بلاستيك لحفظ الطعام مستوحى من أجنحة الحشرات

مضاد للبكتيريا مستوحى من أجنحة الحشرات (الفريق البحثي)
مضاد للبكتيريا مستوحى من أجنحة الحشرات (الفريق البحثي)
TT

بلاستيك لحفظ الطعام مستوحى من أجنحة الحشرات

مضاد للبكتيريا مستوحى من أجنحة الحشرات (الفريق البحثي)
مضاد للبكتيريا مستوحى من أجنحة الحشرات (الفريق البحثي)

طوّر فريق بحثي أسترالي-ياباني مشترك بوليمر بلاستيكياً مضاداً للبكتيريا، مستوحى من أجنحة الحشرات، وذلك لاستخدامه في تغليف المواد الغذائية وتحسين عمرها الافتراضي وتقليل النفايات، وتم الإعلان عن هذا الإنجاز أول من أمس في دورية «ايه سي إس أبلايد نانو ماتريل».
وتغطي أجنحة حشرات، مثل اليعسوب والسيكادا، مجموعة واسعة من الأنابيب النانوية، وهي أشواك ذات حجم مماثل للخلايا البكتيرية، وعندما تستقر البكتيريا على أحد الأجنحة، فإن الخلايا النانوية تعمل على شد الخلايا عن بعضها، ما يؤدي إلى تمزيق أغشيتها وقتلها.
وعن طريق استنساخ الدعائم النانوية للحشرات، طوّر فريق بحثي من المعهد الملكي للتكنولوجيا في ملبورن بأستراليا، نسيجاً نانوياً قادراً على القيام بالمهمة ذاتها، وتمت مراقبة قدرته المضادة للبكتيريا في مرفق الفحص المجهري والتحليل الدقيق ذي المستوى العالمي التابع للمعهد، ثم تم التعاون مع فريق من جامعتي طوكيو وكايتيكي باليابان، لإعادة إنتاج نفس الطريقة على البوليمر البلاستيكي.
وتقول البروفيسور إيلينا إيفانوفا من المعهد الملكي للتكنولوجيا بملبورن في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للمعهد بالتزامن مع نشر الدراسة، إن فريق البحث قد طبق بنجاح ظاهرة طبيعية على مادة اصطناعية، وهي البلاستيك، وهذه خطوة كبيرة للقضاء على التلوث الجرثومي وإطالة العمر الافتراضي للطعام.
وتصبح أكثر من 30% من الأغذية المنتجة للاستهلاك البشري نفايات، حيث يتم رفض الشحنات بأكملها إذا تم الكشف عن نمو البكتيريا، ويمهد هذا البحث الطريق لتقليل الفاقد بشكل كبير، لا سيما في صادرات اللحوم والألبان، بالإضافة إلى إطالة العمر الافتراضي وتحسين جودة وسلامة الأغذية المعبأة على نطاق صناعي، كما تؤكد إيفانوفا.
وتضيف: «كنا نعلم أن أجنحة السيكادا واليعسوب قاتلة للبكتيريا عالية الكفاءة، لكن تقليد الطبيعة يمثل تحديا دائما، وابتكرنا الآن نسيجا نانويا يحاكي تأثير تدمير البكتيريا لأجنحة الحشرات ويمكن محاكاته عند الطباعة على البلاستيك.
، وهذه خطوة كبيرة نحو حل مضاد للبكتيريا يمكن استخدامه في الصناعات الغذائية، كما يمكن توسيع نطاق الخصائص المضادة للبكتيريا وتطبيقها، ومن بين مجموعة من التطبيقات المحتملة الأخرى استخدامها في معدات الحماية الشخصية».



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».