«بيرسيفيرانس» تبحث عن حياة في المرّيخ قبل السفر إليه

«بيرسيفيرانس» تبحث عن حياة في المرّيخ قبل السفر إليه
TT

«بيرسيفيرانس» تبحث عن حياة في المرّيخ قبل السفر إليه

«بيرسيفيرانس» تبحث عن حياة في المرّيخ قبل السفر إليه

تخطّط وكالة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا) لإرسال أكبر عرباتها الجوّالة وأكثرها تفوّقاً حتّى اليوم، إلى سطح المرّيخ، في رحلة تهدف للبحث عن أدلّة على وجود حياة سابقة على الكوكب الأحمر، ووضع الأسس لبعثة مستقبلية ستقلّ طاقماً بشرياً إلى الكون العميق.
تحمل العربة الجوّالة السداسية العجلات التي توازي السيّارة حجماً اسم «بيرسيفيرانس». وحسب الخطّة الموضوعة، ستهبط العربة في 18 فبراير (شباط) 2021، داخل موقع دلتا سابق عمره 3.5 مليار سنة يُعرف بفوّهة جيزيرو (اتساعها 45 كلم). ومن المتوقّع أن تدوم هذه البعثة لسنة مرّيخية كاملة، أي ما يعادل 687 يوماً على الأرض.
تحمل العربة طائرة درون تعمل بالطاقة الشمسية ستنفصل عنها قبل الهبوط، لتكون أوّل جسم صنعه الإنسان يطير في أجواء كوكب آخر. وفي البعثات المقبلة، قد تستخدم هذه الدرون التي تشبه الطوّافة، لإرشاد البشر في رحلة استكشافهم للمرّيخ.
بعد وصوها إلى الموقع المحدّد، ستبدأ العربة الجوّالة بالبحث عن مؤشرات على ظروف حياة سابقة أو حياة ميكروبية سابقة، وتقييم التحديات التي قد تواجه البعثات البشرية المقبلة، بالإضافة إلى اختبار طريقة لإنتاج الأكسجين من غلاف المريخ الجوي. كما ستبحث العربة عن مياه في جوف المريخ، وستدرس تقنيات هبوط محسّنة، بالإضافة إلى جمع بيانات حول المناخ والغبار وغيرهما من الظروف المناخية التي قد تؤثر على روّاد الفضاء الذين قد يعيشون ويعملون مستقبلاً على الكوكب الأحمر.
وتعتزم بعثة «مارس 2020» أيضاً جمع وجلب عيّنات في طريق عودتها إلى الأرض المتوقّعة في 2031.
وتجدر الإشارة إلى أنّ الولايات المتحدة ليست الدولة الوحيدة التي سترسل سفناً فضائية إلى المريخ. إذ أرسلت الصين مسبارها الأسبوع الماضي تمهيداً لتنفيذ خطط مستقبلية تقضي بإرسال بعثات مأهولة، بينما أطلقت الإمارات العربية المتحدة مسبارها المريخي «الأمل».



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»