شراكة بين «كاوست» و«ماكلارين» لتحسين أداء سيارات سباق «فورمولا 1»

أبحاث «ديناميكا الموائع» لتطوير السيارات وطائرات الركاب

تنتج مجموعة الدكتور بارزاني خوارزميات متماسكة وعالية الترتيب تعمل على حل المعادلات المهمة للصناعة
تنتج مجموعة الدكتور بارزاني خوارزميات متماسكة وعالية الترتيب تعمل على حل المعادلات المهمة للصناعة
TT

شراكة بين «كاوست» و«ماكلارين» لتحسين أداء سيارات سباق «فورمولا 1»

تنتج مجموعة الدكتور بارزاني خوارزميات متماسكة وعالية الترتيب تعمل على حل المعادلات المهمة للصناعة
تنتج مجموعة الدكتور بارزاني خوارزميات متماسكة وعالية الترتيب تعمل على حل المعادلات المهمة للصناعة

تدفع جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) و«ماكلارين العلم والتكنولوجيا» الأبحاث إلى حدود جديدة، فمن خلال اتفاقية بحث وتطوير مدتها خمس سنوات، تم توقيعها في 2018، تهدف تلك الشراكة إلى تعزيز الابتكار في نماذج الاحتراق وتصميم الوقود لتحسين أداء سيارات سباق «فورمولا 1»، إلى جانب تحقيق تطورات أوسع في مجال العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. ومن خلال التركيز على تكنولوجيا الأداء الفائق، ستساعد هذه الشراكة في جعل سيارات «ماكلارين» تسير بشكل أسرع مع توفير الوقود بشكل أكبر. ويتطلب النجاح في تلك السباقات ابتكاراً مستمراً، ولتحسين أداء سيارات السباق، تهتم الفرق المشاركة بمعالجة البيانات الضخمة، ونظريات اللعبة، والإحصاءات، والتعلم الآلي.

مجالات البحث
تركز الشراكة على تطوير البحث في خمسة مجالات رئيسية: ديناميات السوائل الحسابية، التعلم الآلي، الوقود ومواد التشحيم، الرياضيات المتقدمة، أجهزة الاستشعار والإلكترونيات.
ويعد تحسين تصميم سيارات السباق الفاخرة أحد التطبيقات المثيرة لديناميكا الموائع الحاسوبية، حسبما يرى الأستاذ المساعد في قسم الرياضيات التطبيقية وعلم الحاسوب في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، الدكتور ماتيو بارساني، الذي يعمل على إدماج يجلب خوارزميات الجيل التالي إلى عالم الواقع عبر شراكة مع فريق «مكلارين» لسباقات السيارات.
وستعمل هذه الشراكة على تطوير تقنيات جديدة لتعزيز فريق «الفورمولا 1» على المدى القصير، غير أن المَرْكبات التقليدية، كالسيارات التي تجوب الطرق والخطوط الجوية التجارية، ستستفيد هي الأخرى من هذه التقنيات.
ويُطبق بارساني خبرته الحوسبية والرقمية لأجل مساعدة الفريق الذي يخوض سباق «الفورمولا 1» على تحسين التصميم الديناميكي الهوائي لسياراته، حيث يركز على تطوير خوارزميات مبتكرة وقوية ودقيقة وعالية المستوى لنمذجة تدفق الموائع (السوائل والغازات)، حول الأجسام لتشغيلها في هياكل الجيليْن الحالي والتالي للحواسيب الفائقة. ويقول بارساني: «إننا نوسع حدود أبحاثنا عن طريق تطبيق خوارزمياتنا على شيء متقدم كسيارة فريق (فورمولا 1)».
ومع الوضع في الاعتبار أن ما يفصل سيارات سباق «فورمولا 1» عن منافساتها هي محض كسور من الثانية في كل دورة، فإن كل تفصيلة صغيرة لها أهمية بالغة متى تعلق الأمر بالبحث عن ميزة أدائية.
ويفسر جوناثان نيل، مدير عمليات مجموعة «مكلارين»، الأمر قائلاً: «إنه وللفوز بسباق (فورمولا 1) عليك أن تكون بارعاً في كل شيء».
ويُعد سباق «فورمولا 1» ساحة لاختبار مجالات متنوعة كتصميم الوقود، وعلم المواد المُركبة، وميكانيكا الموائع، وتصميم أجهزة الاستشعار. ويقول نيل: «يستحيل علينا أن نضاهي عمق المعرفة الموجودة في بعض هذه المجالات. والفِرَق والبطولات العظيمة تعتمد على الشراكات العظيمة».
ويضيف: «سيارة (فورمولا 1) التي تنحرف عند منعطف تنطلق في الهواء المنحني فعلياً، وهذا أمر يستحيل إنجازه في نفق هوائي، ومن الصعب جداً إنجازه في ديناميكا الموائع الحسابية».
هنا تتجلى خبرة بارساني في التحليل الرقمي وديناميكا الموائع الحسابية. والهدف هو إتاحة عمليات محاكاة ديناميكية هوائية أدق تمثل الظواهر الفيزيائية تمثيلاً أفضل باستغلال قدرات الجيليْن الحالي والتالي من الحواسيب الفائقة.

القوة والسرعة
يتلخص جوهر مشروع بارساني في خلق «شبكة» مفاهيمية، ثم استخدام خوارزميات قوية وعالية المستوى وشديدة الفاعلية للمساعدة على توصيف تدفق الهواء حول جسم ما.
ويقول بارساني: «إن تطوير شبكة لشكل بالغ التعقيد بمثابة تحدٍ حقيقي». وبعد ذلك، هناك الخوارزمية المستقرة بشكل غير خطي التي يتعين تصميمها وتنفيذها بطريقة حوسبية عالية الأداء، وهو ما كان أمراً شديد الصعوبة حتى فترة قريبة؛ إذ كان الباحثون يبادرون بتكييف وتعديل خوارزميات مستقرة خطياً وعالية المستوى. غير أن الحسابات التي تتماشى مع هذه الخوارزميات المُعاد تعيين غرضها هشة؛ فمن الممكن أن «تنفجر» وتخفق في إعطائنا إجابة محددة. ويرى بارساني أنه نتيجة لذلك لم تتبن الصناعة قط تلك الخوارزميات.
ويقود بارساني واحداً من الفرق القليلة من نوعها حول العالم المعنية بابتكار خوارزميات قوية عالية المستوى خصيصاً لحل المعادلات التفاضلية الجزئية غير الخطية. ويقول: «تسعى الصناعة إلى أن تكون تلك الخوارزميات قوية وسريعة. ونحن نخطو خطى مهمة بسرعة نحو تحقيق عنصر القوة، وننفذ هذه الخوارزميات الجديدة القابلة للتكيف في إطار حوسبي عالي الأداء يعمل ببراعة على بعض أضخم الحواسيب الفائقة في العالم، بما في ذلك الحاسوب الفائق (شاهين XC40) التابع لـ(كاوست)».
وسيقوم بارساني وفريق عمله بحل العديد من مشكلات الديناميكا الهوائية الاختبارية لضمان دقة الشفرة قبل استخدامها للمساعدة مستقبلاً في أي عملية إعادة تصميم للسيارة. ويقول: «هذا هو مستوى المنافسة في سباق (فورمولا 1)، حيث السعي من أجل مكاسب الأداء لا هوادة فيه».
من جهته يقول جوناثان نيل، مدير العمليات بشركة «ماكلارين»، «فور أن ننتهي من بناء سيارة، نكتشف أنها أمست عتيقة؛ لأن فريق البحث والتطوير يكون قد مضى قدماً وجاء بالجديد».
جدير بالذكر أن هذا التعاون يوفر فرصة لاختبار العالم الحقيقي لعدد من ابتكارات «كاوست»، بما في ذلك نمذجة الاحتراق وتصميم الوقود، ويساعد فريق سباق «فورمولا 1» في «مكلارين» في التفوق، وكذلك في جلب فوائد تكنولوجية قابلة للتطوير للصناعة العالمية. ومن المقرر أيضاً أن يفتح هذا التعاون أبواباً جديدة لتطوير مواهب طلبة الدراسات العليا في «كاوست»، من خلال البحث والتدريب الداخلي والمنتديات الهندسية، وغيرها من فرص توسيع المعرفة والمهارات اللازمة للسوق المستقبلية.


مقالات ذات صلة

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

تكنولوجيا تيم كوك في صورة جماعية مع طالبات أكاديمية «أبل» في العاصمة السعودية الرياض (الشرق الأوسط)

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

نصح تيم كوك، الرئيس التنفيذي لشركة «أبل»، مطوري التطبيقات في المنطقة باحتضان العملية بدلاً من التركيز على النتائج.

مساعد الزياني (دبي)
تكنولوجيا خوارزمية «تيك توك» تُحدث ثورة في تجربة المستخدم مقدمة محتوى مخصصاً بدقة عالية بفضل الذكاء الاصطناعي (أ.ف.ب)

خوارزمية «تيك توك» سر نجاح التطبيق وتحدياته المستقبلية

بينما تواجه «تيك توك» (TikTok) معركة قانونية مع الحكومة الأميركية، يظل العنصر الأبرز الذي ساهم في نجاح التطبيق عالمياً هو خوارزميته العبقرية. هذه الخوارزمية…

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص تم تحسين هذه النماذج لمحاكاة سيناريوهات المناخ مثل توقع مسارات الأعاصير مما يسهم في تعزيز الاستعداد للكوارث (شاترستوك)

خاص «آي بي إم» و«ناسا» تسخّران نماذج الذكاء الاصطناعي لمواجهة التحديات المناخية

«الشرق الأوسط» تزور مختبرات أبحاث «IBM» في زيوريخ وتطلع على أحدث نماذج الذكاء الاصطناعي لفهم ديناميكيات المناخ والتنبؤ به.

نسيم رمضان (زيوريخ)
خاص يمثل تحول الترميز الطبي في السعودية خطوة حاسمة نحو تحسين كفاءة النظام الصحي ودقته (شاترستوك)

خاص ما دور «الترميز الطبي» في تحقيق «رؤية 2030» لنظام صحي مستدام؟

من معالجة اللغة الطبيعية إلى التطبيب عن بُعد، يشكل «الترميز الطبي» عامل تغيير مهماً نحو قطاع طبي متطور ومستدام في السعودية.

نسيم رمضان (لندن)
خاص من خلال الاستثمارات الاستراتيجية والشراكات وتطوير البنية التحتية ترسم السعودية مساراً نحو أن تصبح قائداً عالمياً في التكنولوجيا (شاترستوك)

خاص كيف يحقق «الاستقلال في الذكاء الاصطناعي» رؤية السعودية للمستقبل؟

يُعد «استقلال الذكاء الاصطناعي» ركيزة أساسية في استراتيجية المملكة مستفيدة من قوتها الاقتصادية والمبادرات المستقبلية لتوطين إنتاج رقائق الذكاء الاصطناعي.

نسيم رمضان (لندن)

«مرايا» الذكاء الاصطناعي تعكس دواخلها «مع كل التحيزات»

«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
TT

«مرايا» الذكاء الاصطناعي تعكس دواخلها «مع كل التحيزات»

«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها
«بوابة السحاب» مرآة تعكس الحياة وتشوهاتها

قبل بضع سنوات، وجدت شانون فالور نفسها أمام تمثال «بوابة السحاب (Cloud Gate)»، الضخم المُصمَّم على شكل قطرة زئبقية من تصميم أنيش كابور، في حديقة الألفية في شيكاغو. وبينما كانت تحدق في سطحه اللامع المرآتي، لاحظت شيئاً، كما كتب أليكس باستيرناك (*).

وتتذكر قائلة: «كنت أرى كيف أنه لا يعكس أشكال الأفراد فحسب، بل والحشود الكبيرة، وحتى الهياكل البشرية الأكبر مثل أفق شيكاغو... ولكن أيضاً كانت هذه الهياكل مشوَّهة؛ بعضها مُكبَّر، وبعضها الآخر منكمش أو ملتوٍ».

الفيلسوفة البريطانية شانون فالور

تشويهات التعلم الآلي

بالنسبة لفالور، أستاذة الفلسفة في جامعة أدنبره، كان هذا يذكِّرنا بالتعلم الآلي، «الذي يعكس الأنماط الموجودة في بياناتنا، ولكن بطرق ليست محايدة أو موضوعية أبداً»، كما تقول. أصبحت الاستعارة جزءاً شائعاً من محاضراتها، ومع ظهور نماذج اللغة الكبيرة (والأدوات الكثيرة للذكاء الاصطناعي التي تعمل بها)، اكتسبت مزيداً من القوة.

مرايا الذكاء الاصطناعي مثل البشر

تبدو «مرايا» الذكاء الاصطناعي مثلنا كثيراً؛ لأنها تعكس مدخلاتها وبيانات التدريب، مع كل التحيزات والخصائص التي يستلزمها ذلك. وبينما قد تنقل القياسات الأخرى للذكاء الاصطناعي شعوراً بالذكاء الحي، فإن «المرآة» تعبير أكثر ملاءمة، كما تقول فالور: «الذكاء الاصطناعي ليس واعياً، بل مجرد سطح مسطح خامل، يأسرنا بأوهامه المرحة بالعمق».

غلاف كتاب «مرايا الذكاء الاصطناعي»

النرجسية تبحث عن صورتها

كتابها الأخير «مرآة الذكاء الاصطناعي (The AI Mirror)»، هو نقد حاد وذكي يحطِّم عدداً من الأوهام السائدة التي لدينا حول الآلات «الذكية». يوجه بعض الاهتمام الثمين إلينا نحن البشر. في الحكايات عن لقاءاتنا المبكرة مع برامج الدردشة الآلية، تسمع أصداء نرجس، الصياد في الأساطير اليونانية الذي وقع في حب الوجه الجميل الذي رآه عندما نظر في بركة من الماء، معتقداً بأنه شخص آخر. تقول فالور، مثله، «إن إنسانيتنا مُعرَّضة للتضحية من أجل هذا الانعكاس».

تقول الفيلسوفة إنها ليست ضد الذكاء الاصطناعي، لكي نكون واضحين. وسواء بشكل فردي، أو بصفتها المديرة المشارِكة لمنظمة «BRAID»، غير الربحية في جميع أنحاء المملكة المتحدة المكرسة لدمج التكنولوجيا والعلوم الإنسانية، قدَّمت فالور المشورة لشركات وادي السيليكون بشأن الذكاء الاصطناعي المسؤول.

نماذج «مسؤولة» ومختبرة

وهي ترى بعض القيمة في «نماذج الذكاء الاصطناعي المستهدفة بشكل ضيق والآمنة والمختبرة جيداً والمبررة أخلاقياً وبيئياً» لمعالجة المشكلات الصحية والبيئية الصعبة. ولكن بينما كانت تراقب صعود الخوارزميات، من وسائل التواصل الاجتماعي إلى رفاق الذكاء الاصطناعي، تعترف بأن ارتباطها بالتكنولوجيا كان مؤخراً «أشبه بالوجود في علاقة تحوَّلت ببطء إلى علاقة سيئة. أنك لا تملك خيار الانفصال».

فضائل وقيم إنسانية

بالنسبة لفالور، إحدى الطرق للتنقل وإرشاد علاقاتنا المتزايدة عدم اليقين بالتكنولوجيا الرقمية، هي الاستفادة من فضائلنا وقيمنا، مثل العدالة والحكمة العملية. وتشير إلى أن الفضيلة لا تتعلق بمَن نحن، بل بما نفعله، وهذا جزء من «صراع» صنع الذات، بينما نختبر العالم، في علاقة مع أشخاص آخرين. من ناحية أخرى، قد تعكس أنظمة الذكاء الاصطناعي صورة للسلوك أو القيم البشرية، ولكن كما كتبت في كتابها، فإنها «لا تعرف عن التجربة الحية للتفكير والشعور أكثر مما تعرف مرايا غرف نومنا آلامنا وأوجاعنا الداخلية».

الخوارزميات والعنصرية وعدم المساواة

في الوقت نفسه تعمل الخوارزميات المدربة على البيانات التاريخية، بهدوء، على تقييد مستقبلنا بالتفكير نفسه الذي ترك العالم «مليئاً بالعنصرية والفقر، وعدم المساواة، والتمييز، وكارثة المناخ».

«كيف سنتعامل مع تلك المشكلات الناشئة التي ليست لها سابقة؟»، تتساءل فالور، وتشير: «مرايانا الرقمية الجديدة تشير إلى الوراء».

الاعتماد على السمات البشرية المفيدة

مع اعتمادنا بشكل أكبر على الآلات، وتحسينها وفقاً لمعايير معينة مثل الكفاءة والربح، تخشى فالور أننا نخاطر بإضعاف عضلاتنا الأخلاقية أيضاً، وفقدان المسار للقيم التي تجعل الحياة تستحق العناء.

مع اكتشافنا لما يمكن أن يفعله الذكاء الاصطناعي، سنحتاج إلى التركيز على الاستفادة من السمات البشرية الفريدة أيضاً، مثل التفكير القائم على السياق والحكم الأخلاقي، وعلى تنمية قدراتنا البشرية المتميزة. كما تعلمون. وهي تقول: «لسنا بحاجة إلى هزيمة الذكاء الاصطناعي. نحن بحاجة إلى عدم هزيمة أنفسنا».

* مجلة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا»

اقرأ أيضاً