عربي English Türkçe اردو فارسى
pdf
Logo
نسخة اليوم اقرأ النسخة المطبوعة
آخر الأخبار
استمع إلى "إيجاز" اليوم
12:57 دقيقه
علوم

أبرز 10 دول في مجال الذكاء الاصطناعي

الولايات المتحدة تتبوأ عرش قيادة العالم

أبرز 10 دول في مجال الذكاء الاصطناعي
  • لندن: «الشرق الأوسط»
TT
  • لندن: «الشرق الأوسط»
TT

أبرز 10 دول في مجال الذكاء الاصطناعي

أبرز 10 دول في مجال الذكاء الاصطناعي

لا يقتصر سباق الذكاء الاصطناعي على شركات التكنولوجيا؛ بل إنه يحتدم بين البلدان أيضاً. ولكن عندما يتعلق الأمر بالمجالات الأساسية، مثل نتائج الأبحاث والاستثمارات الخاصة وبراءات الاختراع الخاصة بالذكار الاصطناعي تأتي الولايات المتحدة في المقدمة، وفقاً لمعهد جامعة ستانفورد للذكاء الاصطناعي المتمركز حول الإنسان.

أميركا في الصدارة

كما تتقدم الولايات المتحدة كثيراً على ثاني أفضل منافس لها، الصين: وفقاً لـ«أداة غلوبال فايبرنسي- Global Vibrancy Tool» التابعة للمعهد، والتي حللت بيانات من عام 2023 حول أنظمة الذكاء الاصطناعي في 36 دولة.

ونقل موقع «ياهو» الإخباري عن بريتني نغوين، الكاتبة بمجلة «كوارتز» الأميركية، أن الأداة جمعت 42 مؤشراً خاصاً بالذكاء الاصطناعي، لتحديد البلدان الرائدة في مجال الذكاء الاصطناعي.

إليكم أفضل 10 دول في مجال الذكاء الاصطناعي في عام 2024، وفقاً لـ«أداة غلوبال فايبرنسي» التابعة لمعهد ستانفورد للذكاء الاصطناعي.

من سنغافورة إلى فرنسا

10- سنغافورة: حصلت سنغافورة على أعلى الدرجات عبر 3 مؤشرات: نماذج الأساس المفتوح، ونسبة توظيف الذكاء الاصطناعي على أساس سنوي، ومستوى حضور استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية.

وفقاً للورقة البحثية للمعهد فقد «وصلت دول أصغر مثل سنغافورة إلى المراكز العشرة الأولى، ما يشير إلى أن عدد السكان والنطاق الجغرافي ليسا المحددين الوحيدين لحيوية الذكاء الاصطناعي».

9- اليابان: حصلت اليابان على أعلى الدرجات في حضور استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية. وذكرت نتائج البحث أن وضع البلاد في المراكز العشرة الأولى إلى جانب كوريا الجنوبية وسنغافورة «يسلط الضوء على الأهمية المتزايدة للذكاء الاصطناعي في الاقتصادات الآسيوية».

8- ألمانيا: حصلت ألمانيا على أعلى الدرجات في نماذج الأساس المفتوح وحضور استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية.

«تعد ألمانيا مساهماً مهماً في أبحاث الذكاء الاصطناعي؛ حيث احتلت المرتبة الرابعة في إنتاج نماذج التعلم الآلي البارزة»، كما تقول الورقة البحثية. كما نشرت على نطاق واسع حول الذكاء الاصطناعي المسؤول، واحتلت المرتبة الرابعة في إجمالي الاستثمار الخاص في الذكاء الاصطناعي.

7- كوريا الجنوبية: حصلت كوريا الجنوبية على أقصى الدرجات في حضور استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية، وتعادلت في المرتبة الثانية في تمرير التشريعات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي. وللبلاد جامعات وشركات رائدة في مجال الذكاء الاصطناعي، بما في ذلك المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (NAVER). وقد عُقدت «قمة سلامة الذكاء الاصطناعي» الثانية في سيول بكوريا الجنوبية هذا العام.

6- فرنسا: حصلت فرنسا على أقصى الدرجات في مؤشرين: نماذج الأساس للوصول المفتوح، وحضور استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية. واحتلت البلاد المرتبة الثانية في برامج دراسة الذكاء الاصطناعي من حيث انتشار اللغة الإنجليزية. وأشارت النتائج إلى أن شركة «مسترال -Mistral» الناشئة في مجال الذكاء الاصطناعي، ومقرها فرنسا، هي «واحدة من أبرز مطوري برامج الدردشة اللغوية الكبيرة في أوروبا» والتي «ساهمت في كثير من نماذج التعلم الآلي البارزة». وتلتزم فرنسا باستضافة قمة سلامة الذكاء الاصطناعي الثالثة العام المقبل.

صعود الهند وتميُّز بريطانيا

5- الإمارات العربية المتحدة: حصلت الإمارات العربية المتحدة على الحد الأقصى من النقاط في 3 مؤشرات: نماذج الأساس المفتوحة، وبرامج دراسة الذكاء الاصطناعي باللغة الإنجليزية، ووجود استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية. واحتلت الإمارات العربية المتحدة المرتبة الثانية في مؤشر المساواة بين الجنسين، في تركيز المواهب في مجال الذكاء الاصطناعي وسرعة الإنترنت.

وفي عام 2023، كانت الإمارات العربية المتحدة «من بين الدول الثلاث الأولى على مستوى العالم من حيث حصة الأقلية في الذكاء الاصطناعي واستثمارات الطرح العام»، وحصلت على درجة عالية في «الهجرة الصافية لمواهب الذكاء الاصطناعي»، و«قوة عمل الذكاء الاصطناعي المتنوعة إلى حد ما من حيث الجنس»، وفقاً للورقة البحثية. وفي العام الماضي، أنتجت الإمارات العربية المتحدة أيضاً عدداً كبيراً من نماذج التعلم الآلي البارزة بالإضافة إلى نماذج الأساس.

4- الهند: حصلت الهند على الحد الأقصى من النقاط في 4 مؤشرات: الاستشهادات بمؤتمرات الذكاء الاصطناعي، واختراق مهارات الذكاء الاصطناعي النسبي، ومؤشر المساواة بين الجنسين في تركيز المواهب في مجال الذكاء الاصطناعي، ووجود استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية. واحتلت الدولة المرتبة الثانية في منشورات مؤتمرات الذكاء الاصطناعي، ومشاريع الذكاء الاصطناعي، وحصة وسائل التواصل الاجتماعي في التعبير عن الرأي بشأن الذكاء الاصطناعي، ومنشورات الذكاء الاصطناعي على وسائل التواصل الاجتماعي.

3- المملكة المتحدة: حصلت المملكة المتحدة على أعلى الدرجات في 4 مؤشرات: إجمالي الاستثمار في حصة الأقلية في الذكاء الاصطناعي، وبرامج دراسة الذكاء الاصطناعي باللغة الإنجليزية، والحضور في استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية، وذكر الذكاء الاصطناعي في الإجراءات التشريعية. كما احتلت المملكة المتحدة المرتبة الثانية في تطبيقات نماذج الأساس.

ووفقاً للورقة البحثية، في المرتبة الثالثة عالمياً، تظهر المملكة المتحدة «قوة خاصة في ركائز البحث والتطوير والتعليم والسياسة والحوكمة».

كما تعد المملكة المتحدة موطناً لجامعات: أكسفورد، وكمبريدج، وإمبريال كوليدج، وغيرها من جامعات علوم الكومبيوتر الرائدة، بالإضافة إلى شركة «DeepMind AI» التابعة لشركة «غوغل».

وفي العام الماضي، استضافت المملكة المتحدة أول قمة لسلامة الذكاء الاصطناعي في العالم، وكانت من بين أوائل من خصصوا معهداً لسلامة الذكاء الاصطناعي.

الصين وأميركا

2- الصين: حصلت الصين على أعلى الدرجات في 7 مؤشرات: منشورات مجلات الذكاء الاصطناعي، ومنشورات مؤتمرات الذكاء الاصطناعي، واستشهادات مجلات الذكاء الاصطناعي، ومنح براءات اختراع الذكاء الاصطناعي، وإجمالي الاستثمار في الاكتتاب العام للذكاء الاصطناعي، والحضور في استراتيجية الذكاء الاصطناعي الوطنية، وسرعة الإنترنت.

ووفقاً للورقة البحثية، تتمتع البلاد «بنقاط قوة كبيرة في البحث والتطوير والاقتصاد والبنية الأساسية».

لكن الصين تتفوق عليها الولايات المتحدة في كثير من المؤشرات، بما في ذلك الاستثمار الخاص المتعلق بالذكاء الاصطناعي. وفي عام 2023، اجتذبت الولايات المتحدة 67.2 مليار دولار من الاستثمار الخاص المتعلق بالذكاء الاصطناعي، بينما اجتذبت الصين 7.8 مليار دولار، كما أنتجت الولايات المتحدة نماذج تعلُّم آلي أكثر من الصين، بنسبة 61 إلى 15.

ومع ذلك، أنتجت الصين مزيداً من براءات الاختراع المتعلقة بالذكاء الاصطناعي، مقارنة بالولايات المتحدة العام الماضي.

وقال البحث: «إن قوة الصين في البحث والتطوير ليست مفاجئة، نظراً لأن كثيراً من الجامعات الصينية، مثل الأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة تسينغهوا، وجامعة الأكاديمية الصينية للعلوم، أنتجت تقليدياً عدداً كبيراً من المنشورات المتعلقة بالذكاء الاصطناعي».

1- الولايات المتحدة: حصلت الولايات المتحدة على أقصى الدرجات عبر 21 مؤشراً، وهي أكبر نسبة من أي دولة مدرجة في التحليل.

في عام 2023، أنتجت الولايات المتحدة «أبحاث الذكاء الاصطناعي الأعلى جودة»، و«بنَت نماذج التعلم الآلي الأكثر شهرة»، وفقاً لمعهد ستانفورد للذكاء الاصطناعي. كما أنفقت البلاد أكثر من غيرها في الاستثمار الخاص العام الماضي، وشهدت أكبر عدد من عمليات الاندماج والاستحواذ.

وقال التقرير إن الولايات المتحدة هي موطن لجامعات علوم الكومبيوتر الرائدة، مثل: ستانفورد، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والشركات الرائدة، بما في ذلك «OpenAI» و«Google» في العام الماضي. وكان لدى الولايات المتحدة أكبر عدد من قوائم وظائف الذكاء الاصطناعي والشركات الناشئة الممولة حديثاً في مجال الذكاء الاصطناعي.

ووفقاً للتقرير، تفوقت الولايات المتحدة على الصين في «عظمة حيويتها العالمية» في عام 2018.

اقرأ أيضاً

نظم الذكاء الاصطناعي في الطب الشخصي المخصّص

الذكاء الاصطناعي في التعليم والصحة

الأكثر قراءة

 
 
علوم

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا
TT
TT

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا

يعيش الأميركيون في عوالم متوازية للذكاء الاصطناعي، فبالنسبة لمعظم البلاد، أصبح الذكاء الاصطناعي مرادفاً لـ«تشات جي بي تي»، ولتطبيق «غوغل إيه آي اوفرفيو». وفي الوقت نفسه، ينجذب هواة التكنولوجيا إلى هذه البرامج الروبوتية التي تعمل لساعات متواصلة، مُختصرةً شهوراً من العمل إلى أسابيع.

الوكيل الذكي المتخصص

وحديثاً، بدأ المزيد من الناس في تجربة أدوات مثل «كلود كود» Claude Code، المنتج الذي طوَّرته شركة «أنثروبيك» الناشئة، بصفتها «وكيلاً»، أي أنه قادر على القيام بجميع أنواع العمل التي قد يقوم بها الإنسان على جهاز كمبيوتر.

ويختبر بعض الأكاديميين قدرة «كلود كود» – وهو تطبيق خُصص بالأساس للمبرمجين - على إنشاء وتأليف أوراق بحثية تلقائياً؛ بينما يستخدمه آخرون في أبحاث علم الأحياء. ويجري الصحافيون تجارب عليه لكتابة مقالات تعتمد على البيانات. وفي وقت سابق من هذا الشهر، استخدم اثنان منهم البرنامج لإنشاء منافس وهمي لموقع «مونداي.كوم» Monday.com، وهي شركة برمجيات عامة تبلغ قيمتها مليارات الدولارات. وفي أقل من ساعة، كان لديهم نموذج أولي يعمل.

ورغم أن الجودة الفعلية لجميع هذه الأوراق والتحليلات المولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي لا تزال غير واضحة، فإن التقدم مذهل ومثير للقلق في آن واحد. ويقول دين بول، وهو زميل بارز في مؤسسة الابتكار الأميركية: «بمجرد أن يتمكن الكمبيوتر من استخدام الكمبيوترات الأخرى، فإن المنافسة ستنطلق».

وحتى مع تطور الذكاء الاصطناعي، لم تنتشر أكثر البرامج الروبوتية تطوراً على نطاق واسع بعد. فعلى عكس «جي بي تي» الذي يوفر نسخة مجانية، فإن الأدوات الآلية مثل «كلود كود» أو «كوديكس» Codex من«أوبن إيه آي» عادةً ما تعمل عند دفع الأجور، وقد يكون إعدادها معقداً.

ليس من الواضح دائماً كيفية توجيه روبوتات الدردشة الذكية على النحو الأمثل: فقد يُنشئ المستخدم المُتمرس فرقاً من الروبوتات تتواصل فيما بينها أثناء العمل، بينما قد لا يُدرك المستخدم المبتدئ وجود مثل هذه الإمكانات أصلاً.

برامج لعموم المستخدمين

يتسابق قطاع التكنولوجيا الآن لتطوير نسخ أكثر سهولة من هذه المنتجات لعامة المستخدمين. ففي الشهر الماضي، أطلقت شركة «أنثروبيك» نسخة مدفوعة جديدة من برنامج «كلود كود» مُصممة للمستخدمين غير التقنيين. كما كشفت عن نموذج جديد لجميع المستخدمين، يُقدم، من بين أمور أخرى، «قدرات تُضاهي القدرات البشرية في مهام مثل التعامل مع جداول البيانات المُعقدة». في الوقت نفسه، أعلنت شركة «أوبن إيه آي» أخيراً عن نسخة جديدة من برنامج «كودكس»، الذي تدّعي الشركة أنه قادر على فعل أي شيء تقريباً «يُمكن للمحترفين فعله على الكمبيوتر». مع ازدياد شهرة هذه المنتجات، يبدو أن الناس يُدركون فجأة أن الذكاء الاصطناعي يُقدم أكثر بكثير من مجرد كتابة نصوص تسويقية وتقديم محادثات ودية. لقد بدأ عصر ما بعد روبوتات الدردشة.

قد تبدو أدوات مثل «تشات جي بي تي» و«جيميني» قوية بما يكفي في حد ذاتها. في الواقع، اكتسبت روبوتات الدردشة الكثير من الميزات الجديدة الرائعة خلال السنوات القليلة الماضية. أصبحت هذه البرامج الآن تمتلك ذاكرةً تُمكّنها من الرجوع إلى المحادثات السابقة، واستخدام تقنية تُسمى الاستدلال لإنتاج ردود أكثر تطوراً. فبينما كانت برامج الدردشة الآلية القديمة قادرة على استيعاب بضعة آلاف من الكلمات في المرة الواحدة، باتت اليوم قادرة على تحليل ملفات بحجم كتاب، بالإضافة إلى معالجة وإنتاج الصور والفيديوهات والتسجيلات الصوتية.

البرمجيات: تنفيذ سريع

لكن كل هذا يتضاءل أمام صعود الأدوات الذكية. لنأخذ هندسة البرمجيات مثالاً، حيث أثبتت هذه الأدوات قدرتها التحويلية بشكل خاص. أصبح من الشائع الآن أن يُسلّم المهندسون التعليمات إلى برنامج آلي مثل «كلود كود» أو «كوديكس» ويتركون له مهمة التنفيذ. ولأن البرامج الآلية غير مقيدة بالقدرات البشرية، يُمكن للمبرمج تشغيل جلسات عدة في وقت واحد، تعمل كل منها على جوانب مختلفة من المشروع.

وقد كتب مبرمج الكمبيوتر سالفاتور سانفيليبو في مقال انتشر أخيراً: «بشكل عام، بات من الواضح الآن أنه بالنسبة لمعظم المشاريع، لم يعد من المنطقي كتابة الكود بنفسك». وأشار سانفيليبو إلى أنه في غضون ساعات قليلة فقط، أنجز مهام عدة كانت تستغرق أسابيع في السابق. كما صرح الرئيس التنفيذي لشركة «مايكروسوفت» بأن ما يصل إلى 30 في المائة من البرمجيات تُكتب حالياً بواسطة الذكاء الاصطناعي، ويتوقع كبير المسؤولين التقنيين في الشركة أن تصل هذه النسبة إلى 95 في المائة على مستوى القطاع بحلول نهاية العقد. وتشير تقارير شركة «أنثروبيك» بالفعل إلى أن ما يصل إلى 90 في المائة من برمجيات الشركة مُولّدة بواسطة الذكاء الاصطناعي.

«جائحة» الذكاء الاصطناعي

بدأ بعض المبرمجين بالتحذير من أن تطورات مماثلة قد تُهدد جميع أنواع العمل المعرفي. ففي الأسبوع الماضي، شبّه مات شومر، الرئيس التنفيذي لشركة متخصصة في الذكاء الاصطناعي، الوضع الحالي للذكاء الاصطناعي ببدايات جائحة «كوفيد - 19»، عندما كان معظم الأميركيين لا يزالون غافلين عن الجائحة الوشيكة. وكتب شومر: «كان جعل الذكاء الاصطناعي بارعاً في البرمجة هو الاستراتيجية التي تُمهد الطريق لكل شيء آخر». وأضاف: «إن التجربة التي خاضها العاملون في مجال التكنولوجيا خلال العام الماضي، بمشاهدة الذكاء الاصطناعي ينتقل من كونه (أداة مفيدة) إلى كونه (يؤدي عملي بشكل أفضل مني)، هي التجربة التي سيخوضها الجميع قريباً». وحظيت مقالته بأكثر من 80 مليون مشاهدة، وقد كُتبت جزئياً باستخدام الذكاء الاصطناعي.

وفي الأسبوع الماضي، توقع رئيس قسم الذكاء الاصطناعي في «مايكروسوفت» أن يقوم الذكاء الاصطناعي بأتمتة «معظم، إن لم يكن كل» مهام العمل المكتبي في غضون 18 شهراً.

ليس من الواضح بعد مدى رسهولة تطبيق التقدم في أدوات الذكاء الاصطناعي على مجالات أخرى. فالبرمجة مجالٌ ملائمٌ للأتمتة: إما أن تعمل البرامج أو لا تعمل. أما تحديد ما يُعدّ مقالاً جيداً، على سبيل المثال، فهو مهمةٌ أكثر تعقيداً، وتتطلب قدراً أكبر من التمييز البشري. ورغم أن أدوات الذكاء الاصطناعي غالباً ما تتفوق في الأعمال المعقدة، مثل تجميع كميات هائلة من النصوص، فإنها تُعاني في القيام بأمر بسيط كنسخ ولصق النصوص. ولأنها قويةٌ جداً، فقد تكون خطيرةً أيضاً عند ارتكابها الأخطاء. ومع أن الذكاء الاصطناعي لم يصل بعد إلى مستوى المحلل المالي أو المهندس المعماري العالمي، فقد تطورت برامج الروبوت البرمجية إلى درجة تمكنها من المساعدة في جميع أنواع الأعمال المعرفية.

ترويج يفشل في إقناع الجمهور

وعلى الرغم من روعة أدوات الذكاء الاصطناعي الحالية، فإنه قد يستغرق وقتاً طويلاً قبل أن تصبح آمنة وموثوقة بما يكفي للاستخدام الواسع. حتى مع استمرار التطور السريع للقدرات التقنية، يبقى العالم الحقيقي معقداً ومليئاً بالتحديات.

لقد بذلت شركات التكنولوجيا جهوداً جبارة لإقناع المستثمرين بضخّ الأموال في أعمالها، لكنّ القطاع نفسه فشل فشلاً ذريعاً في إقناع الجمهور برؤيته. فبدلاً من التركيز على الفوائد الملموسة لأنظمة الذكاء الاصطناعي، أمضى وادي السيليكون سنوات في الترويج لهذه التقنية بأسلوبٍ مُبالغ فيه، مُقدّماًً تقارير أعمالٍ تُشبه الخيال العلمي.

في إحدى المقالات المؤثرة، كتب داريو أمودي، الرئيس التنفيذي لشركة «أنثروبيك»، أن الذكاء الاصطناعي القوي قد يقضي قريباً على معظم أنواع السرطان، وعلى جميع الأمراض المعدية تقريباً. وفي مقالٍ آخر، حذّر فريقٌ من الباحثين من أن الذكاء الاصطناعي المارق قد يُطلق، خلال عقدٍ من الزمن، أسلحةً بيولوجية، مُبيداً بذلك البشرية جمعاء تقريباً. صحيحٌ أن الروبوتات القادرة على التعامل مع جداول البيانات وأتمتة البرمجة قد لا تُصنّف ضمن الذكاء الخارق، إلا أنها لا تزال تتمتع بقدراتٍ هائلة. وإذا كان عامة الناس لا يزالون في حيرةٍ من أمرهم بشأن القدرات الحقيقية للذكاء الاصطناعي، فإن وادي السيليكون لا يلوم إلا نفسه.

* «ذا أتلانتيك أونالاين»

- خدمات «تريبيون ميديا»

مواضيع
الذكاء الاصطناعي تقنيات الذكاء الاصطناعي أميركا
علوم

الجيل المقبل من الألواح الشمسية... إنتاج أكبر وانبعاثات أقل

صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)
صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)
TT
TT

الجيل المقبل من الألواح الشمسية... إنتاج أكبر وانبعاثات أقل

صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)
صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)

تشهد صناعة الطاقة الشمسية تحولات متسارعة مدفوعة بالحاجة المتزايدة إلى مصادر كهرباء نظيفة ومستدامة لمواجهة تحديات تغير المناخ. وتُعدّ الألواح الشمسية، أو الخلايا الكهروضوئية، ركيزة أساسية في مسار التحول نحو طاقة منخفضة الكربون. ومع التوسع الكبير في نشر هذه التكنولوجيا عالمياً برزت تساؤلات متزايدة حول الأثر البيئي المرتبط بتصنيع ألواح السيليكون التقليدية من نوع «PERC».

جيل جديد من الخلايا الشمسية

وخلال السنوات الأخيرة، ظهر جيل جديد من خلايا السيليكون الشمسية يُعرف باسم «توب كون» (TOPCon)، يتميز بكفاءة أعلى وبصمة بيئية أقل مقارنة بالتقنية التقليدية. وقد صُمم هذا الجيل لتحسين الأداء في مختلف الظروف التشغيلية، وتقليل الفاقد الكهربائي، ودعم الانتشار الواسع للطاقة الشمسية دون زيادة كبيرة في التأثير البيئي.

خلايا السيليكون الشمسية لا تزال الخيار السائد والأكثر انتشاراً في الأسواق (جامعة سيدني)

ولحساب الأثر البيئي للتحول إلى هذه الخلايا، توصلت دراسة أجراها باحثون بجامعات «وارويك» و«نورثمبريا» و«برمنغهام» و«أكسفورد» في بريطانيا، إلى أن التحول إلى تقنية «توب كون» يمكن أن يُسهم في خفض الانبعاثات الكربونية العالمية بنحو 8.2 مليار طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2035، وهو ما يعادل قرابة 14 في المائة من إجمالي الانبعاثات العالمية السنوية الحالية، حسب النتائج التي نُشرت في عدد 16 فبراير (شباط) 2026 من دورية «Nature Communications».

وقدّمت الدراسة مقارنة شاملة لدورة حياة التصنيع لكلّ من تقنيتَي «PERC» التقليدية وخلايا «توب كون» الجديدة، بهدف تقييم ما إذا كانت التقنية الأحدث قادرة على تقليص البصمة البيئية للطاقة الشمسية بالتوازي مع زيادة انتشارها عالمياً.

وأشارت النتائج إلى أن التصنيع على نطاق «التيراواط» يتطلّب فهماً دقيقاً للأثر البيئي عبر سلسلة الإمداد، وأن إدخال تحسينات محددة في مراحل الإنتاج يمكن أن يعزّز استدامة الصناعة بشكل ملموس. وأظهرت التحليلات أن ألواح «توب كون» تسجل انخفاضاً في الأثر البيئي ضمن 15 من أصل 16 فئة تقييم مقارنة بالخلايا التقليدية، مع تقليل الانبعاثات المرتبطة بتغير المناخ بنسبة 6.5 في المائة لكل وحدة قدرة كهربائية.

كما خلص الباحثون إلى أن الجمع بين اعتماد هذه التقنية وتحسين عمليات التصنيع قد يجنّبان العالم ما يصل إلى 25 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالإنتاج بحلول 2035، إذا ما استُخدمت هذه الألواح لاستبدال الكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري.

تقنية «توب كون»

يقول الأستاذ بمركز بحوث وتطوير الفلزات في مصر، الدكتور أحمد مرتضى السمان، إن الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون لا تزال الخيار السائد والأكثر انتشاراً في الأسواق، إذ تُعد النوع الأكثر موثوقية وكفاءة في تحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء، رغم ظهور تقنيات أخرى مثل خلايا البيروفسكايت التي تتميز بسهولة التصنيع وكفاءة واعدة، ولكنها لا تزال تواجه تحديات تتعلق بالاستقرار وطول العمر التشغيلي.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن تصنيع خلايا السيليكون التقليدية يظل مرتبطاً بتحديات بيئية، أبرزها استهلاك كميات كبيرة من الطاقة في عملية تحويل الرمال إلى سيليكون عالي النقاء، وغالباً ما تأتي هذه الطاقة من مصادر حرارية تقليدية، مما يؤدي إلى انبعاثات ملحوظة من ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة. كما تتطلب مراحل التصنيع استخدام مواد كيميائية ومذيبات ومعادن مثل الفضة لتوصيل الكهرباء، ومع ذلك يظل الأثر البيئي لهذه الخلايا أقل بكثير مقارنة بتوليد الكهرباء من الوقود الأحفوري، خصوصاً عند دمج الطاقة المتجددة في عمليات الإنتاج.

وأوضح أن تقنية «توب كون» لا تمثل نوعاً جديداً بالكامل من الخلايا الشمسية، بل تُعد تطويراً متقدماً لخلايا السيليكون التقليدية يهدف إلى رفع كفاءة تحويل الضوء إلى كهرباء وتقليل الفاقد الناتج عن فقد الإلكترونات داخل الخلية، وتمثّل هذه التقنية الجيل الأحدث من خلايا السيليكون، إذ تختلف عن التصميمات التقليدية في البنية الداخلية وطريقة العمل. وبينما تعتمد الخلايا التقليدية على طبقة عازلة خلفية لتقليل فقد الإلكترونات، تستخدم خلايا «توب كون» طبقة فائقة الرقة من أكسيد السيليكون يتراوح سمكها بين 1 و2 نانومتر، تسمح بمرور الإلكترونات بكفاءة وتحدّ من فقد الشحنات غير المرغوبة، مما يحسّن أداء الخلية ويزيد إنتاجيتها لكل وحدة من ضوء الشمس، وفق السمان.

وأشار السمان إلى أن رفع كفاءة الخلايا عبر تقنية «توب كون» يحقق عدة فوائد، أبرزها تقليل عدد الألواح اللازمة لإنتاج كمية الطاقة نفسها بنحو الثلث تقريباً، مما ينعكس على خفض التكاليف. كما يُسهم في إطالة العمر التشغيلي للألواح إلى نحو 30 عاماً، وتقليل كمية السيليكون المستخدمة في تصنيع الخلايا، وبالتالي خفض تكاليف النقل والتصنيع والأثر البيئي الإجمالي.

وبيّن أن الدراسة الجديدة تشير إلى أن هذه التقنية يمكن أن تقلل الانبعاثات المرتبطة بتغير المناخ بنحو 6.5 في المائة لكل وحدة قدرة كهربائية، نتيجة زيادة كفاءة الخلايا، وتظهر هذه الفوائد بشكل أوضح في الدول التي تعتمد على الطاقة النظيفة في مزيج الكهرباء، مثل الصين وعدد من الدول الأوروبية.

وفي المقابل، لفت إلى أن التقنية لا تزال تواجه تحديات، أبرزها محدودية انتشارها الصناعي حتى الآن، لكنه أشار إلى أن تبني كبرى الشركات خطوط إنتاج قائمة على تقنية «توب كون» سيسرّع انتشارها ويخفّض تكلفتها ويعزز كفاءتها. كما شدد على أهمية الاعتماد على الطاقة النظيفة في تصنيع هذه الخلايا، لتحقيق أعلى معايير الاستدامة وتقليل الأثر البيئي لصناعة الألواح الشمسية.

مواضيع
تقنيات جديدة مصر
علوم

«بروتينات مصمَّمة صناعياً» تستجيب للتأثيرات المغناطيسية

بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر
بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر
TT
TT

«بروتينات مصمَّمة صناعياً» تستجيب للتأثيرات المغناطيسية

بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر
بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر

أظهرت دراسات علمية حديثة نجاح العلماء في هندسة بروتينات قادرة على الاستجابة للحقول المغناطيسية الضعيفة، وتغيير سلوكها داخل الخلايا عند تعرّضها لمجالات مغناطيسية، ونبضات راديوية دقيقة. وتُعد هذه النتائج خطوة واعدة نحو تطوير أدوات تصوير طبية أكثر دقة، وإنتاج أدوية يمكن التحكّم في نشاطها عن بُعد.

وتشير الأبحاث -التي نُشرت في مجلة «Nature» في 21 يناير (كانون الثاني) 2026، وقادها باحثون من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة، وجامعة هارفارد ومؤسسات تقنية حيوية في الولايات المتحدة- إلى أن هذه البروتينات المصمَّمة خصيصاً تستطيع تعديل خصائصها الحيوية، مثل شدة الضوء الذي تُصدره استجابةً للمغناطيس. وقد يتيح ذلك تتبّع بروتينات مرتبطة بالأمراض داخل الجسم بطريقة شبيهة بالتصوير بالرنين المغناطيسي، ولكن باستخدام أدوات أصغر، وأقل تكلفة.

ويُمثّل هذا التقدم تحولاً في الفهم العلمي لتأثير المغناطيس على الأحياء. وكان الاعتقاد السائد لعقود أن الحقول المغناطيسية لا تؤثر تقريباً في الخلايا، وهو ما سمح باستخدامها بأمان في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي. كما تشير هذه النتائج إلى إمكانية توظيف المغناطيس ليكون وسيلة نشطة للتأثير في العمليات الحيوية، وفتح آفاق جديدة للتشخيص، والعلاج الموجّه.

بروتينات مرئية بالمغناطيس

يعتمد الأطباء اليوم على أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) التي تستخدم حقولاً مغناطيسية قوية، وموجات راديوية لرؤية ما بداخل الجسم. ورغم دقة هذه التقنية، فإنها تُظهر صورة عامة للأنسجة، ولا تستطيع تتبّع جزيئات محددة، مثل البروتينات المرتبطة بمرض معيّن. ولهذا يسعى العلماء منذ سنوات إلى ابتكار طرق تمكّنهم من «رؤية» هذه البروتينات داخل الجسم الحي. وفي خطوة واعدة نحو هذا الهدف، نجح باحثون من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة -بقيادة غابرييل أبراهامز، وهاريسون ستيل من قسم العلوم الهندسية- في هندسة بروتينات فلورية (التي تشع بلون أخضر فلوري عند تعرضها لضوء أزرق اللون). تُستخدم عادة في المختبرات لإضاءة الخلايا بحيث يتغيّر سطوعها عند تعرّضها لحقول مغناطيسية ضعيفة. فعند وضع مغناطيس قريب منها تصبح هذه البروتينات أكثر خفوتاً أو سطوعاً بطريقة يمكن التنبؤ بها، ما يجعل تتبّعها ممكناً باستخدام المغناطيس.

ويعتمد هذا الابتكار على جزء بروتيني حساس للضوء يُعرف باسم LOV، وهو شائع الاستخدام في أبحاث البيولوجيا.

ومن خلال تعديل هذا الجزء وربطه ببروتينات فلورية طوّر العلماء نسخاً شديدة الحساسية للمجالات المغناطيسية أُطلق على بعضها اسم MagLOV، ويمكن لهذه البروتينات المعدّلة أن تفقد نصف شدة إضاءتها أو أكثر عند التعرّض لمجال مغناطيسي قريب.

وتعود جذور هذا الاكتشاف إلى أعمال بحثية سابقة نُشرت عام 2024 قادها باحثون من شركة «Calico Life Sciences» في الولايات المتحدة، من بينهم أندرو يورك، وماريا إنغارامو. وقد أظهرت تلك الدراسات أن البروتينات الفلورية الشائعة -مثل البروتين الأخضر المضيء (GFP)، وبروتينات نطاق LOV - يمكن جعلها مستجيبة للمغناطيس عند تعديلها بعناية باستخدام ما يُعرف بالتطوّر الموجَّه. وفي إحدى النسخ المطوّرة تمكّن الباحثون من خفض شدة الإضاءة بنحو 75 في المائة عند التعرّض لمجالات مغناطيسية ضعيفة نسبياً.

ويرى العلماء أن هذه التقنية قد تمهّد الطريق لأدوات تصوير جديدة قادرة على تتبّع بروتينات مرتبطة بالأمراض داخل الجسم بدقة غير مسبوقة، وربما في المستقبل تمهد لأدوية يمكن التحكّم في نشاطها عن بُعد باستخدام المغناطيس، ما يفتح آفاقاً جديدة في التشخيص، والعلاج.

وسيلة تشخيص وعلاج

• تشخيص بالفيزياء الكمّية. تعود هذه الظاهرة إلى تأثيرات كمّية دقيقة داخل البروتين، حيث تتفاعل إلكترونات صغيرة عند امتصاص الطاقة. ويؤدي المجال المغناطيسي إلى تغيير طريقة تفاعل هذه الإلكترونات ما يؤثر في كمية الضوء التي يصدرها البروتين.

وفي أحدث تطوّر أظهر الباحثون أنهم يستطيعون التحكم في هذا التغيّر باستخدام نبضات ترددات راديوية شبيهة بتلك المستخدمة في أجهزة الرنين المغناطيسي. وقد مكّنهم ذلك من تحديد مواقع البروتينات الحساسة للمغناطيس بدقة أعلى حتى عندما كانت مدفونة داخل مواد صلبة.

وفي تجارب مخبرية، تمكّن العلماء من رسم خرائط لبكتيريا تحمل هذه البروتينات داخل كتل صلبة، وهو ما يشير إلى إمكانية تطبيق التقنية مستقبلاً في الكائنات الحية.

• أدوية يمكن التحكم بها عن بُعد. ولا يقتصر الأمل على التصوير فقط، بل يتعدّاه إلى تطوير علاجات يمكن تشغيلها أو تعطيلها بالمغناطيس. ففي أعمال بحثية لم تُنشر بعد أظهر العلماء أن الحقول المغناطيسية قد تُضعف أو تُعزّز قدرة الأجسام المضادة على الارتباط بأهدافها.

وقد يتيح ذلك تطوير أدوية تعمل فقط في المكان المطلوب، مثل تنشيط علاج داخل ورم سرطاني دون التأثير في الأنسجة السليمة، ما يقلل من الآثار الجانبية التي تُعد من أكبر تحديات العلاجات الحالية.

ورغم هذا التقدّم اللافت، يؤكد العلماء أن الطريق لا يزال طويلاً قبل الاستخدام السريري. فبعض البروتينات الحالية تحتاج إلى ضوء ليزري للعمل، وهو أمر يصعب تطبيقه في أعماق الجسم. لكن الباحثين يعملون بالفعل على تطوير بروتينات تُصدر الضوء عبر تفاعلات كيميائية بدلاً من الضوء الخارجي.

ومع ذلك يرى كثيرون أن هذه الأبحاث تمثل بداية حقيقية لمجال علمي جديد، حيث لا تكتفي المغانيط بمساعدة الأطباء على رؤية الجسم، بل تصبح أداة فعّالة للتشخيص، والعلاج.

مواضيع
تقنيات جديدة بريطانيا