اختراقات علمية وتقنية جديدة

انطلاقة البحث التوليدي الصغير وتطويرات لحماية البيئة

اختراقات علمية وتقنية جديدة
TT
20

اختراقات علمية وتقنية جديدة

اختراقات علمية وتقنية جديدة

ما الذي سيحمل أهمية حقيقية على المدى البعيد؟ يتوقف خبراء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الأميركي أمام هذا السؤال، أثناء تجميع عناصر القائمة السنوية لأهم الاختراقات العلمية والتقنية كل عام. وإليك بعضاً منها نشرت في دورية «تكنولوجي ريفيو».

رصد فلكي وتطورات الذكاء الاصطناعي

• مرصد فيرا سي روبين Vera C. Rubin Observatory: من المقرر هذا العام تشغيل تلسكوب جديد قوي في منطقة نائية من تشيلي، الذي سيبدأ في إجراء مسح لمدة عقد للسماء الجنوبية. وتوجد في داخل التلسكوب أكبر كاميرا رقمية جرى تصنيعها على الإطلاق بمجال علم الفلك، التي من المقرَّر أن تلتقط الصور بشكل مستمر لسنوات، بهدف مساعدة علماء الفلك على دراسة المادة المظلمة، واستكشاف مجرة درب التبانة وسبر أغوار المجهولات الكونية الأخرى.

• صعود البحث التوليدي باستخدام الذكاء الاصطناعي. للبحث التوليدي آفاق عظيمة في إضفاء البساطة والسرعة على مساعي العثور على ما تبحث عنه.

وعندما تكتب استعلاماً ما، يسارع نموذج الذكاء الاصطناعي إلى تلخيص المعلومات من الكثير من المصادر عبر الإنترنت للعودة إليك بإجابة فريدة. وعبر جهازك، يمكن للذكاء الاصطناعي تمشيط المستندات والصور ومقاطع الفيديو، والتعرف على الأشياء والأشخاص لمساعدتك في العثور عليهم بشكل أسرع. وربما يحمل هذا الأمر في طياته إشارة على نهاية محركات البحث التقليدية، وصعود مساعدي الذكاء الاصطناعي ذوي الطابع الشخصي.

• النماذج اللغوية الصغيرة: يمكن للنماذج اللغوية الكبيرة للذكاء الاصطناعي أن تنجز أشياء مذهلة، بالنظر إلى أنها تزخر بمئات المليارات - بل وحتى تريليونات - من العوامل المتغيرة (القيم التي تحدد سلوكها)، إضافة إلى تدريبها على معظم بيانات الإنترنت.

ومع ذلك، أصبح باستطاعة النماذج اللغوية الصغيرة الأرخص والأقل استهلاكاً للطاقة، الآن، الوقوف مع قدم المساواة مع النماذج الأكبر فيما يخص مجموعة من المهام المحددة. واليوم، أصبح بمقدورنا أن نقول بثقة: تنحي جانباً أيتها الديناصورات، فالمستقبل ينتمي إلى وحوش أصغر وأكثر رشاقة!

سيارات آلية وروبوتات

• سيارات الأجرة الآلية: أتمَّت سيارات الأجرة الآلية سنوات من الاختبارات التجريبية. واليوم، أصبحت متاحة أخيراً للجمهور. داخل أكثر من 12 مدينة حول العالم، يمكن للركاب استدعاء واحدة متى أرادوا. والآن، يستعد أكبر اللاعبين في هذا المجال للدخول في منافسة شديدة، في خضم توسعهم داخل مدن جديدة، تحت أعين الجهات التنظيمية اليقظة.

• الروبوتات سريعة التعلم: بفضل الطفرة التي تحققت بمجال الذكاء الاصطناعي التوليدي. اليوم، أصبح بإمكان الروبوتات الاضطلاع بمهام جديدة على نحو أسرع من أي وقت مضى. ولم تعد مهارات الروبوتات الآلية، اليوم، تقتصر على إنجاز مهمة واحدة، فنحن نقترب من الروبوتات ذات الأغراض العامة التي يمكن الدفع بها إلى داخل بيئات جديدة؛ حيث تتولى معالجة مجموعة متنوَّعة من المهام نيابة عنا، على الفور تقريباً.

تطويرات بيئية

• علاج تجشؤ الأبقار: يُعد تجشؤ الأبقار أحد أكبر مصادر الانبعاثات الضارة الناتجة عن النشاطات الزراعية - وأحد أكثرها صعوبة في الحل. لكن الآن، أصبح متاحاً تطوير مكمل غذائي يقلل بشكل كبير من كمية الميثان التي تتجشؤها الماشية، في عشرات البلدان. ومن المحتمَل أن يستقبل العالم المزيد من مثل هذه المنتجات الأخرى، التي ربما تثبت فعالية أكبر.

• وقود طائرات أنظف: يمكن أن يساعد الوقود الجديد المصنوع من زيت الطهي المستعمل، أو النفايات الصناعية، أو حتى الغازات في الهواء، في تشغيل الطائرات دون وقود أحفوري. يُذكر أن هذه الأنماط من الوقود البديل للطائرات كانت قيد التطوير لسنوات، لكنها تحولت في الوقت الحاضر إلى تجارة كبيرة، مع ظهور مصانع لإنتاجها، وتفويضات حكومية جديدة تتطلب استخدامها.

• «الصلب الأخضر»: تأتي صناعة الصلب بالمركز الثاني من بين أكبر المصادر الصناعية لثاني أكسيد الكربون، وتنبعث منها كميات من الكربون تفوق ما ينبعث من الهند بأكملها (ثالث أكبر مصدر للانبعاثات في العالم)، وأكثر بكثير مما تطلقه صناعة السفر الجوي.

ويجري بناء أول مصنع للصلب الأخضر الصناعي، الذي يعتمد على الهيدروجين المصنوع بالطاقة المتجددة، بواسطة شركة «ستيغرا» - شركة ناشئة تبلغ قيمتها 7 مليارات دولار، ومن المقرر أن تبدأ عملياتها العام المقبل، في شمال السويد.

علاجات واعدة

• أدوية طويلة المفعول للوقاية من فيروس نقص المناعة البشري: كشفت تجربة دواء جديد للوقاية من فيروس نقص المناعة البشرية أن 100 في المائة من النساء والفتيات المعالجات تمتعن بحماية من الإصابة بعدوى فيروس نقص المناعة البشري. ولا يحتاج الدواء إلا إلى الحقن مرة كل ستة أشهر. ويمكن أن يساعدنا الدواء في القضاء على الإيدز مرة واحدة وإلى الأبد؛ إذا تمكنا من ضمان وصوله إلى أولئك الذين يحتاجون إليه.

• علاجات الخلايا الجذعية الفعّالة: من المنتظر أن تعالج الخلايا الجذعية من الأجنة البشرية، الأمراض ـ هذا الوعد الكبير الذي قطعه العلماء على أنفسهم منذ عقود. والآن، يتحقق هذا الوعد أخيراً. يبدو أن عمليات زرع الخلايا المصنعة في المختبرات تسهم بالفعل في علاج حالتين مختلفتين تماماً؛ الصرع ومرض السكري من النوع الأول.


مقالات ذات صلة

كيف تتيح منصة «n8n» ربط التطبيقات وأتمتة الأعمال دون تدخل يدوي متكرر؟

تكنولوجيا خدمة أتمتة متقدمة تتيح إنشاء سير عمل مرن يدمج أكثر من 400 تطبيق مما يسهل تنفيذ المهام تلقائياً دون تدخل يدوي (n8n)

كيف تتيح منصة «n8n» ربط التطبيقات وأتمتة الأعمال دون تدخل يدوي متكرر؟

توفر المنصة بيئة منخفضة التعليمات البرمجية ومفتوحة المصدر، مما يسمح للمستخدمين بتشغيلها على خوادمهم الخاصة.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص التقارب بين الذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية يمكن أن يسرع الاكتشافات في مجالات مثل الأدوية والمناخ (أدوبي)

خاص كيف يغير تقارب الذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية وجه الاكتشافات العلمية؟

الحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي يجتمعان لقيادة الابتكار العلمي، مع تقدم سريع في التطبيقات التجارية، من اكتشاف الأدوية إلى الأمن السيبراني.

نسيم رمضان (سياتل)
علوم تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد حققت قفزات متوالية في مجال جراحة العظام (جامعة برنو للتكنولوجيا)

ثورة في جراحة العظام: كيف تحسّن «الغرسات المطبوعة» زراعة المفاصل؟

مع التطور السريع في تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد، شهد قطاع الرعاية الصحية تحولاً جذرياً في تصنيع الغرسات الطبية، لا سيما في جراحة العظام واستبدال المفاصل.

محمد السيد علي (القاهرة)
علوم جين يفتح آفاقاً جديدة لعلاج الشيخوخة

جين يفتح آفاقاً جديدة لعلاج الشيخوخة

كشفت أبحاث حديثة عن اكتشاف جيني قد يمهد الطريق لعلاجات ثورية لإدارة الشيخوخة والحد من الأمراض المرتبطة بالتقدم في العمر.

د. وفا جاسم الرجب (لندن)
خاص تهدف مبادرات مثل «النطاق العريض اللاسلكي» إلى ضمان اتصال سلس وعالي السرعة للمستخدمين في جميع أنحاء المملكة (شاترستوك)

خاص «نوكيا»: السعودية ستكون رائدة عالمياً في نشر شبكات «الجيل السادس»

في حديث لـ«الشرق الأوسط»، يصف نائب الرئيس الأول لشبكات الهواتف الجوالة في الشرق الأوسط وأفريقيا في «نوكيا» المشهد في السعودية بـ«العاصفة المثالية من النمو».

نسيم رمضان (الرياض)

هيكل روبوتي خارجي ذاتي التوازن للمصابين بالشلل

هيكل روبوتي خارجي ذاتي التوازن للمصابين بالشلل
TT
20

هيكل روبوتي خارجي ذاتي التوازن للمصابين بالشلل

هيكل روبوتي خارجي ذاتي التوازن للمصابين بالشلل

في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية في يناير (كانون الثاني) الماضي، جربت إحدى السيدات المصابات بالشلل، بعد إزالة الجراحين ورماً حميداً في الحبل الشوكي لها، الهيكل الروبوتي الخارجي المدعوم بالطاقة من إنتاج شركة «هيومان إن موشن روبوتيكس» الكندية، ورقصت به. وأعلنت لجمهور من الحضور في قاعة المعرض: «العودة إلى المشي أمر رائع بعد إصابة الحبل الشوكي، لكن العودة إلى الرقص أمر يُغير قواعد اللعبة».

هيكل روبوتي خارجي مستقل

سوف تبدأ الشركة التجارب السريرية لهيكل «إكسوموشن» XoMotion الروبوتي الخارجي في أواخر أبريل (نيسان)، حيث ستختبر في البداية نسخة مخصصة لمرافق إعادة التأهيل كنقطة انطلاق نحو هيكل خارجي للاستخدام الشخصي يمكن للمصابين إحضاره إلى المنزل.

وهيكل «إكسوموشن» هو ثاني هيكل خارجي ذاتي التوازن، الذي يقود إلى استغناء المستخدمين عن الحاجة إلى الاستناد إلى العكازات أو المشايات، ويمكنهم إبقاء أيديهم حرة لممارسة مهام أخرى. وهو الهيكل الثاني من نوعه في العالم. ومنذ سنوات طور اثنان من الأكاديميين في جامعة سيمون فريزر في فانكوفر، فكرة مبتكرة لهيكل خارجي. وأراد البروفسور سياماك أرزانبور وزميله إدوارد بارك الاعتماد على الروبوتات المتطورة لبناء جهاز ذاتي التوازن. في ذلك الوقت، كان لدى العديد من الشركات هياكل روبوتية خارجية متاحة للاستخدام في إعدادات إعادة التأهيل، ولكن التكنولوجيا كانت بها العديد من القيود، ومن أبرزها أن جميع تلك الهياكل الخارجية كانت تتطلب عكازات لتثبيت الجزء العلوي من جسم المستخدم في أثناء المشي. الأكثر من ذلك، كان المستخدمون بحاجة إلى مساعدة للدخول والخروج من الهيكل الخارجي، وعادة ما لا تستطيع الأجهزة التعامل مع المنعطفات أو الدرجات أو المتحدرات.

ويقول البروفسور أرزانبور، الرئيس التنفيذي لشركة «هيومان إن موشن»، في حديث نقلته مجلة «سيكترم» الصادرة عن جمعية المهندسين الكهربائيين الأميركيين، إن فريقه كان دائماً ينجذب إلى التحدي الهندسي المتمثل في صنع هيكل روبوتي خارجي ذاتي التوازن. ويضيف أن الباحثين أدركوا ما يحتاج إليه المستخدمون بعدما التقوا بهم. وفي الولايات المتحدة، يعمل أرون جايارامان، الذي يباشر أبحاثاً حول الهياكل الخارجية في مختبر «شيرلي ريان» للقدرات في شيكاغو مع شركة «هيومان إن موشن» في تجاربها السريرية هذا الربيع. ويقول إن الهياكل الخارجية ذاتية التوازن أكثر ملاءمة للاستخدام المنزلي من الهياكل الخارجية التي تتطلب دعماً للذراع. ويضيف: «إن الاضطرار إلى استخدام أجهزة مساعدة مثل المشايات والعكازات يجعل من الصعب الانتقال عبر الأسطح مثل الأرض المستوية أو المتحدرات أو الأرصفة أو الأسطح غير المستوية».

مشغلات الورك والركبة والكاحل

لكن، كيف تعمل الهياكل الخارجية ذاتية التوازن؟ تستخدم الهياكل الخارجية ذاتية التوازن الكثير من نفس التكنولوجيا الموجودة في العديد من الروبوتات الشبيهة بالبشر التي تظهر في السوق الآن. وهي تحتوي على حزم من المشغلات عند مفاصل الكاحل والركبة والورك، مع مجموعة من المستشعرات لاكتشاف كل من المواضع المتغيرة للهيكل الخارجي والبيئة المحيطة، ومعالجات سريعة للغاية لمعالجة جميع بيانات المستشعر وتوليد تعليمات لحركات الجهاز التالية. وبينما تكون الهياكل الخارجية ذاتية التوازن أضخم حجماً من تلك التي تتطلب دعامات للذراع، يقول البروفسور أرزانبور إن الاستقلالية التي تمنحها لمستخدميها تجعل التكنولوجيا فائزة بصورة واضحة. كما يلاحظ أيضاً أن النماذج ذاتية التوازن يمكن استخدامها من قبل مجموعة واسعة من الأشخاص، بمن في ذلك الأشخاص ذوو القوة والحركة المحدودة في الجزء العلوي من الجسم.

إمكانات واعدة وتحديات

•أوامر توجيه للهيكل الروبوتي. عندما يريد المصاب ارتداء هيكل «إكسوموشن»، يمكنه استدعاؤه من الجانب الآخر من الغرفة باستخدام تطبيق وإصدار أمر له بالجلوس بجوار كرسيه المتحرك. وإذا كان المصاب قادراً على نقل نفسه، فإنه يربط نفسه بالجهاز من دون مساعدة، ثم يستخدم عصا تحكم بسيطة متصلة بالهيكل الخارجي للتحكم في حركته. ويمكن أن يعمل الهيكل الخارجي مع مجموعة متنوعة من آليات التحكم المختلفة، ولكن الاتصال السلكي يعدّ الأكثر أماناً. وعندما يضع الجهاز في «وضع الرقص»، الذي ابتكره المهندسون، يمكن إسقاط وحدة التحكم والاعتماد على مستشعرات الهيكل الخارجي لالتقاط التحولات الدقيقة لجذع المصاب وترجمتها إلى حركات للساق.

• تحديات منزلية. ما التحديات التي تواجه الهياكل الخارجية للاستخدام المنزلي؟ هيكل «إكسوموشن» ليس أول هيكل خارجي يوفر إمكانية الاستخدام من دون الاستعانة باليدين. يعود هذا الشرف إلى شركة «ويندركرافت» الفرنسية، التي حصلت بالفعل على موافقة تنظيمية لنموذج إعادة التأهيل الخاص بها في أوروبا والولايات المتحدة، وهي تبدأ الآن التجارب السريرية لنموذج للاستخدام المنزلي. لكن البروفسور أرزانبور يقول إن هيكل «إكسوموشن» يقدم العديد من التطورات التقنية مقارنة بجهاز شركة «ويندركرافت»، بما في ذلك محاذاة دقيقة للمفاصل الآلية والمفاصل البيولوجية للمستخدم؛ لضمان عدم تعرض الجسم لإجهاد لا داعي له، بالإضافة إلى مستشعرات عزم الدوران في المشغلات لجمع بيانات أكثر دقة حول حركات الجهاز.

من جهته، يقول سايكات بال، الأستاذ المساعد في معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا والمشارك في التجارب السريرية لشركة شركة «ويندركرافت»، إن الحصول على الموافقة على نموذج للاستخدام المنزلي يمثل تحدياً لأي شركة للهياكل الخارجية. ويضيف بال قائلاً: «بالنسبة لأي جهاز سوف يُستخدم في المنزل، ستكون المعايير مختلفة عن العيادة. كل منزل يبدو مختلفاً، وله مسافات مختلفة. المشكلة الهندسية أكثر تعقيداً بعدة مرات عندما تنقل الجهاز إلى المنزل». ويعتقد مهندسو شركة «هيومان إن موشن» أنهم سيحلون المشاكل في غضون عامين، مما يمكن المصابين من اصطحاب هيكل «إكسوموشن» إلى المنزل معها.