اختراق تقني لتصنيع الروبوتات بطرق مدعمة بالذكاء الاصطناعي

أميركا تتهيأ لتعزيز إنتاجها محلياً لتحدي الصين

اختراق تقني لتصنيع الروبوتات بطرق مدعمة بالذكاء الاصطناعي
TT
20

اختراق تقني لتصنيع الروبوتات بطرق مدعمة بالذكاء الاصطناعي

اختراق تقني لتصنيع الروبوتات بطرق مدعمة بالذكاء الاصطناعي

قد تُحدث طريقة جديدة لتدريب روبوتات المصانع، ثورة في كيفية تصنيع الجيوش للطائرات من دون طيار وغيرها من الأسلحة، ما يُتيح تصنيعاً بكميات كبيرة بالقرب من خطوط المواجهة.

وبعيداً عن ساحة المعركة، تُوضح هذه الطريقة مساراً مُحتملاً للمضي قدماً في عصر التصنيع المُقبل، وهو موضوع محوري في المنافسة بين الولايات المتحدة والصين الذي تُطلق عليه استراتيجية الدفاع الوطني «تحدي محدودية وتيرة التصنيع».

تصنيع محرَّك بالذكاء الاصطناعي

تُقدم الورقة البحثية، المنشورة في عدد يناير (كانون الثاني) الماضي من «المجلة الدولية للتصنيع المُتطرف»، رؤية تحويلية للتصنيع الإضافي المُحرَّك بالذكاء الاصطناعي (AAM) AI-driven additive manufacturing.

لا تستطيع روبوتات المصانع الحالية سوى القيام بعدد مُحدد من الحركات الثابتة، ويصعب تكيفها مع المهام الجديدة، وتتطلب أماكن مُتخصصة للغاية في طوابق الإنتاج، فهي لا تستطيع مثلاً رؤية متى يتم صفُّها في اصطفاف غير صحيح، أو متى ترتكب هي نفسها الأخطاء.

طريقة مطورة لتدريب الروبوتات

وبالمقابل، تستخدم الطريقة الجديدة (التي طورها فريق دولي من الباحثين من جامعة ولاية كاليفورنيا، نورثريدج؛ والجامعة الوطنية في سنغافورة؛ ومختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا؛ وجامعة ويسكونسن-ماديسون) مهندسين ذوي مهارات عالية لتدريب الروبوتات على نطاق أوسع بكثير للحركات الشبيهة بالحركات البشرية، ما يُمكِّنها من إدراك وفهم ما تفعله (على مستوى أساسي).

وعند دمجها مع تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، يفتح هذا التطوير المجال أمام إمكانية التصنيع الكامل للإلكترونيات من البداية إلى النهاية، مثل الطائرات الصغيرة من دون طيار التي تُعيد تشكيل ساحة المعركة.

الصراع الأميركي الصيني

لكن هذا التطوير يُعالج أيضاً سؤالاً رئيسياً، يكمن في جذور صراع النفوذ الشامل بين الولايات المتحدة والصين: كيفية زيادة القوة التصنيعية للولايات المتحدة.

وقد أطلق «البنتاغون» عدة مبادرات لإعادة إنتاج أشياء مثل الإلكترونيات الدقيقة إلى الداخل الأميركي، عادّاً هيمنة الصين في تلك القطاعات عبئاً استراتيجياً. ويعكس قانون رقائق الكومبيوتر والعلوم لعام 2022 الذي يخصص أكثر من 52 مليار دولار لتصنيع أشباه الموصلات محلياً، اعترافاً مشتركاً بين الحزبين بأن القدرة الصناعية (المحلية) تدعم القوة العسكرية والاقتصادية. فمن دون وصول محلي آمن إلى التقنيات الحيوية، تُخاطر الولايات المتحدة بتأخير العمليات، وأنظمة الأسلحة المُعرَّضة للخطر، وتراجع قدرتها على الردع في النزاعات المستقبلية.

لكن الولايات المتحدة تعاني نقصاً حاداً في العمالة الماهرة اللازمة لتحقيق هذه الأهداف. وتتوقع معاهد مثل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، بالإضافة إلى رؤساء الصناعة، أنه حتى مع الاستثمار الحكومي، سيستغرق بناء تلك القوى العاملة 7 سنوات على الأقل.

الروبوتات والأتمتة

وقد صرح وزير التجارة هوارد لوتنيك، هذا الشهر، بأن الروبوتات والأتمتة يمكن أن تلعب دوراً رئيسياً في نهضة صناعية تقودها الولايات المتحدة. وتدفع كثيراً من شركات الروبوتات الأميركية نحو استراتيجية وطنية لتعزيز أتمتة التصنيع.

ومع ذلك، فإن الوضع الحالي لروبوتات المصانع لا يرقى إلى مستوى الآمال في انتقال سريع إلى أتمتة المصانع. ويشير تقرير صادر عن مجموعة بوسطن الاستشارية عام 2019 إلى أمر بَدَهِيٍّ: تفتقر روبوتات التصنيع إلى قدرة العمال البشريين على التكيف والبراعة، كما تفتقر الروبوتات إلى قدرات حل المشكلات التي لا تزال أساسية لإنتاج الأشياء فعلياً.

ولهذا السبب تُعدُّ هذه الورقة البحثية الجديدة بالغة الأهمية. قال المؤلف المشارك بينجبينج لي من جامعة ولاية كاليفورنيا، نورثريدج، إن أساليب التصنيع التقليدية، وحتى الروبوتات: «تحتاج إلى كثير من المهندسين المدربين تدريباً جيداً». وحتى أكثر الطابعات ثلاثية الأبعاد تقدماً غالباً ما تتطلب خطوات يدوية لإدخال التصميم، واختيار العملية، أو المعالجة اللاحقة.

مشروع جديد

تتضمن رؤية مشروع «AAM» في الورقة البحثية استقلالية شاملة: بدءاً من إعداد نماذج التصميم بمساعدة الحاسوب ودمجها، وصولاً إلى الجدولة، وتحسين العمليات، وآلات ما بعد الطباعة، وكلها تُدار بواسطة أسطول من الروبوتات أو الطائرات من دون طيار المتعاونة.

سيكون هذا التكامل بالغ الأهمية للتصنيع في الفضاء الخارجي، ومن هنا جاء اهتمام ودعم وكالة «ناسا». وقال لي إنه كان على اتصال أيضاً بمتعاقدين عسكريين ومكتب الاختبار والتقييم التشغيلي التابع لوزارة الدفاع الأميركية، لمشروع دفاعي قد يبدأ في مايو (أيار)، في حال الحصول على الموافقات النهائية.

يعتمد مشروع «AAM» بشكل كبير على ما يُطلق عليه المؤلفون التصميم المتكامل مع المستشعرات: استخدام كثير من مستشعرات الضوء المرئي والحرارة وظواهر أخرى لخلق نوع من الإدراك في «دماغ» برمجي.

دماغ روبوتات المصانع

سيتكون هذا الدماغ الذي يُميز روبوتات المصانع المستقبلية عن روبوتات اليوم، من 4 طبقات: «طبقة المعرفة» في قاعدة النموذج، تجمع البيانات من المستشعرات، وعمليات المحاكاة والعمليات السابقة. تستخدم «طبقة الحلول التوليدية» أدوات الذكاء الاصطناعي، مثل نماذج اللغة الكبيرة والرسوم البيانية المعرفية، لنمذجة عملية صنع القرار. وتُنفِّذ «الطبقة التشغيلية» القرارات على الأجهزة والبرمجيات وأنظمة الروبوتات؛ بينما تُمكِّن «الطبقة المعرفية» الآلات من اتخاذ القرارات، مما يسمح لها بالتفكير والتصرف، وحتى التأمل.

وكتب مؤلفو الدراسة: «ضمن هذه الطبقة (المعرفية)، يعمل وكلاء الذكاء الاصطناعي كوحدات تحكم عالية المستوى؛ حيث تُقيِّم مجموعة المهارات في الطبقة التشغيلية لاختيار المهارات المناسبة لتنفيذ المهام بناءً على الوضع الراهن». وأضافوا: «يتولى هؤلاء الوكلاء مسؤولية تخطيط وتنفيذ الإجراءات المثلى، والانخراط في عملية تعلم مدى الحياة تُعزز خبراتها من خلال التأمل والتعلم المستمرين».

تشبه عملية التعلم هذه طريقة تفاعل البشر مع نماذج اللغة الكبيرة. في البداية، تكون النتائج عامة وعرضة للخطأ، ولكن مع مرور الوقت، تُنتج العلاقة بين المدرب والآلة نوعاً من الذكاء البشري يُمكن تكراره عبر روبوتات متعددة. وقال لي: «نأمل في تقليل التدخل البشري إلى الصفر تقريباً؛ لأننا نريد أتمتة العملية كلها».

تكيُّف روبوتي وإشراف بشري

ستعتمد درجة إمكانية أتمتة بعض عمليات التصنيع بشكل كبير على تعقيد المُنتَج، ومدى سرعة أنظمة الذكاء الاصطناعي في تعلم التكيف مع الأحداث الجديدة غير المتوقعة. وأضاف لي أن الخبراء البشريين سيظلون يلعبون دوراً حاسماً في هذه العملية، ولكنهم أقرب إلى دور المشرفين منهم إلى دور المشغلين. فبدلاً من القيام بالمهام اليدوية التي تتجاوز قدرة الروبوت، سيساعد الإنسان الروبوتات على تطوير وتحسين طرق التعامل مع الأحداث غير المتوقعة والتحقق منها.

في الوضع المثالي، سيصبح الذكاء الاصطناعي ذكياً بما يكفي للتفكير في كيفية تحسين التصاميم البشرية، من خلال ما يُطلق عليه المؤلفون «أدوات التصميم التوليدية».

وكتب المؤلفون: «تمهد هذه التطورات الطريق لإنشاء محتوى ثلاثي الأبعاد، مما قد يقربنا من تحقيق مبدأ (ما تفكر فيه هو ما تحصل عليه)». وأضافوا: «من خلال استكشاف مساحات تصميمية شاسعة، تُنتج هذه الأدوات حلولاً مبتكرة قد تغفلها الطرق التقليدية».

تطبيقات في الساحات العسكرية

في السياق العسكري، يعني هذا أن بإمكان الجندي في الميدان مسح (تصوير) قطعة معطلة، ويمكن لنظام مُحسَّن بالذكاء الاصطناعي إعادة تصميم وطباعة بديل لها بأقل قدر من الإشراف، وهي قدرة قد تُقلل بشكل كبير من احتياجات التوظيف والخدمات اللوجستية في الجبهة.

وأكدت وزارة الدفاع، بما في ذلك وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، بشكل متزايد على التصنيع الآمن والقابل للتطوير، والقابل للتوصيل عند الطلب للبيئات اللوجستية المتنازع عليها.

وتُقدم طريقة التصنيع بالحلقة المغلقة (AAM) التي تستخدم أجهزة استشعار متعددة، وتُغذي ذكاءً متعدد الطبقات، خريطة طريق، لا لإنتاج أكثر ذكاءً؛ بل لقدرات تصنيع مرنة وقابلة للتكيف يُمكن أن تُعيد تعريف الخطوط الأمامية الصناعية.

تحديات صينية

لكن هذا التقدم يُسلط الضوء أيضاً على تحديات خطيرة أخرى تعيق مستقبلاً أكثر أتمتة للتصنيع، ألا وهي أن الصين تتصدر حصة السوق في المكونات الرئيسية التي تحتاج إليها الروبوتات، مثل أجهزة الاستشعار والمشغلات. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الصين بإمكانية وصول أكبر بكثير إلى المواد اللازمة لطباعة وتصنيع المنتجات -بما في ذلك الأسلحة- في المصانع التي تديرها الروبوتات. ومع أن الروبوتات ستُمكِّن الولايات المتحدة من بناء مزيد من الأشياء، فإنها لن تُصنِّع نفسها بنفسها.

* مجلة «ديفينس وان»، خدمات «تريبيون ميديا».


مقالات ذات صلة

لمنافسة «شات جي بي تي»... «ميتا» تطلق تطبيقاً مستقلاً للذكاء الاصطناعي

تكنولوجيا شعار شركة «ميتا» (رويترز)

لمنافسة «شات جي بي تي»... «ميتا» تطلق تطبيقاً مستقلاً للذكاء الاصطناعي

كشفت شركة «ميتا» العملاقة في مجال التواصل الاجتماعي، الثلاثاء، عن أول تطبيق مستقل لها لخدمات المساعدة بالذكاء الاصطناعي.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الاقتصاد من أعمال القمة العالمية للذكاء الاصطناعي (واس)

نمو متسارع في سوق الذكاء الاصطناعي بالسعودية وسط دعم حكومي واستثمارات ضخمة

تجذب السعودية استثمارات كبرى شركات الذكاء الاصطناعي، وتعزز الكفاءات المحلية، وتطلق مشروعات رقمية استراتيجية، ضمن جهودها للتحول الرقمي وتحقيق «رؤية 2030».

عبير حمدي (الرياض)
تكنولوجيا «شركات الريادة» تمثل نموذجاً جديداً في بيئة الأعمال يجمع بين الذكاء الاصطناعي والفرق البشرية لتحقيق كفاءة وابتكار غير مسبوقين (شاترستوك)

«مايكروسوفت» تكشف عن الجيل الجديد من المؤسسات الذكية في تقريرها لعام 2025

يطلق تقرير «مايكروسوفت» 2025 مصطلح «شركات الريادة» على الشركات التي توظف الذكاء الاصطناعي بذكاء لتعزيز الإنتاجية، وتعيد تشكيل الهياكل والمهارات في بيئة العمل.

نسيم رمضان (لندن)
يوميات الشرق «تشات جي بي تي» أصبح يقترح عند الطلب باللغة اليومية أفكار منتجات مع وصف موجز (رويترز)

التسوق أصبح متاحاً عبر «تشات جي بي تي»

أصبح التسوق متاحاً مباشرة عبر تطبيق «تشات جي بي تي» القائم على الذكاء الاصطناعي التوليدي، وفق ما أعلنت الاثنين مبتكرته «أوبن إيه آي».

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
تكنولوجيا صورة تعبيرية عن الذكاء الاصطناعي (أرشيفية- رويترز)

خبراء يحذِّرون: الذكاء الاصطناعي يجعل البشر أغبياء

حذَّرت مجموعة من الخبراء في دراسة جديدة من أن الذكاء الاصطناعي قد يجعل البشر أغبياء.

«الشرق الأوسط» (لندن)

الشرق الأوسط وآسيا أكثر الوفيات بأمراض القلب الناجمة عن البلاستيك

الشرق الأوسط وآسيا أكثر الوفيات بأمراض القلب الناجمة عن البلاستيك
TT
20

الشرق الأوسط وآسيا أكثر الوفيات بأمراض القلب الناجمة عن البلاستيك

الشرق الأوسط وآسيا أكثر الوفيات بأمراض القلب الناجمة عن البلاستيك

تصدّر هذا الخبر عناوين الصحف هذا الأسبوع: أظهرت الأبحاث أن المواد الكيميائية الشائعة في البلاستيك ارتبطت بـ350 ألف حالة وفاة بأمراض القلب حول العالم عام 2018، كما كتبت نينا أغراوال(*).

وجاءت هذه الإحصائية من دراسة نُشرت يوم الاثنين الماضي في مجلة eBioMedicine. وقدّر الباحثون، وهم مجموعة من الخبراء في كلية غروسمان للطب بجامعة نيويورك، أن نحو 13 في المائة من وفيات القلب والأوعية الدموية لدى الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 55 و64 عاماً حول العالم في ذلك العام، يُمكن أن تُعزى إلى الفثالات phthalates، المستخدمة في تغليف الأطعمة والشامبو ولعب الأطفال وغيرها.

تقديرات وافتراضات علمية

لا تزال الأبحاث حول تأثير الفثالات على أمراض القلب والأوعية الدموية قيد التطوير، لكن ارتباطها بعوامل الخطر الأيضية مثل السمنة يُشير إلى أنها قد تلعب دوراً في أمراض القلب.

وبينما يتفق الخبراء على أن الفثالات ضارة، فإنهم حذّروا من أن الدراسة اعتمدت على نمذجة إحصائية معقدة وسلسلة من الافتراضات والتقديرات التي تُصعّب تحديد عدد الوفيات التي قد ترتبط بهذه المواد الكيميائية.

وصرح الدكتور مارك هوفمان، طبيب أمراض القلب والمدير المشارك لمركز الصحة العالمية في كلية واشنطن للطب في سانت لويس: «هذه خطوة مبكرة في محاولة فهم حجم المشكلة». لكنه أضاف أن هناك حاجة إلى المزيد من الدراسات لفهم العلاقة بين الفثالات وصحة القلب، والعوامل الأخرى التي قد تؤثر.

دور الفثالات

توجد الفثالات في منتجات العناية الشخصية مثل الشامبو والمنتجات السائلة، وكذلك في عبوات حفظ الطعام. ومن الممكن أن تتسرب عن طريق الطعام، أو عند امتصاصها عبر الجلد من المنتجات التي تحتوي عليها، أو استنشاقها على شكل غبار.

أضرار صحية ملموسة

أظهرت الدراسات أن الفثالات تُسبب اضطرابات في الغدد الصماء، أي أنها قد تتداخل مع هرموناتنا. وقد ارتبطت هذه المواد بآثار سلبية على الصحة الإنجابية، ومشكلات الحمل والولادة.

وأظهرت بعض الدراسات وجود علاقة بين الفثالات وأمراض القلب والأوعية الدموية، ولكن لا توجد أدلة قوية على أن هذه المواد الكيميائية تسبب مشكلات قلبية مباشرة، وفقاً لسونغ كيون بارك، أستاذ علم الأوبئة والعلوم البيئية في كلية الصحة العامة بجامعة ميشيغان.

وهناك أدلة على أن الفثالات تزيد من خطر الإصابة باضطرابات التمثيل الغذائي مثل السمنة وداء السكري من النوع الثاني، التي يمكن أن تسبب أمراض القلب والأوعية الدموية.

تلف الخلايا وتقوية الالتهابات

إحدى الطرق التي قد تؤدي بها الفثالات إلى ذلك هي زيادة الإجهاد التأكسدي - تلف الخلايا والأنسجة الذي يحدث عند وجود الكثير من الجزيئات غير المستقرة في الجسم - وتقوية الالتهابات، وفقاً للدكتور ليوناردو تراساندي، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية الجديدة وأستاذ طب الأطفال وصحة السكان في جامعة نيويورك.

طريقة البحث

في أحدث دراسة، حاول الباحثون تحديد عدد الوفيات العالمية بأمراض القلب والأوعية الدموية المنسوبة تحديداً إلى نوع واحد من الفثالات، المعروف باسم DEHP (فثالات مضاعف (2-إيثيل الهكسيل)- الويكيبيديا). ويُعدّ DEHP أحد أكثر الفثالات استخداماً ودراسةً، ويوجد في منتجات الفينيل، بما في ذلك مفارش المائدة وستائر الحمام والأرضيات.

اعتمد الباحثون على تقديرات من أبحاث سابقة في عدة مقاييس: التعرض للفثالات، وخطر التعرض لها على وفيات القلب والأوعية الدموية، والعبء العالمي لأمراض القلب والأوعية الدموية. ثم حسبوا نسبة الوفيات الناجمة عن التعرض للفثالات في مختلف البلدان، وفقاً لتراساندي.

الشرق الأوسط وآسيا - وفيات أكثر بسبب الفثالات

وشكّلت منطقة الشرق الأوسط وجنوب آسيا وشرق آسيا والمحيط الهادئ ما يقرب من ثلاثة أرباع هذه الوفيات.

وأظهرت دراسة الملاحظة والرصد هذه، وجود علاقة بين التعرض المُقدّر للمادة الكيميائية والمرض على مستوى السكان. وصرح الخبراء بأن الأساليب المُستخدمة ليست غريبة على الدراسات التي تُنمذج الأمراض العالمية، ولكن هذه الدراسات تأتي مع بعض المحاذير.

محاذير الدراسة

على سبيل المثال، قال هوفمان إن التقديرات المُستمدة من الأدبيات التي اعتمد عليها المؤلفون في حساباتهم ربما تكون قد تضمنت بعض المتغيرات المُتحيزة أو المُربكة، مثل الوضع الاجتماعي والاقتصادي أو السلوكيات الغذائية، والتي قد ترتبط بكل من التعرض للبلاستيك ومعدلات أمراض القلب والأوعية الدموية.

وأضاف هوفمان: «جزءٌ مهمٌّ للغاية من نتيجة النموذج، هو ما يُضاف إليه».

واعتمدت الدراسة أيضاً على تحليل سابق أجراه تراساندي لتقدير خطر الوفاة بأمراض القلب والأوعية الدموية الناتجة عن التعرض للفثالات، بعد ضبط عوامل الخطر الأخرى المعروفة. إلا أن تلك الدراسة لم تنفذ سوى فحص مرضى أميركيين، مما يعني أنه قد لا يكون من الممكن تعميم النتائج على سكان العالم، حيث قد تختلف العادات الغذائية، والتعرض لدخان السجائر، والنشاط البدني، وعوامل الخطر الأخرى لأمراض القلب والأوعية الدموية.

دراسات المستقبل

يتضح من الدراسة، كما أوضح الخبراء، أننا بحاجة إلى مزيد من البحث حول التعرض للفثالات والمخاطر الصحية المرتبطة به. ورغم أنه من المستحيل أخلاقياً وغير عملي إجراء تجربة عشوائية تقليدية، حيث يتم تعريض مجموعة من الأشخاص للفثالات بينما لا يتم تعريض مجموعة أخرى، وتمت متابعتهم لسنوات عديدة، فإن أنواعاً أخرى من الدراسات يمكن أن تساعد في تحديد العلاقة بشكل أوضح.

وأوضح بارك أن إحدى الطرق تتمثل في قيام الباحثين بتجنيد عينة كبيرة وممثلة من المرضى، وقياس مستويات تعرضهم، ومتابعتهم لسنوات، ربما حتى الوفاة. وأشار هوفمان إلى أنه من المفيد أيضاً تجربة استراتيجيات قد تقلل من مستويات التعرض، ثم قياس أي تغيرات في النتائج الصحية.

وقالت تريسي وودروف، مديرة برنامج الصحة الإنجابية والبيئة في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو، إنه على الرغم من عدم اليقين في تقديرات الدراسة الحالية، فمن الواضح أن الفثالات يمكن أن تزيد من مخاطر الولادة المبكرة، ومشكلات الإنجاب، واضطرابات التمثيل الغذائي. وبالنسبة لها، فإن هذه النتائج تضاف إلى قائمة الأسباب التي تدعو إلى تقليل كمية الفثالات في سلسلة التوريد.

* خدمة «نيويورك تايمز».

حقائق

حوالي 13٪

من وفيات القلب والأوعية الدموية لدى الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 55 و64 عاماً حول العالم في ذلك العام يُمكن أن تُعزى إلى الفثالات