جهاز جديد لتعظيم إنتاج الكهرباء من الأمطار

TT

جهاز جديد لتعظيم إنتاج الكهرباء من الأمطار

بُذلت عدة جهود لحصد الطاقة من مياه الأمطار، غير أنها عادة ما تصطدم بالعقبات، ومنها أن توليد الطاقة الهيدروليكية التقليدي يستخدم بشكل رئيسي المولدات الكهرومغناطيسية الثقيلة التي تصبح غير فعالة مع انخفاض إمدادات المياه.
البدائل التي طُرحت في هذا الإطار كانت تطوير المولدات النانوية، وهي أجهزة تحول الطاقة إلى كهرباء قابلة للاستخدام، وتقوم فكرتها على وجود لوحة شمسية لالتقاط الطاقة من حركة قطرات المطر.
وطور الباحثون في دراسة نشرت قبل نحو عامين في دورية (ACS Nano) لوحاً شمسياً هجيناً خفيف الوزن، ورخيصاً بما يكفي للتركيب على الأسطح، واستخدموا أنواعاً مختلفة من البلاستيك والبوليمرات الشفافة التي تفصل بين المولدات النانوية والخلايا الشمسية على اللوحة؛ لكن كانت معوقات هذه الطريقة في أن طاقتها القصوى تبلغ أقل من واط واحد لكل متر مربع.
غير أن باحثين من معهد «شنتشن» للأبحاث بجامعة مدينة هونغ كونغ، قدموا حلاً مبتكراً تم الإعلان عنه في دورية «نيتشر»، 5 فبراير (شباط) 2020، يعتمد على جني مزيد من الطاقة باستخدام فيلم «بولي تترافلور» وإيثيلين مستند على ركيزة أكسيد الإنديوم بالإضافة إلى قطب ألمنيوم.
وتقوم فكرة عمله على أن فيلم «بولي تترافلور» يمكنه تجميع شحنة سطحية من الكهرباء عند اصطدام قطرات الماء به، لتعمل القطرات عند انتشارها كجسر يربط بين قطبين: قطب الألمنيوم وقطب الإنديوم.
ويقوم جسر القطرات بدوره بإنشاء سطح حلقة مغلقة؛ بحيث يمكن إطلاق الطاقة المجمعة بالكامل، وتعمل القطرات كمقاومات، بينما يعمل طلاء السطح كمكثف، وهذه الطريقة يمكن تطبيقها في أي مكان تصطدم فيه المياه بسطح صلب، مثل قارب مياه، أو داخل قنينة ماء، أو قمة مظلة.
ووجد الباحثون أن هذه الطريقة يمكنها توليد طاقة كافية من قطرة واحدة من المطر لإضاءة 100 مصباح LED، وهذه قفزة كبيرة إلى الأمام في الكفاءة، وتفوق الطرق الأخرى عده آلاف من المرات.
يقول وانغ زوانكاي، من جامعة مدينة هونغ كونغ، الباحث الرئيسي بالدراسة، في تقرير نشره موقع «ساينس أليرت» في 16 فبراير 2020: «الأبحاث التي أجريناها تظهر أن قطرة 100 ميكرولتر (الميكرو هو واحد من المليون) من المياه المنبعثة من ارتفاع 15 سم (5.9 بوصة) يمكن أن تولد جهداً يزيد عن 140 فولتاً، وأن الطاقة المولدة يمكن أن تضيء 100 مصباح LED صغير».
ويشير الكيميائي شياو تشنغ تسنغ من جامعة «نبراسكا لينكولن» إلى أن «أهمية هذه التقنية هي الطاقة الكهربائية المعززة لكل قطرة مطر، ما يجعل الجهاز أكثر كفاءة لتحويل الطاقة من قطرة السقوط إلى كهرباء».
ولا يزال هناك كثير من العمل الذي يتعين القيام به لإعداد هذا الجهاز للاستخدام. يقول تسنغ: «نأمل أن نكون قادرين على إعداد نموذج أولي جاهز خلال السنوات الخمس المقبلة».
وتبقى الفكرة من الناحية المعملية مبهرة؛ لكن التحدي الرئيسي هو عند تجربتها على نطاق أكبر، بحيث يمكن الحكم عليها من الناحية التشغيلية والاقتصادية، كما يقول الدكتور محمد حمدي، أستاذ الطاقات المتجددة بجامعة «بنها» المصرية.
ويضيف: «نجاح مثل هذه الفكرة على نطاق كبير لا يجعل هناك حاجة لإنفاق الملايين من الدولارات على إنشاء السدود بغية توليد الكهرباء، طالما أن بإمكاننا توليدها من قطرات الأمطار مباشرة».



الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي

الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي
TT

الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي

الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي

لطالما كان مجال طب الأسنان العدلي أو الجنائي ميداناً حيوياً في علم الطب الشرعي، إذ يقدم الأدلة الأساسية التي تساعد في كشف الجرائم وحل الألغاز القانونية.

الأسنان لتحديد الهوية

وتجرى التحقيقات الجنائية لحل الألغاز القانونية من خلال:

> تحديد الهوية: يتم استخدام الأسنان وبصمات الأسنان لتحديد هوية الأفراد في حالات الكوارث الطبيعية، الحوادث، أو الجرائم، خصوصاً عندما تكون الجثث مشوهة أو متحللة.

> تحليل علامات العضّ: يساعد تحليل علامات العض الموجودة على الأجساد أو الأشياء في تحديد الجناة أو الضحايا من خلال مقارنة العلامات مع أسنان المشتبه بهم.

> تقييم العمر: يمكن لطب الأسنان الجنائي تقدير عمر الأفراد بناءً على تطور الأسنان وتركيبها، مما يساعد في قضايا مثل الهجرة غير الشرعية وحالات الاستغلال للأطفال.

> فحص الجثث المجهولة: يتم استخدام تقنيات طب الأسنان لفحص الجثث المجهولة والتعرف عليها من خلال السجلات الطبية للأسنان.

> الأدلة الفموية: يمكن للأدلة المستخرجة من الفم والأسنان أن توفر معلومات حول نمط حياة الأفراد، مثل النظام الغذائي والعادات الصحية، التي قد تكون ذات صلة بالقضايا الجنائية.

> الكشف عن التزوير والتزييف: يمكن تحليل التركيبات السنية والأسنان المزيفة لتحديد التزوير والتزييف في الأدلة الجنائية.

> التشخيص المسبق: يستخدم طب الأسنان العدلي في تشخيص الإصابات الفموية وتحليلها لتحديد ما إذا كانت ناتجة عن أعمال جنائية أو غيرها.

دور الذكاء الاصطناعي

ومع التقدم السريع في التكنولوجيا، يلعب الذكاء الاصطناعي دوراً متزايداً في تعزيز هذا المجال وجعله أكثر دقة وفاعلية. وسنستعرض كيف يغير الذكاء الاصطناعي ملامح طب الأسنان العدلي ودوره المحوري في تحسين عملية التشخيص وتقديم الأدلة الجنائية.

> الذكاء الاصطناعي في تحليل الأدلة، يتيح الذكاء الاصطناعي تحليل البيانات الضخمة بسرعة ودقة، وهو ما كان يستغرق أياماً أو حتى أسابيع لفرق من الأطباء والمختصين. أما الآن، فباستخدام خوارزميات التعلم الآلي، يمكن تحليل الصور الفموية والأشعة السينية وتحديد الهوية من خلال بصمات الأسنان بوقت قياسي قد لا يتجاوز الساعة.

> التشخيص الدقيق، يسهم الذكاء الاصطناعي في رفع مستوى الدقة في التشخيص من خلال تحليل البيانات الفموية مثل تحديد هوية العضات والعمر والجنس للضحايا من خلال الأسنان وعظم الفك وتحديد الأنماط غير المرئية بالعين المجردة. ويساعد هذا الأطباء في تمييز الحالات العادية من الحالات الحرجة التي قد تكون ذات صلة بالجرائم أو الحوادث.

> تحديد الهوية، يُعد تحديد الهوية من خلال الأسنان من أهم تطبيقات طب الأسنان العدلي، خصوصاً في حالات الكوارث أو الجثث غير معروفة الهوية. وبفضل الذكاء الاصطناعي، يمكن مقارنة البيانات الفموية بسرعة مع قواعد بيانات السجلات الطبية الرقمية، مما يسهل عملية التعرف على الضحايا بدقة عالية. كما مكنت خوارزميات الذكاء الاصطناعي من إعادة بناء الوجه بعد حوادث الغرق أو الحريق أو الطائرات لسهولة التعرف على الضحايا.

ومع استمرار تطور تقنيات الذكاء الاصطناعي، نتوقع أن يصبح طب الأسنان العدلي أكثر تطوراً وفاعلية، فالذكاء الاصطناعي لا يقلل من الوقت والجهد فحسب، بل يساهم أيضاً في تقليل الأخطاء البشرية وتحقيق نتائج أكثر دقة ومصداقية. بفضل التعاون بين الخبراء في مجالات التكنولوجيا والطب الشرعي، يتم تطوير تطبيقات جديدة لتحديد العمر والجنس وحتى الأصل العرقي بناءً على تحليل الأسنان.

وعلى الرغم من الفوائد العديدة للذكاء الاصطناعي في طب الأسنان العدلي، هناك تحديات يجب التغلب عليها. ومن بين هذه التحديات ضرورة تحسين دقة الخوارزميات وتجنب التحيزات التي قد تؤثر على النتائج. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة لضمان الخصوصية وحماية البيانات الشخصية للمرضى.

وتنفيذ الذكاء الاصطناعي بشكل فعال في طب الأسنان العدلي، يجب على المؤسسات التعليمية توفير التدريب اللازم للأطباء والمختصين في هذا المجال. يشمل ذلك تعليمهم كيفية استخدام الأدوات التكنولوجية الجديدة، وفهم كيفية تفسير النتائج التي تنتج عن الخوارزميات الذكية.

وتبرز تطبيقات الذكاء الاصطناعي في هذا السياق بوضوح أهمية التقنية في تحسين حياتنا وجعل مجتمعاتنا أكثر أماناً وعدالةً.