«طلاء حيوي» يقاوم التآكل والبقع وأشعة الشمس

كرسي مطلي بالمنتج الحيوي الجديد
كرسي مطلي بالمنتج الحيوي الجديد
TT

«طلاء حيوي» يقاوم التآكل والبقع وأشعة الشمس

كرسي مطلي بالمنتج الحيوي الجديد
كرسي مطلي بالمنتج الحيوي الجديد

تتطلع العديد من البلدان حالياً إلى استخدام الخشب بدلاً من الخرسانة في المباني، إذ تطلب فرنسا، على سبيل المثال، اعتباراً من عام 2022. أن تكون جميع المباني العامة الجديدة مصنوعة من الخشب بنسبة 50 في المائة على الأقل أو مواد أخرى مستدامة.
ونظراً لأنّ الخشب عرضة للتلف عند تعرضه لأشعة الشمس والرطوبة، يمكن أن تساعد الطلاءات الواقية في استخدامه على نطاق أوسع، واستخدم الباحثون في جامعة ألتو الفنلندية اللجنين، وهو بوليمر طبيعي وفير بالعديد من المصادر النباتية، لإنشاء طلاء حيوي وآمن ومنخفض التكلفة وعالي الأداء.
وغالباً ما يُنظر إلى اللجنين على أنّه نفايات ناتجة عن عمليات فصل الألياف وعمليات التكرير الحيوية مثل إنتاج الوقود الحيوي من بعض المصادر النباتية، ويُعزل نحو 60 - 120 مليون طن من اللجنين في جميع أنحاء العالم، ويُحرق 98 في المائة منها لاستعادة الطاقة، ويحتوي اللجنين على العديد من الخصائص المفيدة، ومع ذلك فإنّ ضعف قابليته للذوبان قد حد من تطبيقاته التجارية حتى الآن، وهي المشكلة التي عالجها الفريق البحثي في الدراسة المنشورة بالعدد الأخير من دورية «أبلايد ماتريال آند أنترفاسيس».
وباستخدام بعض المركبات مثل إيبوكسي والغلسرين ديغليسيديل إيثر (GDE) بنسب بسيطة جداً، تمكن الفريق البحثي من علاج تلك المشكلة وتحضير طلاءات حيوية من اللجنين تتفوق عن الطلاءات التجارية بالعديد من المزايا.
ويقول ألكسندر هين، من كلية الهندسة الكيميائية بجامعة ألتو، والباحث الرئيسي في الدراسة في تقرير نشره أول من أمس موقع الجامعة: إنّ «الطلاء الجديد مقاوم للماء أكثر بكثير من الطلاءات التجارية لأنّه يحتفظ بالهيكل الطبيعي للخشب وخشونته الدقيقة، ومقاوم أيضاً للبقع».
وتستخدم الطلاءات الواقية حالياً على نطاق واسع لمواد مثل الخشب والخرسانة والمعادن والمركبات، وهي عبارة عن مواد بترولية تشمل مواد ضارة بالبيئة، ويمكن أن تكون الطلاءات مصنوعة من الزيوت النباتية - مثل تلك المصنوعة من بذور الكتان الطويلة وجوز الهند وفول الصويا والخروع، كبدائل أكثر استدامة ولكنّها غالباً ما تفتقر إلى المتانة، نتيجة لذلك، غالباً ما تُدمج هذه الزيوت مع مواد اصطناعية لتحسين أدائها، كما يؤكد هين. ويضيف: «منتجنا أكثر استدامة ولا يحتاج للدمج وصديق للبيئة، وفوق كل ذلك يعطي مزايا تفوق الطلاءات التجارية».



الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
TT

الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)

طُوّر جهاز فك ترميز يعتمد على الذكاء الصناعي، قادر على ترجمة نشاط الدماغ إلى نص متدفق باستمرار، في اختراق يتيح قراءة أفكار المرء بطريقة غير جراحية، وذلك للمرة الأولى على الإطلاق، حسب صحيفة «الغارديان» البريطانية.
وبمقدور جهاز فك الترميز إعادة بناء الكلام بمستوى هائل من الدقة، أثناء استماع الأشخاص لقصة ما - أو حتى تخيلها في صمت - وذلك بالاعتماد فقط على مسح البيانات بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي فقط.
وجدير بالذكر أن أنظمة فك ترميز اللغة السابقة استلزمت عمليات زراعة جراحية. ويثير هذا التطور الأخير إمكانية ابتكار سبل جديدة لاستعادة القدرة على الكلام لدى المرضى الذين يجابهون صعوبة بالغة في التواصل، جراء تعرضهم لسكتة دماغية أو مرض العصبون الحركي.
في هذا الصدد، قال الدكتور ألكسندر هوث، عالم الأعصاب الذي تولى قيادة العمل داخل جامعة تكساس في أوستن: «شعرنا بالصدمة نوعاً ما؛ لأنه أبلى بلاءً حسناً. عكفت على العمل على هذا الأمر طيلة 15 عاماً... لذلك كان الأمر صادماً ومثيراً عندما نجح أخيراً».
ويذكر أنه من المثير في هذا الإنجاز أنه يتغلب على قيود أساسية مرتبطة بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وترتبط بحقيقة أنه بينما يمكن لهذه التكنولوجيا تعيين نشاط الدماغ إلى موقع معين بدقة عالية على نحو مذهل، يبقى هناك تأخير زمني كجزء أصيل من العملية، ما يجعل تتبع النشاط في الوقت الفعلي في حكم المستحيل.
ويقع هذا التأخير لأن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تقيس استجابة تدفق الدم لنشاط الدماغ، والتي تبلغ ذروتها وتعود إلى خط الأساس خلال قرابة 10 ثوانٍ، الأمر الذي يعني أنه حتى أقوى جهاز فحص لا يمكنه تقديم أداء أفضل من ذلك.
وتسبب هذا القيد الصعب في إعاقة القدرة على تفسير نشاط الدماغ استجابة للكلام الطبيعي؛ لأنه يقدم «مزيجاً من المعلومات» منتشراً عبر بضع ثوانٍ.
ورغم ذلك، نجحت نماذج اللغة الكبيرة - المقصود هنا نمط الذكاء الصناعي الذي يوجه «تشات جي بي تي» - في طرح سبل جديدة. وتتمتع هذه النماذج بالقدرة على تمثيل المعنى الدلالي للكلمات بالأرقام، الأمر الذي يسمح للعلماء بالنظر في أي من أنماط النشاط العصبي تتوافق مع سلاسل كلمات تحمل معنى معيناً، بدلاً من محاولة قراءة النشاط كلمة بكلمة.
وجاءت عملية التعلم مكثفة؛ إذ طُلب من ثلاثة متطوعين الاستلقاء داخل جهاز ماسح ضوئي لمدة 16 ساعة لكل منهم، والاستماع إلى مدونات صوتية. وجرى تدريب وحدة فك الترميز على مطابقة نشاط الدماغ للمعنى باستخدام نموذج لغة كبير أطلق عليه «جي بي تي - 1»، الذي يعتبر سلف «تشات جي بي تي».