«التواصل عبر التنفس»... مفهوم غير تقليدي للكشف عن فيروسات كورونا

«التواصل عبر التنفس»... مفهوم غير تقليدي للكشف عن فيروسات كورونا
TT

«التواصل عبر التنفس»... مفهوم غير تقليدي للكشف عن فيروسات كورونا

«التواصل عبر التنفس»... مفهوم غير تقليدي للكشف عن فيروسات كورونا

يتساءل الكثيرون عن مدة بقاء الجزيئات المحملة بالفيروس في المصعد بعد مغادرة الشخص المصاب بفيروس كورونا؟ وهل هناك طريقة لاكتشاف تلك الجزيئات؟
بهدف تقديم إجابات وافية لهذه التساؤلات؛ استخدم علماء من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) في السعودية معادلات ديناميكا الموائع الحسابية لحلها.
وديناميكا الموائع هي أحد فروع ميكانيكا الموائع، تتعامل مع سيلان وتدفق الموائع (السوائل والغازات)، ويستفاد من هذه الدراسة في تحسين التصرف مع الطاقة. وهو ما يشير إليه المهندس الكهربائي الدكتور أسامة أمين بقوله: «لقد وجدنا أنه لا يزال من الممكن اكتشاف الجزيئات المحملة بالفيروسات بعد عدة دقائق من رحلة قصيرة بالمصعد من قبل شخص مصاب».
توضح معادلات الفريق وعمليات المحاكاة للتنفس أن قدرة المستشعر الحيوي على اكتشاف الفيروس تتحسن عند وضعه على جدار مصعد يمكنه عكس الجزيئات. أيضاً ولأجل حماية الركاب في المستقبل؛ يمكن تقليل كمية الجزيئات في الهواء بتزويد الجدران الثلاثة الأخرى بخاصية الامتصاص.
هذه الاستنتاجات أتت كنتيجة لعمل أمين وزملائه على تطوير مفهوم تواصل غير تقليدي يسمى «التواصل عبر التنفس»؛ حيث تقوم التقنية على النظر إلى نماذج الجزيئات الكيميائية والبيولوجية المنبعثة مع هواء الزفير كما لو أنها ناقلات معلومات داخل نظام تواصل يمكن ملاحظته على الطرف الآخر بواسطة «مستقبل»، وهو - أي المستقبل - في هذه الحالة جهاز استشعار حيوي. ويضيف أمين موضحاً: «يتطلب هذا الحقل من الدراسات مدخلات من باحثين يتمتعون بخبرات متنوعة في نمذجة القنوات النظرية، وتصميم النظام وتكميله، ومخططات التعلم الآلي».
ويذكر أنه في أثناء عملهم السابق، قد استخدموا معادلات لفهم الكيفية التي تنتشر بها جزيئات الزفير في المساحات المفتوحة. وعلاوةً على ذلك، اقترحوا تصميما لنظام استشعار يمكنه اكتشاف الجزيئات التي تخرج من أنفاس الناس في التجمعات.
ويعد منجزهم الحالي بلورة لكل المفاهيم السابقة؛ حيث طوروا نموذجاً وعمليات محاكاة تصف ما يحدث للجزيئات التي تخرج مع الزفير أثناء التواجد في غرفة مغلقة عبر المكان والزمان. كما أخذت النمذجة في الاعتبار قدرة الجدران على امتصاص أو عكس الجزيئات. فبمجرد أن مكنتهم نماذجهم من وصف وحل ومحاكاة تركيز الجزيئات المحملة بالفيروسات في غرفة صغيرة عبر المكان والزمان، شرع الباحثون في حساب احتمالية قدرة المستشعر الحيوي على اكتشاف تلك الجزيئات.
وتجدر الإشارة إلى أن هذه الحسابات قد اعتمدت على فرضية نشر مستشعر حيوي يستخدم الأجسام المضادة بهدف الارتباط بفيروس معين والبدء في إرسال الإشارة. كما أنها تضع في الحسبان بعض المؤشرات مثل: وقت أخذ عينات الهباء الجوي وحجمها، وكفاءة أخذ العينات، واحتمالية ارتباط الأجسام المضادة بالفيروس.
يقول عالم الكومبيوتر الدكتور باسم شحادة، الأستاذ المشارك في علوم الحاسب الآلي بـ«كاوست»: «توفر دراستنا تروساً حسابية حيوية وعمليات محاكاة لأبحاثنا الرائدة حول «الاتصال عبر التنفس»، والتي نطمح أن تستخدم لمزيد من التحليلات وتصميمات النظام».
بالإضافة إلى أن الفريق يعمل في الوقت الحالي على تطوير نموذج أولي؛ لأخذ عينات الهباء الجوي والكشف عن المواد الكيميائية العضوية في الهواء المزفور.
يضيف شحادة: «نحن في طور التخطيط لطرح آليات تقلل من احتمالية الإصابة في المساحات الصغيرة، بما في ذلك آليات التهوية، وتعقيم الهواء بشكل دوري، وتصميم جدران امتصاصية وعاكسة».


مقالات ذات صلة

«كوفيد طويل الأمد»: حوار طبي حول أحدث التطورات

صحتك «كوفيد طويل الأمد»: حوار طبي حول أحدث التطورات

«كوفيد طويل الأمد»: حوار طبي حول أحدث التطورات

يؤثر على 6 : 11 % من المرضى

ماثيو سولان (كمبردج (ولاية ماساشوستس الأميركية))
صحتك أطباء يحاولون إسعاف مريضة بـ«كورونا» (رويترز)

«كورونا» قد يساعد الجسم في مكافحة السرطان

كشفت دراسة جديدة، عن أن الإصابة بفيروس كورونا قد تساعد في مكافحة السرطان وتقليص حجم الأورام.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
أوروبا الطبيب البريطاني توماس كوان (رويترز)

سجن طبيب بريطاني 31 عاماً لمحاولته قتل صديق والدته بلقاح كوفيد مزيف

حكم على طبيب بريطاني بالسجن لأكثر من 31 عاماً بتهمة التخطيط لقتل صديق والدته بلقاح مزيف لكوفيد - 19.

«الشرق الأوسط» (لندن )
الاقتصاد السعودية تصدرت قائمة دول «العشرين» في أعداد الزوار الدوليين بـ 73 % (واس)

السعودية الـ12 عالمياً في إنفاق السياح الدوليين

واصلت السعودية ريادتها العالمية بقطاع السياحة؛ إذ صعدت 15 مركزاً ضمن ترتيب الدول في إنفاق السيّاح الدوليين.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
صحتك تم تسجيل إصابات طويلة بـ«كوفيد- 19» لدى أشخاص مناعتهم كانت غير قادرة على محاربة الفيروس بشكل كافٍ (رويترز)

قرار يمنع وزارة الصحة في ولاية إيداهو الأميركية من تقديم لقاح «كوفيد»

قرر قسم الصحة العامة الإقليمي في ولاية إيداهو الأميركية، بأغلبية ضئيلة، التوقف عن تقديم لقاحات فيروس «كوفيد-19» للسكان في ست مقاطعات.

«الشرق الأوسط» (أيداهو)

استراتيجيات علمية لتبني الذكاء الاصطناعي في الدول النامية

الذكاء الاصطناعي يحتل مكانة بارزة في النقاشات العالمية (رويترز)
الذكاء الاصطناعي يحتل مكانة بارزة في النقاشات العالمية (رويترز)
TT

استراتيجيات علمية لتبني الذكاء الاصطناعي في الدول النامية

الذكاء الاصطناعي يحتل مكانة بارزة في النقاشات العالمية (رويترز)
الذكاء الاصطناعي يحتل مكانة بارزة في النقاشات العالمية (رويترز)

يحتل الذكاء الاصطناعي حالياً مكانة بارزة في النقاشات العالمية؛ حيث يتم استكشاف مدى اعتماده وتأثيره الواسع على المنظمات والأعمال والمجتمع. ووفق تقرير صادر عن شركة «آي بي إم»، بلغ معدل تبني الذكاء الاصطناعي عالمياً 35 في المائة عام 2022، مسجلاً بذلك زيادة ملحوظة بمقدار 4 نقاط عن العام السابق.

تخلف الدول النامية

ورغم الإمكانات الهائلة التي يوفرها الذكاء الاصطناعي لتحسين الخدمات الصحية، وتعزيز التعليم، ودعم أنظمة الطاقة، ورفع كفاءة الحوكمة، فإن البلدان ذات الدخل المنخفض لا تزال تعاني من نقص الأبحاث والتطبيقات المتاحة في هذا المجال.

وفي هذا السياق، سعى باحثون من الولايات المتحدة واليابان إلى وضع استراتيجيات تتيح لهذه الدول دمج الذكاء الاصطناعي بفاعلية في قطاعات حيوية مثل الصحة والتعليم والطاقة والحوكمة، مؤكدين أهمية تقليص الفجوة الرقمية لضمان وصول فوائد الذكاء الاصطناعي للجميع.

وأشار الباحثون، في دراستهم المنشورة بعدد 25 أكتوبر (تشرين الأول) 2024 بدورية «Humanities and Social Sciences Communications» إلى العقبات الأساسية التي تواجه البلدان ذات الدخل المنخفض في الاستفادة من الذكاء الاصطناعي، التي تشمل محدودية الوصول إلى التكنولوجيا، وضعف البنية التحتية، وقلة الكوادر المتخصصة، مشددين على أن هذه التحديات تعيق قدرة هذه الدول على توظيف الذكاء الاصطناعي بفاعلية لدعم التنمية المستدامة، ما يستدعي استراتيجيات تكاملية لمعالجة هذه الثغرات وتحقيق الاستفادة القصوى من إمكانات الذكاء الاصطناعي.

يقول الدكتور محمد سالار خان، أستاذ السياسات العامة في معهد روتشستر للتكنولوجيا بنيويورك، إن المضي قدماً في مجال الذكاء الاصطناعي ليس خياراً، بل ضرورة لهذه البلدان. ومن خلال تعزيز البنية الرقمية، وتدريب الكوادر البشرية، وتبني سياسات فعّالة؛ يمكن لهذه الدول الاستفادة من القدرات التحويلية للذكاء الاصطناعي لتحسين جودة الحياة لمواطنيها.

ويضيف لـ«الشرق الأوسط»: «على صانعي السياسات إدراك الدور المحوري للذكاء الاصطناعي في تحقيق التنمية العادلة، وإعطاء الأولوية للمبادرات التي تدعم دمجه في هذه البلدان، ومن خلال الجهود التعاونية، يمكن للمجتمع الدولي ضمان ألا تتخلف البلدان منخفضة الدخل عن ثورة الذكاء الاصطناعي».

استراتيجيات فعالة

تواجه الدول ذات الدخل المنخفض تحديات فريدة في اعتماد تقنيات الذكاء الاصطناعي، ما يستدعي اقتراح استراتيجيات تتماشى مع احتياجاتها الخاصة. وفقاً لأستاذ السياسات العامة في معهد روتشستر للتكنولوجيا بنيويورك، يتطلب دمج الذكاء الاصطناعي في القطاعات الحيوية نهجاً متعدد الجوانب.

ووفق خان، تتمثل إحدى التوصيات الأساسية في تعزيز البحث والتطوير، من خلال دعم الجامعات والمؤسسات المحلية في إجراء أبحاث الذكاء الاصطناعي الموجهة إلى التحديات المحلية، وإنشاء مراكز ابتكار تركز على تطوير تقنيات مناسبة للصناعات المحلية. كما يُنصح بتوفير التمويل والموارد للشركات الناشئة المحلية المتخصصة في تطبيقات الذكاء الاصطناعي.

وتشمل التوصيات أيضاً بناء أنظمة ذكاء اصطناعي متكاملة، عبر تطوير استراتيجية وطنية لتعزيز القدرات في هذا المجال، وإنشاء شبكات تعاونية بين الكيانات المحلية والمنظمات الدولية.

ونبه خان إلى ضرورة تشجيع مشاركة القطاع الخاص في استثمار تقنيات الذكاء الاصطناعي التي تعالج القضايا المحلية، خاصة في مجالات الصحة والتعليم، وتنفيذ مشاريع تجريبية تُظهر التطبيقات العملية للذكاء الاصطناعي.

تقنيات تتناسب مع السياقات المحلية

وشدد خان على ضرورة ضمان وصول عادل للتكنولوجيا، مع التركيز على المساواة بين الجنسين وتمكين النساء والفتيات في هذا المجال، وتعزيز الاستقلال التكنولوجي عبر تطوير تقنيات تتناسب مع السياقات المحلية.

وأوصى خان بضرورة التعاون مع الدول المتقدمة للحصول على دعم في مجال نقل التكنولوجيا؛ حيث يمكن للبلدان ذات الاقتصاديات المتقدمة والمنظمات الدولية ذات الصلة مثل اليونيسكو، ومنظمة التعاون والتنمية الاقتصادية (OECD)، والوكالة الأميركية للتنمية الدولية (USAID)، والبنك الدولي؛ دعم هذه الدول في مساعيها من خلال نقل التكنولوجيا، وتقديم المنح، والمساعدات.

ونصح خان بضرورة تحسين الأطر السياسية من خلال وضع إرشادات تنظيمية واضحة، وإشراك جميع أصحاب المصلحة في عملية صنع القرار، لضمان وضع المبادئ التوجيهية واللوائح الأخلاقية التي تضمن تطوير ونشر الذكاء الاصطناعي بشكل مسؤول وعادل.

ومن خلال تنفيذ هذه التوصيات، يمكن للدول ذات الدخل المنخفض دمج الذكاء الاصطناعي بفاعلية، ما يعزز التنمية ويقلل الفجوات الحالية في اعتماد التكنولوجيا، على حد قول خان.