخدمين الكتابة إلى «سيري»، والتبديل بين النص والصوت عند التواصل معه، وتستطيع الخدمة أيضاً تقديم دعم لاستخدام الجهاز في جميع النواحي للمستخدمين، والإجابة عن الآلاف من الأسئلة عن إنجاز الأمور في أجهزة أبل المختلفة.

دمج «تشات جي بي تي»

وأوضحت «أبل» أنها دمجت خدمة شات «جي بي تي» في تجارب أنظمة «آي أو إس 18» و«آيباد أو إس 18» و«ماك أو إس سكويا»، ما يتيح للمستخدمين الوصول إلى خبرته، إضافة إلى قدرات فهمه للصور والمستندات، من دون الحاجة للتنقل بين الكثير من الأدوات.

كما تستطيع خدمة «سيري» الاستفادة من خبرة «تشات جي بي تي» عندما يكون ذلك مفيداً، وفق وصفها، وقالت: «قبل إرسال أي سؤال لخدمة (شات جي بي تي) يتم تنبيه المستخدمين، إضافة إلى أي وثائق أو صور، وعندها ستقدم (سيري) الإجابة مباشرة».

وإضافة إلى ذلك، ستتوافر خدمة «تشات جي بي تي» في أدوات الكتابة (Writing Tools) من «أبل» على مستوى النظام، وهو ما يساعد المستخدمين على إنشاء محتوى لأي شيء يكتبون عنه، وتتيح أداة الإنشاء «Compose» للمستخدمين أيضاً الوصول إلى أدوات الصور في خدمة «شات جي بي تي» لإنشاء صور ضمن مجموعة واسعة من الأنواع لاستكمال ما يكتبون عنه.

وشددت على أنه يتم توفير حماية مدمجة للخصوصية للمستخدمين الذين يصلون إلى «شات جي بي تي»، إذ يتم حجب عناوين «آي بي» (IP) الخاصة بهم، ولا يقوم «أوبن إيه آي» بتخزين الطلبات، وتنطبق سياسات استخدام البيانات في «شات جي بي تي» على المستخدمين الذين يختارون ربط حساباتهم.

أنظمة التشغيل الجديدة

وشهد المؤتمر إطلاق الأنظمة الجديدة «آي أو إس 18» و«آيباد أو إس 18» و«ماك أو إس سكويا»، إضافة إلى «واتش أو إس 11»، و«فيجن برو2» نظام التشغيل الخاص بنظارة الواقع الافتراضي الخاصة بها، التي أعلنت أنها ستطلقها في عدد من الأسواق العالمية.

وكشفت «أبل» أيضاً في مؤتمر المطورين عن مجموعة من الأدوات والموارد الجديدة والمبتكرة التي صُممت لتمكين المطورين حول العالم من إنشاء تطبيقات أكثر قوة وفاعلية عبر جميع منصاتها، إذ يساعد برنامج «إكس كود 16» المطورين على توفير وقت عملية تطوير التطبيقات، وإنجاز الكثير بمساعدة ميزات جديدة، مثل «سوفت أسست»، و«الإكمال التنبؤي للكود البرمجي».