اكتشاف حاسة جديدة لدى الدلافين

تمكنها من استشعار المجالات الكهربائية الضعيفة في المياه

الدلافين قارورية الأنف هي الأكثر شهرة (شاترستوك)
الدلافين قارورية الأنف هي الأكثر شهرة (شاترستوك)
TT

اكتشاف حاسة جديدة لدى الدلافين

الدلافين قارورية الأنف هي الأكثر شهرة (شاترستوك)
الدلافين قارورية الأنف هي الأكثر شهرة (شاترستوك)

اكتشف باحثون من ألمانيا حاسة جديدة لدى الدلافين قارورية الأنف «تمكّنها من استشعار المجالات الكهربائية الضعيفة في المياه». وأوضحوا، في دراسة نشرت نتائجها في دورية «البيولوجيا التجريبية»، الخميس، أنّ «استشعار المجالات الكهربائية الضعيفة يمكن أن يساعد الدلافين على تحديد مواقع فريستها بدقة والتنقل حول العالم بسهولة».

والدلافين قارورية الأنف، هي أكثر الأنواع شهرة، موجودة في جميع أنحاء العالم وسط المياه الساحلية والمحيطية، وتتغذّى على الأسماك والحبار. وعند ولادتها، تظهر صغار الدلافين قارورية الأنف مجهّزة بصفّين رفيعين من الشعيرات على طول أنفها الذي يشبه المنقار، وإلى حد كبير شوارب الفقمات. لكن تلك الشعيرات تسقط بعد الولادة مباشرة، ما يترك لدى الصغار سلسلة من الدمامل.

وفي الآونة الأخيرة، بدأ الباحثون استكشاف أنّ تلك الدمامل قد تكون أكثر من مجرد بقايا للشعيرات المتساقطة. وبإلقاء نظرة من كثب على تلك الدلافين بحديقة حيوان نورمبرغ بألمانيا، اكتشف الفريق البحثي أنّ «هذه البقايا تشبه الهياكل التي تسمح لأسماك القرش باكتشاف المجالات الكهربائية، وعندما تحققوا مما إذا كانت الدلافين قارورية الأنف يمكنها الشعور بالمجال الكهربائي في الماء، وجدوا أنّ جميع الحيوانات شعرت بالمجال الكهربائي». ووصف الفريق هذه النتيجة بأنها «مثيرة للإعجاب»، وهو توصّل إليها بعد اختبار حساسية الدلافين قارورية الأنف تجاه المجالات الكهربائية المختلفة، واستخدامها لاكتشاف سمكة مدفونة في قاع البحر الرملي.

في هذا السياق، يقول الباحث الرئيسي في الدراسة بجامعة روستوك الألمانية الدكتور تيم هوتنر، لـ«الشرق الأوسط»: «أظهرت دراستنا للمرة الأولى أنّ الدلافين قارورية الأنف قادرة على اكتشاف المجالات الكهربائية الضعيفة التي تصل إلى 2.4 ميكروفولت/سم، ما يؤدّي إلى استنتاج مفاده أنّ استشعار المجالات الكهربائية قد يكون حاسة راسخة بين الدلافين الأخرى وأنواع الحيتان المسننة أيضاً».

عن أهمية هذه الحاسة لدى الدلافين، يضيف هوتنر: «لا يمكن لاستشعار المجالات الكهربائية أن يساعد الدلافين على صيد الأسماك المختبئة في الرمال فحسب؛ بل يساعدها أيضاً على نطاق أوسع في اكتشاف المجال المغناطيسي للأرض عند السباحة عبر المحيط، ما يسمح لها بالتنقل بسهولة حول العالم»، موضحاً أنّ «اكتشاف استشعار المجالات الكهربائية كطريقة حسية لدى الدلافين، ينبئنا بأنه حتى بعد عقود من البحث في سلوكيات الدلافين قارورية الأنف، ما زلنا لا نعرف كل شيء عن هذا النوع، والمجال متاح لاكتشاف المزيد».


مقالات ذات صلة

الاستخبارات الداخلية البريطانية: روسيا وإيران ترفعان عدد المؤامرات القاتلة

أوروبا مبنى التايمز المقر الرئيسي لجهاز الأمن البريطاني (إم آي 5) في لندن... 22 أكتوبر 2015 (رويترز)

الاستخبارات الداخلية البريطانية: روسيا وإيران ترفعان عدد المؤامرات القاتلة

قال رئيس وكالة الاستخبارات الداخلية البريطانية، إن بريطانيا تواجه «ارتفاعاً مذهلاً» في محاولات الاغتيال على الأراضي البريطانية من جانب روسيا وإيران.

«الشرق الأوسط» (لندن)
شؤون إقليمية شخصان يتعانقان بينما يحضر أقارب وأنصار الإسرائيليين الذين قُتلوا في هجوم «حماس» يوم 7 أكتوبر 2023 حفلاً بالنصب التذكاري «نوفا» بالقرب من مستوطنة «رعيم» جنوب إسرائيل خلال الذكرى الأولى للهجوم (أ.ف.ب)

بعد عام على «7 أكتوبر»... الإسرائيليون يحيون الذكرى ويقاتلون على جبهات عدة

يقيم الإسرائيليون احتفالات كئيبة لإحياء الذكرى الأولى للهجوم الأكثر دموية بتاريخ إسرائيل يوم 7 أكتوبر (تشرين الأول) 2023، فيما يخوض الجيش حرباً على جبهات عدة.

«الشرق الأوسط» (تل أبيب)
الخليج الأمير فيصل بن فرحان خلال استقباله الأمين العام لمنظمة دول الكومنولث البارونة باتريشيا أسكتلند في الرياض (الخارجية السعودية)

وزير الخارجية السعودي يناقش تعزيز التعاون مع دول «الكومنولث»

بحث الأمير فيصل بن فرحان وزير الخارجية السعودي، مع نظيره الأوكراني أندري سيبها، الأحد، العلاقات الثنائية، ومستجدات الأزمة الأوكرانية – الروسية.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
الولايات المتحدة​ طائرة نقل عسكرية سلوفاكية تُجلي أشخاصاً يغادرون لبنان عبر مطار بيروت (أ.ف.ب)

احتمالات التوصل إلى وقف سريع لإطلاق النار في لبنان لا تزال بعيدة

ألقت تصريحات وزير الخارجية الإيراني، عباس عراقجي، من بيروت، بظلال من التشاؤم على إمكانية التوصل إلى اتفاق سريع لوقف إطلاق النار في لبنان.

إيلي يوسف (واشنطن)
آسيا صورة نشرتها وكالة الأنباء المركزية الكورية الشمالية الرسمية تُظهِر الزعيم الكوري الشمالي كيم جونغ أون وهو يتفقد قاعدة تدريب وحدة العمليات الخاصة للجيش الشعبي الكوري بمكان لم يُكشَف عنه في غرب كوريا الشمالية 2 أكتوبر 2024 (إ.ب.أ)

كيم جونغ أون يهدّد باستخدام الأسلحة النووية

هدَّد الزعيم الكوري الشمالي كيم جونغ أون باستخدام الأسلحة النووية إذا تعرَّضت سيادة بلاده للتهديد.

«الشرق الأوسط» (سيول)

التعلّم الآلي يقود أميركياً وكندياً للفوز بـ«نوبل» الفيزياء

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)
الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)
TT

التعلّم الآلي يقود أميركياً وكندياً للفوز بـ«نوبل» الفيزياء

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)
الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)

في خطوة تعكس التقدّم المذهل في مجالات الفيزياء وعلوم الحاسوب، أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم، الثلاثاء، عن منح جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2024 للفيزيائي الأميركي جون هوبفيلد، وعالم النفس الإدراكي الكندي البريطاني جيفري هينتون؛ تقديراً لاكتشافاتهما التي وضعت الأسس للتعلّم الآلي باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية.

وذكرت لجنة «نوبل» في بيان، أن أبحاث الفائزَين استندت إلى أدوات من علم الفيزياء، حيث أسهم هوبفيلد في إنشاء بنية تخزين واسترجاع المعلومات، بينما طوّر هينتون الملقّب بـ«الأب الروحي للذكاء الاصطناعي»، طريقةً لاكتشاف الخصائص في البيانات بشكل مستقل.

وأكّدت اللجنة أن ابتكاراتهما أدت إلى «انفجار» في تطوّر التعلّم الآلي خلال العقدين الماضيين، مما أتاح للآلات تقليد وظائف مثل الذاكرة والتعلّم.

ووصف هينتون حصوله على الجائزة بأنه «مذهل»، وأكّد في مقابلة هاتفية بعد الإعلان أهمية التكنولوجيا التي أسهم بحثه في تطويرها، مشيراً إلى أن الذكاء الاصطناعي سيكون له «تأثير هائل» على المجتمع، مشابهاً للثورة الصناعية، ولكن في مجال القدرة العقلية بدلاً من البدنية.

وتوقع هينتون أن تُحدِث التكنولوجيا ثورة في مجالات مثل الرعاية الصحية، مما سيؤدي لـ«تحسين كبير في الإنتاجية»، لكنه حذّر من العواقب السلبية المحتملة، مثل خطر خروج هذه التكنولوجيا عن السيطرة.

جون هوبفيلد الفائز بجائزة نوبل للفيزياء (معهد فرنكلن)

واستقال هينتون من شركة «غوغل» ليتحدث بحرية عن مخاوفه بشأن الأضرار المحتملة للذكاء الاصطناعي، مثل نشر المعلومات المضلّلة، وقلب سوق العمل، وحذّر من أن الذكاء الاصطناعي «يعرف كيفية البرمجة»، مما يمكّنه من التغلب على القيود، والتلاعب بالناس لتحقيق أهدافه.

وقال هينتون لشبكة «CNN»، العام الماضي: «أنا مجرد عالم أدرك فجأة أن هذه الأمور تصبح أذكى منا، أريد أن أُبلغ عن ذلك وأقول إنه يجب علينا أن نكون جادّين بشأن كيفية منع هذه الأشياء من السيطرة علينا».

وذكرت إيلين مونز، رئيسة لجنة «نوبل» للفيزياء، أن أعمال الفائزَين جعلت الذكاء الاصطناعي «جزءاً من حياتنا اليومية»، مثل التعرف على الوجه، وترجمة اللغات، حيث تشكّل اكتشافاتهما الأساس لتطبيقات التعلم الآلي التي تعزّز دقة وسرعة اتخاذ القرارات.

محاكاة الدماغ

يُعدّ الدماغ البشري الذي يحتوي على مليارات من الخلايا العصبية المترابطة، المصدرَ الذي ينشأ منه الوعي، هو أقوى وأدق جهاز كمبيوتر معروف في الكون، ومع ذلك فإن العلماء قد سعوا لعقود لتقليد ذلك عبر أساليب التعلّم الآلي التي تحاكي قدرة الدماغ على التكيف.

جيفري هينتون الفائز بجائزة نوبل للفيزياء (رويترز)

وتقنيات التعلم الآلي هي أساليب تمكّن الأنظمة الحاسوبية من تحسين أدائها تلقائياً من خلال التعلّم من البيانات، وتعتمد على خوارزميات معقّدة لتحليل الأنماط داخل مجموعات البيانات، ما يتيح للأنظمة اتخاذ قرارات أو إجراء تنبؤات، وتُستخدم هذه التقنيات في تطبيقات متنوعة، مثل التعرف على الصور والصوت، وتوصيات المنتجات، وتحليل البيانات الكبيرة. وشهد التعلّم الآلي طفرة كبيرة في السنوات الـ20 الماضية، حيث يعتمد بشكل أساسي على «الشبكة العصبية الاصطناعية»، وهذه التكنولوجيا التي طوّرها هوبفيلد وهينتون مستوحاة من بنية الدماغ.

وبينما يحتوي الدماغ على خلايا عصبية، تحتوي الشبكة العصبية الاصطناعية على عُقَد تحمل قيماً مختلفة، وبينما تتواصل خلايا الدماغ بعضها مع بعض عبر المشابك العصبية، تؤثر العقد الاصطناعية على بعضها من خلال الاتصالات، ويمكنك تدريب الشبكة العصبية الاصطناعية من خلال تعزيز الروابط بين العُقد، تماماً كما يمكنك تدريب الدماغ.

شبكة هوبفيلد

ويمكن للبشر التفكير في كلمات أو حقائق نادرة وصعبة التذكر، بينما تستطيع الشبكات العصبية الاصطناعية البحث في الأنماط المخزَّنة بفضل تصميم الذاكرة الترابطية المعروف بـ«شبكة هوبفيلد»، واخترع جون هوبفيلد هذه الشبكة في عام 1982، وهي تُعرف بـ«الذاكرة الترابطية»، وتسترجع الأنماط حتى في حال عدم اكتمالها، مستفيداً من خلفيته في الفيزياء لاستكشاف ديناميكيات الشبكات العصبية.

وتتكوّن شبكة هوبفيلد من عُقد مرتبطة بقوى مختلفة، حيث تُخزّن كل عُقدة قيمة فردية، وشبّه هوبفيلد استرجاع حالة محفوظة في الشبكة بدحرجة كرة عبر تضاريس مليئة بالقمم والوديان، حيث ستتدحرج الكرة إلى أقرب وادٍ، وتستقر هناك. وإذا وُجد نمط قريب من أحد الأنماط المحفوظة ستقوم الشبكة بتعديل نفسها تدريجياً حتى تصل إلى قاع الوادي، مما يسمح لها باسترجاع أقرب نمط في ذاكرتها، ويمكن استخدام شبكة هوبفيلد لاستعادة البيانات التي تم مسحها جزئياً.

بعد ذلك، وسّع هينتون أبحاث هوبفيلد لتطوير «آلة بولتزمان»، وهي عبارة عن نوع من الشبكات العصبونية التي تتكون من عُقد مرئية وأخرى خفية يمكنها التعرف على أنماط جديدة، وبرغم بطء الآلة الأصلية طوّر هينتون إصدارات أكثر كفاءةً، وأصبحت تُستخدم الآن في أنظمة توصية الأفلام.

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)

ومنذ الثمانينات تضخمت الشبكات من 30 عُقدة لأكثر من تريليون مَعلَمة، وبينما تستخدم البرمجيات التقليدية وصفات ثابتة للطهي على سبيل المثال، تتعلّم الشبكات العصبية من الأمثلة، وتبتكر وصفات جديدة، وأسّس هوبفيلد وهينتون ثورة التعلم الآلي التي بدأت حول عام 2010، مدعومة بتوفر كميات هائلة من البيانات، وزيادة قوة الحوسبة، مما أدى إلى ظهور الشبكات العصبية العميقة وطرق التدريب المعروفة بـ«التعلّم العميق».

تحليل البيانات

وقال البروفيسور مايكل وولدرج، عالم الكمبيوتر في جامعة أكسفورد، إن الجائزة تعكس التأثير العميق للذكاء الاصطناعي، موضحاً أنها «مؤشر على تحوّل العلم».

وأكّد لصحيفة «الغارديان» البريطانية، أن نجاح الشبكات العصبية مكّن من تحليل البيانات بطرق غير مسبوقة، مشيراً إلى أنه «لا جزء من العالم العلمي بقي دون تغيير بسبب الذكاء الاصطناعي. نحن في لحظة رائعة في تاريخ العلم، ومن الرائع رؤية الأكاديمية تعترف بذلك».

من جانبه، قال الدكتور وائل عبد القادر عوض، عميد كلية الحاسبات والذكاء الاصطناعي في جامعة دمياط بمصر، إن «جائزة نوبل تُمنح للاكتشافات الجديدة في العلم، ويُعدّ التعلم الآلي الاتجاه الأبرز حالياً في الذكاء الاصطناعي»، وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن «هذه الجائزة تعكس أهمية الذكاء الاصطناعي وتطبيقاته في حل المشكلات المعقّدة التي تواجه البشرية».

وأشار إلى أن «تقنيات التعلّم الآلي يمكن أن تُسهم بشكل كبير في المجالات الطبية، مثل فهم آليات الإصابة بالأمراض المستعصية؛ ما يساعد في التشخيص المبكر، وتطوير أدوية فعّالة تعتمد على البيانات».

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)

في المقابل، أعربت البروفيسورة ديم ويندي هول، عالمة الكمبيوتر بجامعة ساوثامبتون، ومستشارة الأمم المتحدة للذكاء الاصطناعي، عن دهشتها من الجائزة، وقالت لـ«الغارديان»: «لا توجد جائزة نوبل لعلوم الكمبيوتر، وهذا يبدو وسيلةً مثيرة لإنشاء واحدة، وبرغم تأثير الشبكات العصبية على أبحاث الفيزياء، يظل السؤال: هل هي نتيجة لأبحاث الفيزياء نفسها؟».

لكن وفق خبراء، فإن الفيزياء أسهمت في تطوير التعلم الآلي، والآن تستفيد الفيزياء بدورها من الشبكات العصبية الاصطناعية.

ويُستخدم التعلم الآلي في مجالات حازت جوائز «نوبل»، مثل معالجة البيانات الضخمة لاكتشاف جسيم هيغز، وتقليل الضوضاء في قياسات موجات الجاذبية من تصادم الثقوب السوداء، والبحث عن الكواكب الخارجية.

وبدأ استخدام التعلم الآلي بالآونة الأخيرة لتوقّع خصائص الجزيئات والمواد، مثل تحديد هيكل جزيئات البروتين، أو اكتشاف مواد جديدة لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية.