تقنية «ذكية» لمراقبة جودة مياه الشرب

يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)
يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)
TT

تقنية «ذكية» لمراقبة جودة مياه الشرب

يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)
يعاني أكثر من ربع سكان العالم نقصاً في الوصول لمياه الشرب الآمنة (رويترز)

طوّر فريق بحثي من معهد كوريا للعلوم والتكنولوجيا، تقنية تعتمد على الذكاء الاصطناعي لمراقبة جودة مياه الشرب.

وأوضح الباحثون أن هذه التكنولوجيا تأتي مساهمة في تحسين جودة المياه من خلال تطبيقها في شبكات قياس جودة المياه الوطنية الآلية، وفق النتائج التي نُشرت، الاثنين، في دورية (Water Research).

ويعاني نحو 2.2 مليار شخص، أي أكثر من ربع سكان العالم، من نقص في الوصول إلى مياه الشرب الآمنة. كما يعاني نحو نصف سكان العالم من ندرة حادة في المياه خلال جزء من السنة.

وللتغلب على نقص المياه، تُنفق تكاليف ضخمة على مشاريع مثل الري عبر أنظمة الصّرف الصّحي واستخدام مصادر مياه بديلة، مثل إعادة استخدام مياه الأمطار وتحلية مياه البحر، مع زيادة الحاجة إلى تكنولوجيا إنتاج المياه اللامركزية.

وتشمل هذه التكنولوجيا، وفق الدراسة، تقنيات المعالجة الكهروكيميائية، التي تستخدم الكهرباء لإزالة الملوثات وتحسين جودة المياه. وتعتمد هذه الأساليب على الأقطاب الكهربائية لتحفيز تفاعلات أكسدة واختزال، ما يساعد على تحييد الملوثات أو فصلها عن الماء. وتُستخدم هذه الطرق بشكل متزايد في الأنظمة اللامركزية لإزالة أيونات العناصر الثقيلة الضارة في المياه مثل الصوديوم والبوتاسيوم وتحسين نقاء المياه.

وتعتمد فاعلية المعالجة على نوع الأيونات وكميتها، التي قد تؤثر على التوصيل الكهربائي للماء وتفاعلات الأقطاب؛ مما يجعل مراقبة تركيزها أمراً ضرورياً لتحقيق نتائج معالجة فعالة.

ومع ذلك، فإن المستشعرات المستخدمة في هذه العمليات لا تستطيع قياس وتتبع الأيونات الفردية في المياه بدقّة، مما يجعل من الصعب الحصول على تقديرات دقيقة لجودة المياه.

لذا، استخدم الباحثون نموذجاً يعتمد على الذكاء الاصطناعي، وتحديداً التعلم الآلي، للتنبؤ بتركيزات أيونات العناصر الثقيلة في المياه مثل الصوديوم والبوتاسيوم، بهدف تقييم معدل التلوث في محطات تنقية المياه.

وتمكّن النموذج من التنبؤ بدقّة عالية بتركيزات كلّ من أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكلوريد أثناء عمليات المعالجة الكهروكيميائية.

ومن خلال استخدام هذا النموذج، يمكن للذكاء الاصطناعي تحليل البيانات واستنتاج تركيزات الأيونات المختلفة، مما يعزّز القدرة على مراقبة جودة المياه بدقة أكبر، ويُسهم في تحسين كفاءة المعالجة ويُتيح استجابة أسرع لتغيّرات نوعية المياه، وفقاً للباحثين.

وأظهرت النتائج أنه يجب تحديث التنبؤات كلّ 20 إلى 80 ثانية لتحسين الدّقة، مما يعني أن شبكات جودة المياه الوطنية يجب أن تقيس جودة المياه بشكل مستمر، على الأقل مرّة واحدة في الدقيقة، لتدريب النموذج بشكل صحيح.

وأشار الباحثون إلى أن هذه التكنولوجيا تمثّل خطوة مهمة نحو تعزيز نُظم إدارة المياه وتحقيق توزيع أكثر عدلاً وأماناً للمياه على الصّعيدين المحلي والعالمي.


مقالات ذات صلة

يوميات الشرق النظام يستخدم ضوء الأشعة تحت الحمراء لتجنُّب إزعاج النحل (جامعة دورهام)

نظام إلكتروني لمراقبة نحل العسل وحمايته

طوّر باحثون في جامعة «دورهام» البريطانية، بالتعاون مع شركاء دوليين، نظاماً إلكترونياً يُجري مراقبة مستمرّة وطويلة الأمد لمستعمرات نحل العسل.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق تواجه الخلايا السرطانية نقصاً دائماً في العناصر الغذائية نتيجة لنموها غير المنضبط (جامعة بازل)

استراتيجية جديدة لعلاج السرطان مستوحاة من «خميرة البيرة»

توصل باحثون في جامعة «فرجينيا» الأميركية إلى اكتشاف غير متوقع في خميرة البيرة، قد يفتح الأبواب أمام استراتيجيات جديدة لعلاج السرطان.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق الفم الاصطناعي يحاكي حركات اللسان البشري (المعهد الوطني الفرنسي للبحوث الزراعية والغذائية والبيئية)

فم اصطناعي لتغذية كبار السن

ابتكر باحثون من المعهد الوطني الفرنسي للبحوث الزراعية والغذائية والبيئية، فماً اصطناعياً لمحاكاة حركات اللسان البشري بهدف فهم كيفية معالجة الأطعمة اللينة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )

«إبسون»: السعودية سوق رئيسية لحلولنا الصديقة للبيئة

«إبسون»: تقنياتنا لا تقلل من استهلاك الطاقة فحسب، بل تساهم أيضاً في خفض تكاليف التشغيل (شاترستوك)
«إبسون»: تقنياتنا لا تقلل من استهلاك الطاقة فحسب، بل تساهم أيضاً في خفض تكاليف التشغيل (شاترستوك)
TT

«إبسون»: السعودية سوق رئيسية لحلولنا الصديقة للبيئة

«إبسون»: تقنياتنا لا تقلل من استهلاك الطاقة فحسب، بل تساهم أيضاً في خفض تكاليف التشغيل (شاترستوك)
«إبسون»: تقنياتنا لا تقلل من استهلاك الطاقة فحسب، بل تساهم أيضاً في خفض تكاليف التشغيل (شاترستوك)

ظلت «إبسون»، الشركة العالمية الرائدة في مجال تكنولوجيا الطباعة، ملتزمةً بالاستدامة والابتكار لعقود من الزمن. ومع استمرار الشركة في توسيع حضورها في الأسواق الناشئة، أصبح تركيزها على الممارسات المستدامة والابتكار التكنولوجي ذا أهمية متزايدة. وعلى وجه الخصوص، أصبحت المملكة العربية السعودية، مع نموها الاقتصادي السريع وأهدافها المتعلقة بالاستدامة، سوقاً رئيسياً لحلول «إبسون» الصديقة للبيئة.

نيل كولكوهون، رئيس «إبسون» في منطقة أوروبا والشرق الأوسط ووسط آسيا وتركيا وأفريقيا خلال حديث خاص لـ«الشرق الأوسط» (الشرق الأوسط)

يقول نيل كولكوهون، رئيس شركة «إبسون» في منطقة أوروبا والشرق الأوسط ووسط آسيا وتركيا وأفريقيا وغرب آسيا الوسطى، خلال حديث خاص لـ«الشرق الأوسط»، على هامش معرض «جايتكس» الذي تستضيفه مدينة دبي، إن الاستدامة ليست مجرد كلمة طنانة للشركة، بل هي مبدأ قابل للقياس ومؤثر. ويتابع: «بالنسبة لنا، الاستدامة تتعلق بالتخفيض - أي تخفيض التكلفة والطاقة والمواد الاستهلاكية».

يتجلى هذا في تقنية «الطباعة الخالية من الحرارة» المبتكرة من «إبسون»، التي تقلل من استهلاك الطاقة بنسبة تزيد عن 80 في المائة مقارنة بطابعات الليزر التقليدية. وهذا لا يقلل فقط من التكاليف التشغيلية، بل يقلل أيضاً من التأثير البيئي بشكل كبير.

لقد لعبت طابعات «إيكو تانك» (Eco Tank) من إبسون دوراً محورياً في دفع أجندة الاستدامة هذه. منذ إطلاقها، تم بيع أكثر من 90 مليون طابعة «Eco Tank» عالمياً، مما أدى إلى تقليل أكثر من 750 ألف طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ويشير كولكوهون إلى أن «هذه هي المقاييس الرئيسية التي توضح التأثير الحقيقي لتكنولوجيتنا». وفي المملكة العربية السعودية، إذ تسعى الحكومة إلى إيجاد حلول مستدامة كجزء من مبادرة «رؤية 2030»، تجد طابعات «إبسون» الصديقة للبيئة طلباً متزايداً، على حد قوله.

تمكين قطاع التعليم في السعودية

يتضمن التطور التقني السريع في المملكة العربية السعودية تركيزاً قوياً على التعليم. ويسلط كولكوهون الضوء على الوجود العميق لشركة «إبسون» في قطاع التعليم في المملكة قائلاً: «إن عدداً كبيراً من المدارس السعودية مجهزة بأجهزة العرض ذات المدى القصير للغاية، التي تتميز بالفاعلية من حيث التكلفة وكفاءة الطاقة». إن توجه المملكة تجاه الاستدامة تجعل حلول «إبسون» جذابة بشكل خاص، حيث تقدم بدائل منخفضة الطاقة ومنخفضة التدخل، التي تتوافق مع أهداف الاستدامة في السعودية.

ترى «إبسون» أن مشاركتها مع المملكة تتجاوز مجرد التكنولوجيا، حيث تستثمر الشركة في المواهب السعودية من خلال برنامجها للدراسات العليا، الذي يهدف إلى دمج المواطنين السعوديين في القوى العاملة. ويوضح كولكوهون خلال حديثه لـ«الشرق الأوسط» أن شركته «تؤمن بإمكانات المواطنين السعوديين، وأن برنامجها للدراسات العليا هو جزء من استراتيجيتها الأوسع لدعم القوى العاملة المحلية». ويعد أن هذه المبادرة تتوافق مع طموح المملكة العربية السعودية لتنويع اقتصادها وتطوير قوة عاملة محلية عالية المهارة.

خطط توسيعية في السعودية

باعتبارها واحدةً من أعلى أسواق «إبسون» أداءً، تعد المملكة العربية السعودية مركزاً لاستراتيجية النمو الإقليمية للشركة. يقول كولكوهون: «لدينا مكتب في الرياض يضم أكثر من 20 موظفاً، ونحن فخورون بعلاقة رائعة مع الحكومة السعودية وكبار اللاعبين في الصناعة». ويصرح بأن خطط التوسع لشركة «إبسون» في المملكة تشمل زيادة حضورها المحلي، مع خطط لتطوير مكتبها في الرياض بشكل أكبر وجلب المزيد من القيادات العليا إلى البلاد.

كما يلمح كولكوهون إلى الابتكارات المستقبلية التي من شأنها أن تقلل من التأثير البيئي بشكل أكبر. ويشرح بأن «إبسون» تنفق ما يقرب من 1.14 مليون يورو يومياً على البحث والتطوير، مؤكداً التزام شركته بتطوير تكنولوجيتها باستمرار.

الأسواق الناشئة والتأثير العالمي

في حين تُعَد المملكة العربية السعودية سوقاً حيويةً لشركة «إبسون»، فقد حققت طابعات «Eco Tank» من الشركة نجاحاً خاصاً في الأسواق الناشئة على مستوى العالم. ويكشف كولكوهون أن «الغالبية العظمى من طابعات (Eco Tank) التي تم بيعها والتي يبلغ عددها 90 مليون طابعة موجودة في الأسواق الناشئة». وترى إبسون أن طابعات «Eco Tank» تمثل حلاً فعالاً للغاية من حيث التكلفة، خصوصاً في المناطق التي لا تتوفر فيها إمدادات الكهرباء بشكل منتظم، أو يصعب الحصول على المواد الاستهلاكية.

تم تصميم طابعات «Eco Tank» لتكون منخفضة التكلفة وفعالة، حيث توفر للمستهلكين ثلاث سنوات من الطباعة دون الحاجة إلى إعادة التعبئة بشكل متكرر. وهذا يجعلها خياراً جذاباً ليس فقط للمنازل، ولكن أيضاً للشركات في الأسواق. في الشرق الأوسط، تكتسب طابعات «Eco Tank» من «إبسون» زخمًا في مختلف القطاعات، من التعليم إلى الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم، كما تقول الشركة.

«إبسون»: ننفق 1.14 مليون يورو يومياً في البحث والتطوير (إبسون)

تكنولوجيا الحبر والتأثير البيئي

يمتد التزام «إبسون» بالاستدامة إلى المواد التي تستخدمها في طابعاتها. وقد قطعت الشركة خطوات كبيرة في تطوير أحبار أكثر صداقة للبيئة، بما في ذلك حبر الأشعة فوق البنفسجية، وتكنولوجيا الألياف الجافة، وأحبار الصبغ. تعمل هذه الابتكارات على تقليل التأثير البيئي مقارنة بتكنولوجيا الطباعة بالليزر التقليدية، التي يصفها كولكوهون بأنها «مغبرة» و«قذرة». وعلى النقيض من ذلك، تدعم تقنيات الحبر الخاصة بـ«إبسون» عملية الطباعة الخالية من الحرارة، مما يقلل من استهلاك الطاقة بشكل أكبر.

مستقبل مبني على الابتكار

بالنظر إلى المستقبل، يظل التزام «إبسون» تجاه الشرق الأوسط قوياً. ويذكر كولكوهون أن الشركة نمت منذ عام 2014، عندما كان مكتبها في منطقة جبل علي في دبي يضم 12 موظفاً فقط. اليوم، توظف «إبسون» ما يقرب من 150 شخصاً، وقد أطلقت منطقة مبيعات مستقلة جديدة تدعى «إبسون الشرق الأوسط» لخدمة الأسواق المحلية بشكل أفضل. بالإضافة إلى ذلك، تستثمر «إبسون» أكثر من مليون دولار في مركز ابتكار جديد في دبي، الذي سيسمح للعملاء في المنطقة بتجربة أحدث تقنياتها دون الحاجة إلى السفر إلى أوروبا أو اليابان.

يقول كولكوهون: «إن استثمارنا في الشرق الأوسط، خصوصاً في المملكة العربية السعودية، هو شهادة على أهمية هذه المنطقة لاستراتيجيتنا العالمية».

مع التركيز على كل من الاستدامة والابتكار، تتمتع «إبسون» بمكانة جيدة لمواصلة لعب دور رئيسي في جهود التحول الرقمي والاستدامة في الشرق الأوسط.