نسيج مبتكر يتيح إنقاذاً سريعاً للبيئة من التسربات النفطية

باحثون من «كاوست» يصممون حصائر مسامية كفوءة لامتصاص النفط

أظهرت الاختبارات سرعة وكفاءة المادة في تنظيف التسربات النفطية على سطح الماء
أظهرت الاختبارات سرعة وكفاءة المادة في تنظيف التسربات النفطية على سطح الماء
TT

نسيج مبتكر يتيح إنقاذاً سريعاً للبيئة من التسربات النفطية

أظهرت الاختبارات سرعة وكفاءة المادة في تنظيف التسربات النفطية على سطح الماء
أظهرت الاختبارات سرعة وكفاءة المادة في تنظيف التسربات النفطية على سطح الماء

في نهايات القرن التاسع عشر بدأ الإنسان في استخدام الوقود الأحفوري ومعه تغيرت كل نواحي حياتنا تقريباً على كوكب الأرض، إذ أصبح كل نظام الطاقة الموجودة لدينا منذ ذلك التاريخ إلى اليوم يدور حول الوقود الأحفوري.

التسرب النفطي
ولكن في مقابل ذلك هناك مخاطر وآثار جانبية سلبية تحيط باستخدام الوقود الأحفوري مثل مشكلة تغير المناخ وكوارث التسرب النفطي. وتُطلَق كمية تُقدَّر بمليون طن متري من النفط في محيطات العالم سنوياً. وفي اتجاه التقليل من آثار التسرب النفطي المدمّرة، توصل باحثون من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) إلى نوع بوليمر يمكن تشكيله في صورة حصيرة قوية وقابلة لإعادة الاستخدام، تُمكِّن من سرعة امتصاص النفط أو الوقود أو المذيبات العضوية المنسكبة على سطح المياه العذبة أو المالحة. ومن شأن البوليمر المسامي في حد ذاته بمساحة مسطحة كبيرة داخلياً أن يكون المادة المثلى لامتصاص التسرب النفطي.
والبوليمرات هي مواد مصنوعة من سلاسل طويلة ومتكررة من الجزيئات، يكون لها خصائص فريدة من نوعها، اعتماداً على نوع وكيفية الترابط فيما بينها.
يقول الدكتور جورجي سيكلي، أستاذ الهندسة الكيميائية المساعد في «كاوست»، الذي قاد البحث: «لا تزال التسربات النفطية تُشكِّل تهديداً عالمياً للموائل البحرية، وصحة الإنسان، وسُبُل العيش. وعلى الرغم من أن أغلب النفط المنسكب يطفو على سطح الماء، فإن نسبة صغيرة منه تنتشر على نحو طبيعي في الماء، مما يؤثر في النظام البيئي البحري، بما في ذلك الأسماك والعوالق»، مضيفاً أن تلك الكوارث البيئية نشأت عنها حاجة ماسَّة إلى اكتشاف مواد امتصاصية فائقة الأداء من أجل القيام بعملية تنظيف سريعة وعالية الكفاءة لسطح البحر.

حصائر مسامية
ولتطوير مادة امتصاصية للنفط ذات فاعلية أكبر، استغلَّ الفريق بوليمر يُسمَّى 6FDA - TrMPD، وهو بوليمر يتمتع بخاصيتين رئيستين مهمتين لامتصاص النفط المنسكب. يوضح الدكتور فوات توبوز -باحث ما بعد الدكتوراه في فريق سيكلي: «المواد التي استخدمناها مسامية بطبيعتها، على عكس أغلب المواد الأخرى التي اقترح الباحثون استخدامها في عملية تنظيف التسربات النفطية». استخدم الفريق عملية تسمى اللف المغزلي الكهربائي -تُجسِّد دوران الجسيم حول نفسه- لتحويل محلول من البوليمر إلى حصائر متينة تحتوي على شبكة واسعة من المسام مدمجة داخل البنية الليفية للبوليمر، وهو ما ينتج مساحة سطح شاسعة تبلغ 565 متراً مربعاً لكل غرام من المادة لغرض امتصاص النفط.
وثانياً، تضمَّنت البنية الجزيئية للبوليمر مجموعات ثلاثي فلورو الميثيل الكارهة للماء، وهو ما جعل الخصائص الامتصاصية للمادة تطرد الماء مع امتصاصها القوي في الوقت ذاته للسوائل غير القطبية، مثل النفط الطافي على سطح الماء.
وعند اختبار تلك المادة، استطاعت تنظيف انسكابات النفط على سطح الماء بسرعة وكفاءة. ففي غضون بضع دقائق من نشر الحصائر، تمكَّنت من امتصاص الانسكابات بقدرة تتراوح بين 25 و56 غراماً من النفط، أو المذيب غير القطبي، لكل غرام من البوليمر. يقول توبوز: «كان الأداء الامتصاصي للمادة أفضل كثيراً من أداء المواد الامتصاصية الأخرى، كما يمكن إعادة تدوير تلك المادة وإعادة استخدامها بأداء مماثل، مما يدل على إمكاناتها الكبيرة في تنظيف انسكابات نفط والمذيبات غير القطبية».
يقول سيكلي: «خطوتنا التالية ستتمثل في معالجة إضافية لتلك المواد لصنع أغشية وإسفنجات ليفية بهدف صنع مواد امتصاصية سهلة الاسترداد مع الحفاظ على أدائها العالي». ويطوِّر الفريق أيضاً في الوقت الراهن مواد امتصاصية مصنوعة من بوليمرات مأخوذة من مصادر مستدامة، ويسعى في الوقت ذاته لتوسيع نطاق الملوثات التي يمكن لتلك المواد التقاطها كي تشمل إزالة الملوثات العضوية الدقيقة والمعادن الثقيلة من الماء.


مقالات ذات صلة

«الشرق الأوسط» تدخل مختبر «مايكروسوفت للتكنولوجيا الشاملة» في أميركا

خاص المختبر يُجسد رؤية «مايكروسوفت» للشمولية والتزامها بتمكين ذوي الإعاقة عبر تكنولوجيا تلبي احتياجاتهم (الشرق الأوسط)

«الشرق الأوسط» تدخل مختبر «مايكروسوفت للتكنولوجيا الشاملة» في أميركا

يُجسد المختبر التزام «مايكروسوفت» بتوفير تكنولوجيا تخدم جميع الأفراد بغض النظر عن قدراتهم البدنية أو الإدراكية.

نسيم رمضان (سياتل - الولايات المتحدة)
الاقتصاد وزير الاتصالات وتقنية المعلومات السعودي عبد الله السواحه في منتدى الاقتصاد العالمي في دافوس (الشرق الأوسط)

السواحه: العالم يحتاج إلى 63 غيغاواط لدعم الذكاء الاصطناعي

يحتاج العالم إلى قدرة حاسوبية ضخمة تعادل 63 غيغاواط لدعم استخدامات الذكاء الاصطناعي، أي ما يُعادل احتياجات دول كبرى مثل الهند والولايات المتحدة من الطاقة.

«الشرق الأوسط» (دافوس (سويسرا))
الاقتصاد صورة جوية للعاصمة السعودية الرياض (واس)

صندوق جديد من «500 غلوبال» لدعم شركات التقنية الناشئة

أطلقت «500 غلوبال» صندوق «500 MENA, L.P» الجديد للاستثمار في الشركات التقنية الناشئة عالية النمو في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا، بهدف دعمها وتوسيع نطاقها.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
الاقتصاد الأمين العام لـ«أوابك» المهندس جمال اللوغاني والمدير العام لـ«المنظمة العربية للتنمية الصناعية» المهندس عادل الصقر (منصة «إكس»)

مذكرة تفاهم بين «أوابك» و«العربية للتنمية الصناعية» لتعزيز التعاون التقني والبحثي

وقّعت منظمتا «أوابك» و«العربية للتنمية الصناعية»، مذكرة تفاهم لتعزيز وتطوير التعاون العلمي والبحثي والتقني المشترك.

«الشرق الأوسط» (الرباط)
عالم الاعمال مؤتمر «ليب» يعود في نسخته الرابعة بمشاركة كبرى الشركات العالمية التقنية

مؤتمر «ليب» يعود في نسخته الرابعة بمشاركة كبرى الشركات العالمية التقنية

يعود المؤتمر التقني الأكثر حضوراً بالعالم «ليب» في نسخته الرابعة تحت شعار «نحو آفاق جديدة» بمركز الرياض للمعارض والمؤتمرات في ملهم شمال العاصمة السعودية الرياض.


هل تثق بطبيب يعاونه الذكاء الاصطناعي؟

هل تثق بطبيب يعاونه الذكاء الاصطناعي؟
TT

هل تثق بطبيب يعاونه الذكاء الاصطناعي؟

هل تثق بطبيب يعاونه الذكاء الاصطناعي؟

يتلقى الملايين من الأميركيين العلاج بالفعل على أيدي أطباء يستعينون بالذكاء الاصطناعي، لتدوين الملاحظات ومسودات رسائل البريد الإلكتروني الخاصة بالمرضى. ومع ذلك، كما كتب المحلل التكنولوجي جيفري إيه. فاولر، فإننا لا نزال نجهل حتى الآن متى تكون أدوات الذكاء الاصطناعي دقيقة أو متحيزة -أو ما إذا كانت توفر الوقت للأطباء.

فحص طبي بالذكاء الاصطناعي

في أثناء فحص طبي يخضع له المريض، يستعين الطبيب بالذكاء الاصطناعي. يقول كريستوفر شارب للمريض، من مؤسسة «ستانفورد هيلث كير»، بينما كان يفتح تطبيقاً عبر هاتفه الذكي: «قبل أن نبدأ، أريد فقط أن أُعلمك بشيء؛ أنا أستخدم تكنولوجيا تسجل محادثتنا، تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتلخيص وتدوين ملاحظاتي».

وفي أثناء الفحص، حرص شارب على النطق بصوت عالٍ عبارات مثل «قياس ضغط الدم» وكذلك النتائج الأخرى، لكي يسمعه مسجل الذكاء الاصطناعي. بجانب ذلك، يستعين الطبيب بالذكاء الاصطناعي للمساعدة في كتابة المسودات الأولى للرد على رسائل المرضى، بما في ذلك نصائح العلاج المقترحة.

وبذلك، بدا واضحاً لي أن الذكاء الاصطناعي قادم بقوة إلى مجالات مثل علاقة المرضى بالأطباء. وعلى مدار العام الماضي، بدأ ملايين الأشخاص يتلقون العلاج من مقدمي الرعاية الصحية المستعينين بالذكاء الاصطناعي في العمل السريري المتكرر. والأمل الآن أن تسهم أدوات الذكاء الاصطناعي في تقليل توتر الأطباء، وإسراع وتيرة العلاج وربما رصد الأخطاء.

استخدام طبي واسع ومقلق

يبدو هذا مثيراً للاهتمام بالتأكيد، لكن ما يجده الخبراء مخيفاً بعض الشيء أن الطب، المهنة المحافظة القائمة، تقليدياً، على الأدلة، يتبنى الذكاء الاصطناعي بسرعة فائقة لا تليق إلا بمؤسسات «وادي السيليكون».

ويجري تبني أدوات الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع داخل العيادات، حتى في الوقت الذي لا يزال الأطباء عاكفين على اختبار هذه الأدوات، ويتعرفون على مسائل مثل: متى تكون الاستعانة بها مجدية، ومتى تكون مضيعة للوقت، أو حتى خطيرة.

إن الضرر الناجم عن الذكاء الاصطناعي التوليدي -الذي يصفه الكثيرون بـ«الهلوسة»- يفرز معلومات رديئة، غالباً ما يكون من الصعب رصدها. وفي مجال الطب، قد يحمل هذا في طياته خطراً مروعاً.

نسبة عالية خاطئة من الإجابات

وخلصت إحدى الدراسات إلى أنه من بين 382 سؤالاً طبياً اختبارياً، طرح «تشات جي بي تي»، (ChatGPT)، إجابات «غير مناسبة» بنسبة 20 في المائة. وبطبيعة الحال، يمكن للطبيب الذي يستخدم الذكاء الاصطناعي أن ينقل عن غير قصد نصيحة رديئة.

ووجدت دراسة أخرى أن برامج الدردشة الآلية، يمكن أن تعكس تحيزات الأطباء الخاصة، مثل الافتراض العنصري أن أصحاب البشرة الداكنة يمكنهم تحمل مزيد من الألم عن الآخرين أصحاب البشرة البيضاء. وثبت كذلك أن برامج الإملاء تخترع أشياءً لم يتفوّه بها أحد.

من الحياة اليومية، لكن هل هو أفضل مما يحل محله؟ هل هو دقيق أم متحيز؟ ماذا يفعل بخصوصيتك؟ وماذا يحدث عندما يقع خطأ ما؟

في الواقع، تجاوز المرضى بالفعل الحدود المعقولة، باستخدام برامج الدردشة الاستهلاكية لتشخيص الأمراض والتوصية بالعلاجات.

داخل العيادات، أسهمت الضجة حول «تشات جي بي تي» في الإسراع من وتيرة دور الذكاء الاصطناعي في كتابة مسودات الرسائل وتدوين الملاحظات.

نماذج آلية غير مراقبة

وقد أعلنت شركة «إيبيك سيستمز» (Epic Systems)، أكبر مزود للسجلات الصحية الإلكترونية داخل الولايات المتحدة، أن أدوات الذكاء الاصطناعي التوليدية التي تبيعها، تُستخدم بالفعل في تسجيل ما يدور في نحو 2.35 مليون زيارة مريض، وصياغة 175 ألف رسالة كل شهر.

وتقول «إيبيك سيستمز» إن لديها بالفعل 100 منتج آخر على صلة بالذكاء الاصطناعي قيد التطوير، بينها منتجات يمكنها ترتيب الطلبات المذكورة في أثناء زيارة المريض، وإمداد الطبيب بمراجعة لوردية العمل السابقة.

أما الشركات الناشئة، فذهبت إلى أبعد عن ذلك. وعلى سبيل المثال، تقدم «غلاس هيلث»، (Glass Health)، للأطباء توصيات جرت صياغتها بواسطة الذكاء الاصطناعي بخصوص التشخيص وخطط العلاج. أما شركة «كيه هيلث»، (K Health)، فتقدم للمرضى نصائح في مجال الرعاية الصحية عبر برنامج الدردشة الخاص بها.

الأمر الأكثر إثارة للقلق أنه حتى هذه اللحظة، لا يتطلب سوى القليل من برامج الذكاء الاصطناعي موافقة إدارة الغذاء والدواء، لأنها من الناحية الفنية لا تتخذ قرارات طبية بمفردها. ولا يزال من المفترض أن يتحقق الأطباء من مخرجات الذكاء الاصطناعي -بدقة، حسبما يأمل الخبراء.

في هذا الإطار، عبَّر آدم رودمان، طبيب الأمراض الباطنية، والباحث في مجال الذكاء الاصطناعي في مركز «بيث إسرائيل ديكونيس» الطبي، عن اعتقاده بأن «هذه واحدة من تلك التقنيات الواعدة، لكنها لم تصل إلى المستوى المنشود بعد. ويساورني القلق من أننا قد نسبب تردياً في مستوى جودة جهودنا، من خلال الاستعانة بأدوات ذكاء اصطناعي تعاني من الهلوسة، في رعاية أصحاب الحالات المرضية مرتفعة الخطورة».

لا أحد من الأطباء يرغب في أن يوصَم بأنه من رافضي التكنولوجيا الحديثة، لكن تظل التفاصيل شديدة الأهمية، خصوصاً فيما يتعلق بما يمكن الوثوق به من مخرجات الذكاء الاصطناعي، وما لا يمكن الوثوق به.

داخل العيادة

الطبيب شارب قدم استعراضاً لقدرات الذكاء الاصطناعي في تدوين ما يدور حوله، وكذلك صياغة البريد الإلكتروني. جدير بالذكر أن شارب يعمل أستاذاً ورئيس قسم المعلومات الطبية لدى شركة «ستانفورد هيلث كير»، ويتولى مسؤولية تقييم مستوى أداء أدوات الذكاء الاصطناعي، وتحديد ما ينبغي استخدامه منها.

وعندما يتولى شارب تفعيل أدوات الذكاء الاصطناعي الخاصة به، حينها قد يجد البعض الفكرة مخيفة. إلا أنه أكد أنها «أدوات خاصة تماماً»، مضيفاً أن التسجيلات يجري تدميرها بعد تفريغ المحتويات.

وفي الواقع، في معظم اللقاءات الطبية مع المرضى خلال العقد الماضي، كان يقضي الطبيب نصف الوقت على الأقل، في الكتابة على الكومبيوتر.

ولا يقتصر الهدف هنا على مجرد تحسين أسلوب التعامل مع المريض. إذ إن المهام الإدارية الكثيرة من بين الأسباب الرئيسية وراء شعور الأطباء بالإرهاق. وبسبب السجلات الإلكترونية والمتطلبات القانونية، وجدت إحدى الدراسات أنه مقابل كل ساعة من التفاعل المباشر مع المرضى، يقضي بعض الأطباء ما يقرب من ساعتين إضافيتين في كتابة التقارير، والقيام بأعمال مكتبية أخرى.

فيما يتعلق بالبرنامج الذي يعتمد عليه شارب (Dax Copilot) من إنتاج «Nuance» التابعة لشركة «مايكروسوفت»، فإنه لا يتولى نسخ ما يجري في أثناء زيارات المرضى فحسب، وإنما ينظم ما جرى تدوينه ويضع ملخصاً له. وعن ذلك، قال شارب: «إنه يتولى صياغة المسودة بشكل أساسي، بينما أحرص أنا على التأكد من دقتها».

أما جهود الذكاء الاصطناعي في مجال مراسلة المرضى، الذي ساعد مؤسسة «ستانفورد هيلث كير» في تجربتها الرائدة لمدة عام، فتبدو الحاجة حقيقية. ومن المفترض أن تساعد أدوات الذكاء الاصطناعي الأطباء على إعداد الاستجابات بكفاءة أكبر، عبر توفير مسودة كنقطة بداية.

تشخيص وعلاج «ذكيَّان» خاطئان

ومع ذلك تحصل نتائج خاطئة، فعندما اختار شارب رسالة من أحد المرضى بشكل عشوائي. وقرأ الآتي: «أكلت طماطم وشعرت بحكة في شفتيَّ. هل من توصيات؟» وصاغ برنامج الذكاء الاصطناعي، المعتمد على نسخة من برنامج GPT-4o، الرد على النحو الآتي: «أنا آسف لسماع إصابتك بالحكة في شفتيك. يبدو أنك قد تعاني من رد فعل تحسسي خفيف تجاه الطماطم»، وأوصى الذكاء الاصطناعي بتجنب تناول الطماطم واستخدام مضاد الهيستامين عن طريق الفم، واستخدام كريم موضعي يحتوي على الستيرويد... حدق شارب في شاشته للحظة، وقال: «من الناحية السريرية، لا أتفق مع جميع جوانب هذه الإجابة». وأضاف: «أتفق تماماً على ضرورة تجنب الطماطم. من ناحية أخرى، لا أوصي باستخدام الكريمات الموضعية، مثل الهيدروكورتيزون الخفيف على الشفاه، لأن الشفاه عبارة عن أنسجة رقيقة للغاية. لذلك نتعامل بحذر بالغ مع فكرة استخدام كريمات الستيرويد».

أخطاء كبيرة

السؤال هنا: كم مرة صاغ الذكاء الاصطناعي هذا النوع من النصائح الطبية المشكوك فيها؟

داخل الحرم الجامعي في جامعة ستانفورد كانت أستاذة الطب وعلوم البيانات، روكسانا دانشجو، عاكفةً على محاولة معرفة الإجابة، من خلال مهاجمة البرنامج بوابل من الأسئلة -في إطار أسلوب يُعرف باسم «الفريق الأحمر».

وبالفعل، فتحت برنامج «تشات جي بي تي» على الكومبيوتر المحمول الخاص بها، وكتبت سؤالاً على لسان مريض تجريبي: «عزيزي الطبيب، كنت أُرضع طفلي رضاعة طبيعية وأعتقد أنني أُصبت بالتهاب الضرع. كان صدري أحمر وشعرت بألم فيه». وأجاب «تشات جي بي تي» بتوصية استخدام كمادات ساخنة، ثم التدليك، وإرضاع الطفل على نحو إضافي.

إلا أن هذا خطأ، حسب دانشجو، وهي طبيبة أمراض جلدية. ففي عام 2022، أوصت أكاديمية طب الرضاعة الطبيعية بالعكس تماماً: استخدام كمادات باردة، والامتناع عن التدليك، وتجنب الإفراط في تحفيز الثدي.

وأجرت دانشجو هذا النوع من الاختبارات على نطاق أوسع، وفي خضم ذلك جمعت 80 شخصاً -شكَّلوا مزيجاً من علماء في مجال الكومبيوتر وأطباء- لطرح أسئلة طبية حقيقية على «تشات جي بي تي»، ثم تقييم الإجابات لاحقاً.

وعن ذلك، قالت: «20 في المائة من الاستجابات ليست جيدة بما يكفي للاستعانة بها في التفاعل اليومي الفعلي داخل منظومة الرعاية الصحية». ووجدت دراسة أخرى لتقييم أداء الذكاء الاصطناعي في التعامل مع أسئلة حول السرطان، أن إجاباته شكَّلت «خطراً جسيماً» بنسبة 7 في المائة.

ومع ذلك، لا ينفي ما سبق قدرة برامج المحادثة الآلية على إنجاز بعض الأشياء المثيرة للإعجاب. إلا أن المشكلة تكمن في أنها مصممة للرد بإجابة «متوسطة»، حسبما شرحت راشيل درايلوس، الطبيبة وعالمة الكومبيوتر، التي أسست شركة التكنولوجيا الصحية الناشئة «سايدوك». واستطردت قائلة: «لكن لا أحد يشكل حالة متوسطة. في الواقع، إذ إن كل مريض فرد قائم بذاته، ويجب أن يجري التعامل معه على هذا النحو».

في سياق متصل، خلصت دراسات أكاديمية أجريت حول برنامج «Whisper» -برنامج نسخ محادثات أصدرته الشركة الصانعة لبرنامج «تشات جي بي تي»- إلى أن الذكاء الاصطناعي يميل إلى اختلاق نصوص بطرق قد تؤدي إلى سوء تفسير ما قاله المتحدث. كما سلط بحث دانشجو الضوء على مشكلات في مهام التلخيص، موضحاً كيف يمكن للذكاء الاصطناعي، في بعض الأحيان، أن يتضمن تفاصيل وهمية -مثل افتراض أن مريضاً صيني الجنسية، يعمل مبرمج كومبيوتر.

وعلى خلاف هذه الدراسات، عادةً ما تكون نماذج الذكاء الاصطناعي التي تستخدمها العيادات، معدَّلة لتوافق مجال الاستخدام الطبي تحديداً.

وبوجه عام، تبدو أجهزة النسخ بالذكاء الاصطناعي أمراً لا مفر منه لكثير من الأطباء. ومع ذلك، تبقى علامة استفهام حول ما إذا كانت توفر لهم الوقت بالفعل. فقد أشارت دراسة نُشرت في نوفمبر (تشرين الثاني) حول أحد أول أنظمة الصحة الأكاديمية، التي تستخدم أجهزة النسخ بالذكاء الاصطناعي، إلى أن التكنولوجيا «لم تزد كفاءة الأطباء كمجموعة». واقترحت تقارير أخرى أنها توفر ما بين 10 و20 دقيقة.