مناطيد «حافة الفضاء» للتجسس... والاختبارات العلمية

توظَّف للاستطلاع ودراسة الطقس والطيران على ارتفاعات عالية

منطاد استطلاعات عسكرية
منطاد استطلاعات عسكرية
TT

مناطيد «حافة الفضاء» للتجسس... والاختبارات العلمية

منطاد استطلاعات عسكرية
منطاد استطلاعات عسكرية

ينطوي وقتنا الحالي على الكثير من المخاطر للمناطيد، فقد أسقط الجيش الأميركي في الرابع من فبراير (شباط) منطاد تجسّس صينياً بعد استباحته الأجواء الأميركية، وتبعه إسقاط أسطولٍ من الأجسام الطائرة المجهولة.
تزدحم السماء بآلاف المناطيد التي تقوم بمهام عدّة من مراقبة الأحوال الجوية إلى جمع المعلومات الاستخبارية. ظهرت هذه التقنية منذ عقود، ولا تزال المناطيد الصناعية وسيلة موثوقة لإطلاق الأجسام على ارتفاعات عالية في السماء بسرعة وبكلفة منخفضة.
كشف المسؤولون الحكوميون تفاصيل قليلة جداً عن الأجسام التي أسقطوها، تاركين النّاس في حالة من الإرباك والحيرة مما يدور في السماء. فقد رأى آرثر هولاند ميشال، زميل في مجلس «كارنيغي للأخلاقيات في الشؤون الدولية»، أنّنا «نحتاج إلى معرفة المزيد عمّا يطير فوق رؤوسنا لأنّ هذه الأشياء التي تطوف السماوات تخيفنا بدرجة بالغة».
استخدام المناطيد
يقدّم برانشو فيرما، الخبير الأميركي في التكنولوجيا، عدداً من الاستخدامات الشائعة للمناطيد، بعضها مريب والآخر لا يستحق الاهتمام.
> التجسّس: تملك المناطيد تاريخاً زاخراً بالتجسّس. فقد أرسل استراتيجيون صينيون في القرن الثالث فوانيس في الهواء لتحذير المدن والبلدات من اقتراب أي هجوم. وخلال الحرب الأهلية الأميركية، وَظّفت قوّات المناطيد في جيش الاتحاد علماء مدنيين لتطيير مناطيد معبّأة بالغاز مهمّتها جمع معلومات استخبارية عن جيش الولايات المنشقة.
يتّسم منطاد التجسّس الصيني الأخير، الذي يوظَّف لعمليات مراقبة واسعة، بالحداثة والتطوّر، حيث يرجّح الخبراء أنّه من نوع المناطيد لطبقة الستراتوسفير (مناطيد الارتفاعات العالية) التي تُستخدم غالباً للبحث العلمي المدني.

منطاد لاستكشاف الفضاء القريب

تستطيع هذه المناطيد المعبّأة بالهيليوم، الطيران على ارتفاع يصل إلى 100 ألف قدم، واستخدام أجهزة استشعار تتزوّد بطاقتها من الشمس للمراقبة –الأمر الذي أكّده مسؤولون حكوميون كانوا على متن المنطاد الصيني.
من جهته، أكّد أندرو هاموند، المؤرّخ والمسؤول عن متحف التجسس الدولي، أنّ «هذا المنطاد ليس نفسه الذي كان أجدادنا يستخدمونه».
• التنبؤ بالأحوال الجوية: تساعد آلاف المناطيد الصغيرة يومياً على مراقبة الأحوال الجوية والتنبؤ بها، حسبما كشفت جيسي غيفن، مديرة في شركة «كايمونت كونسوليديتد» التي تزوّد الحكومة الأميركية بمناطيد الأحوال الجوية.
تمتلئ هذه المناطيد عادةً بالهيليوم والهيدروجين وتطير على ارتفاع يصل إلى ألف قدم في الدقيقة، وتتضمّن أجهزة استشعار صغيرة تقيس درجة الحرارة، والرطوبة، وسرعة الرياح واتجاهها، ومن ثمّ ترسل هذه القراءات لمحطّات خدمة الطقس الوطنية في الوقت الحقيقي.
مع تصاعد المنطاد، ينمو الضغط الذي داخله بشكلٍ تدريجي ومستقرّ، وعندما يصل إلى ارتفاع 90 ألف قدم، يبلغ حدوده القصوى وينفجر إلى آلاف القطع البلاستيكية الصغيرة القابلة للتدوير. يهدف هذا التدمير الذاتي إلى تقليل تأثير هذه المناطيد على البيئة.
أبحاث عسكرية ومدنية
> الاستخدام العسكري والأبحاث: يستخدم الجيش الأميركي والعلماء مناطيد الارتفاعات العالية لأسباب لا تعدّ ولا تُحصى، حسب راس فان دير ويرف، نائب رئيس البرامج الستراتوسفيرية في «آييروستار» التي تزوّد «ناسا» والجيش الأميركي بالمناطيد.
تستخدم وكالة «ناسا» الفضائية أكبر مناطيد هذه الشركة لإرسال المناظير الفضائية الثقيلة على ارتفاع 100 ألف قدم ومراقبة تفاعل المعدّات مع ظروف الفضاء القريب.
ويستخدم الجيش الأميركي مناطيد الشركة الأصغر حجماً لتأسيس شبكات اتصال متحرّكة في المناطق الخالية من الاتصالات، بينما تستخدمها الوكالات العاملة في مجال الكوارث للحصول على اتصال خلوي في الأماكن المدمّرة بفعل الأعاصير.
كشف فان دير ويرف، عن أنّه وزبائنه يسجّلون رحلاتهم لدى إدارة الطيران الفيدرالي، كما يفعل الطيّارون، مشدّداً على «أنّ شركته لم تخسر أي منطاد في الآونة الأخيرة، وأنّ أياً من مناطيده لم يسقط».
> استكشاف الفضاء القريب: تسعى شركات كثيرة لاستخدام المناطيد للسياحة وإرسال البشر في رحلات على ارتفاع 100 ألف قدم في السماء –أي الارتفاع الكافي الذي يتيح لهم رؤية منحنى الكوكب.
تصنع شركة «وورلد فيو» ومقرّها أريزونا، مناطيد لإرسال أجهزة الاستشعار والمعدّات على مسافات بعيدة في الفضاء.
وتستهدف الشركة في مشاريعها المستقبلية مجال السياحة، حيث باعت 1250 بطاقة لأشخاص يريدون السفر على ارتفاع 11 ألف قدم في رحلة مدّتها بين ستّ وثماني ساعات، تتسع لثمانية مسافرين وطاقم من شخصين.
وكشف خوسيه ماريانو لوبيز أوردياليس، الرئيس التنفيذي لشركة «زيرو تو إنفنيتي» في برشلونة، عن أنّ شركته المتخصصة في صناعة المناطيد تعتزم بدورها دخول مجال السياحة. وادّعى أوردياليس أنّ منطاد شركته يستطيع رفع حجرة دائرية تتسع لراكبين وطاقمٍ من شخصين على ارتفاع 110 آلاف قدم. * مناطيد الهواة: يطلق الهواة حول العالم الكثير من المناطيد الصغيرة التي تمتلئ بالهيليوم، وغالباً ما تكون مجهّزة بمتعقّبات GPS وكاميرات، وتطير على نطاق أبعد من طائرات الدرون.
يستخدم بعض هؤلاء الهواة ناقلات راديو لتعقّب المناطيد التي ترتفع بين 40 و50 ألف قدم في السماء.


مقالات ذات صلة

المدير التنفيذي لـ«سيسكو» السعودية: استثماراتنا بالمملكة مستمرة لدعم جهودها في التحول الرقمي

الاقتصاد المدير التنفيذي لشركة «سيسكو السعودية» سلمان فقيه (تصوير: تركي العقيلي) play-circle 01:37

المدير التنفيذي لـ«سيسكو» السعودية: استثماراتنا بالمملكة مستمرة لدعم جهودها في التحول الرقمي

في ظل ما يشهده قطاع التقنية السعودي من تطور، حقَّقت «سيسكو» أداءً قوياً ومتسقاً مع الفرص المتاحة وقرَّرت مواصلة استثماراتها لدعم جهود السعودية في التحول الرقمي.

زينب علي (الرياض)
عالم الاعمال «بلاك هات» تعود إلى الرياض بنسختها الثالثة

«بلاك هات» تعود إلى الرياض بنسختها الثالثة

تعود فعالية الأمن السيبراني الأبرز عالمياً «بلاك هات» في نسختها الثالثة إلى «مركز الرياض للمعارض والمؤتمرات» ببلدة ملهم شمال العاصمة السعودية الرياض.

تكنولوجيا «غوغل» تطلق النسخة الأولية من آندرويد 16 للمطورين مع ميزات جديدة لتعزيز الخصوصية ومشاركة البيانات الصحية (غوغل)

«غوغل» تطلق النسخة الأولية من آندرويد 16 للمطورين مع ميزات جديدة

أطلقت «غوغل» النسخة التجريبية الأولية من آندرويد 16 للمطورين، وهي خطوة تمهد الطريق للتحديثات الكبيرة المقبلة في هذا النظام.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
تكنولوجيا «أبل» تؤكد مشكلة اختفاء الملاحظات بسبب خلل بمزامنة (iCloud) وتوضح خطوات استعادتها مع توقع تحديث (iOS) قريب (أبل)

اختفاء الملاحظات في أجهزة آيفون... المشكلة والحلول

وفقاً لتقرير رسمي من «أبل»، فإن المشكلة تتعلق بإعدادات مزامنة الآيكلاود (iCloud).

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
تكنولوجيا تمكنك «دورا» من تصميم مواقع ثلاثية الأبعاد مذهلة بسهولة تامة باستخدام الذكاء الاصطناعي دون الحاجة لأي معرفة برمجية (دورا)

صمم موقعك ثلاثي الأبعاد بخطوات بسيطة ودون «كود»

تتيح «دورا» للمستخدمين إنشاء مواقع مخصصة باستخدام الذكاء الاصطناعي عبر إدخال وصف نصي بسيط.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)

«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية

«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية
TT

«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية

«جراح آلي» بذكاء اصطناعي دُرّب على مشاهدة فيديوهات طبية

«تخيل أنك بحاجة إلى إجراء عملية جراحية في غضون بضع دقائق لأنك قد لا تنجو... لا يوجد جراحون في الجوار ولكن يوجد روبوت جراحي مستقل متاح يمكنه إجراء هذا الإجراء باحتمالية عالية جداً للنجاح، هل ستغتنم الفرصة؟» هذا ما أجابني به طالب ما بعد الدكتوراه بجامعة جونز هوبكنز عبر البريد الإلكتروني، لدى سؤالي عن التطوير الجديد.

تعليم الروبوت بمقاطع فيديو للجراحة

لأول مرة في التاريخ، تمكن كيم وزملاؤه من تعليم الذكاء الاصطناعي استخدام آلة جراحة آلية لأداء مهام جراحية دقيقة، من خلال جعلها تشاهد آلاف الساعات من الإجراءات الفعلية التي تحدث في ردهات جراحية حقيقية. ويقول فريق البحث إنه تطور رائد يتجاوز حدوداً طبية محددة ويفتح الطريق لعصر جديد في الرعاية الصحية.

وفقاً لورقتهم البحثية المنشورة حديثاً، يقول الباحثون إن الذكاء الاصطناعي تمكن من تحقيق مستوى أداء مماثل لجراحي البشر دون برمجة مسبقة.

جراحة بتوظيف الروبوت

تدريب على العروض بدلاً من البرمجة

وبدلاً من محاولة برمجة الروبوت بشق الأنفس للعمل -وهو ما تقول ورقة البحث إنه فشل دائماً في الماضي- قاموا بتدريب هذا الذكاء الاصطناعي من خلال شيء يسمى التعلم بالتقليد، وهو فرع من الذكاء الاصطناعي حيث تراقب الآلة وتكرر الأفعال البشرية. سمح هذا للذكاء الاصطناعي بتعلم التسلسلات المعقدة للأفعال المطلوبة لإكمال المهام الجراحية عن طريق تقسيمها إلى مكونات حركية. وتترجم هذه المكونات إلى أفعال أبسط -مثل زوايا المفاصل ومواضعها ومساراتها- والتي يسهل فهمها وتكرارها وتكييفها أثناء الجراحة.

توظيف روبوت «دافنشي» للتدريب

استخدم كيم وزملاؤه نظام دافنشي الجراحي كأيدٍ وعيون لهذا الذكاء الاصطناعي. ولكن قبل استخدام المنصة الروبوتية الراسخة (التي يستخدمها الجراحون حالياً لإجراء عمليات دقيقة محلياً وعن بُعد) لإثبات نجاح الذكاء الاصطناعي الجديد، قاموا أيضاً بتشغيل محاكاة افتراضية. وقد سمح هذا بتكرار أسرع وتحقق من السلامة قبل تطبيق الإجراءات التي تم تعلمها على الأجهزة الفعلية.

«كل ما نحتاجه هو إدخال الصورة، ثم يجد نظام الذكاء الاصطناعي هذا الإجراء الصحيح»، كما يقول كيم. كانت روبوتات دافنشي أيضاً مصدر مقاطع الفيديو التي حللها الذكاء الاصطناعي، باستخدام أكثر من 10000 تسجيل تم التقاطها بواسطة كاميرات المعصم أثناء العمليات الجراحية التي يقودها الإنسان.

تعلّم 3 مهام جراحية

وكان الهدف تعلم ثلاث مهام جراحية: التعامل مع إبرة جراحية وتحديد موضعها، ورفع الأنسجة والتلاعب بها بعناية، والخياطة -كلها مهام معقدة تتطلب تحكماً دقيقاً وحساساً للغاية.

مكنت مجموعة البيانات واسعة النطاق هذه الذكاء الاصطناعي من تعلم الاختلافات الدقيقة بين الإجراءات الجراحية المتشابهة، مثل شدة التوتر المناسب اللازم للتعامل مع الأنسجة دون التسبب في ضرر.

تعد مقاطع الفيديو التدريبية هذه جزءاً صغيراً جداً من مستودع واسع النطاق للبيانات الجراحية. مع ما يقرب من 7000 روبوت دافنشي قيد الاستخدام في جميع أنحاء العالم، هناك مكتبة ضخمة من العروض الجراحية للمراقبة والتعلم منها، والتي يستخدمها فريق البحث الآن لتوسيع ذخيرة الذكاء الاصطناعي الجراحية لدراسة جديدة لم تُنشر بعد.

«في عملنا المتابع، والذي سنصدره قريباً، ندرس ما إذا كانت هذه النماذج يمكن أن تعمل في الإجراءات الجراحية طويلة المدى التي تنطوي على هياكل تشريحية غير مرئية»، يكتب كيم، في إشارة إلى الإجراءات الجراحية المعقدة التي تتطلب التكيف مع حالة المريض في أي وقت معين، مثل إجراء عملية جراحية على جرح داخلي خطير.

التحقق من صحة النموذج المطور

أثناء التطوير، عمل الفريق عن كثب مع الجراحين الممارسين لتقييم أداء النموذج وتقديم ملاحظات حاسمة (خاصة فيما يتعلق بالتعامل الدقيق مع الأنسجة)، والتي قام الروبوت بدمجها في عملية التعلم الخاصة به.

أخيراً، للتحقق من صحة النموذج، استخدموا مجموعة بيانات منفصلة غير مدرجة في التدريب الأولي لإنشاء محاكاة افتراضية، ما يضمن قدرة الذكاء الاصطناعي على التكيف مع السيناريوهات الجراحية الجديدة وغير المرئية قبل الشروع في اختبارها في الإجراءات المادية. أكد هذا التحقق المتبادل قدرة الروبوت على التعميم بدلاً من مجرد حفظ الإجراءات، وهو أمر بالغ الأهمية بالطبع نظراً للعدد المجهول المحتمل الذي قد ينشأ في غرفة العمليات.

جراح آلي «ذو خبرة»

كل شيء سار بشكل جميل إذ تعلم نموذج الروبوت هذه المهام إلى مستوى الجراحين ذوي الخبرة. يقول أكسل كريغر، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة جونز هوبكنز والمؤلف الرئيسي للدراسة، في بيان عبر البريد الإلكتروني: «إنه لأمر سحري حقاً أن يكون لدينا هذا النموذج حيث كل ما نقوم به هو تلقيمه مدخلات الكاميرا، ويمكنه التنبؤ بالحركات الروبوتية اللازمة للجراحة». «نعتقد أن هذا يمثل خطوة مهمة إلى الأمام نحو أفق جديد في مجال الروبوتات الطبية».

تطوير رائد

إن أحد مفاتيح هذا النجاح هو استخدام الحركات النسبية بدلاً من التعليمات المطلقة. ففي نظام دافنشي قد لا تنتهي الأذرع الآلية إلى حيث هي مقصودة تماماً بسبب التناقضات الطفيفة في حركة المفصل التي تتراكم على مدار عدة حركات ويمكن أن تؤدي في النهاية إلى أخطاء كبيرة -خاصة في بيئة حساسة مثل الجراحة. كان على الفريق إيجاد حل، لذا بدلاً من الاعتماد على هذه القياسات، قام بتدريب النموذج على التحرك بناءً على ما يلاحظه في الوقت الفعلي أثناء إجراء العملية.

لكن الابتكار الرئيسي هنا هو أن التعلم بالتقليد يزيل الحاجة إلى البرمجة اليدوية للحركات الفردية. قبل هذا الاختراق، كانت برمجة الروبوت للخياطة تتطلب ترميزاً يدوياً لكل حركة بالتفصيل. يقول كيم إن هذه الطريقة كانت أيضاً عرضة للخطأ وتشكل قيداً رئيسياً في تقدم الجراحة الروبوتية. إذ إنها حدت مما يمكن للروبوت فعله بسبب جهود التطوير، والافتقار إلى المرونة التي جعلت من الصعب للغاية على الروبوتات القيام بمهام جديدة.

ومع ذلك، يسمح التعلم بالتقليد للروبوت بالتكيف بسرعة مع أي شيء يمكن مشاهدته، والتعلم على غرار طالب الجراحة. «(نحن) نحتاج فقط إلى جمع بيانات التعلم التقليدي لإجراءات مختلفة، ويمكننا تدريب الروبوت على تعلمها في غضون يومين»، كما يقول كريغر. «هذا يسمح لنا بالتعجيل نحو هدف الاستقلالية مع تقليل الأخطاء الطبية وتحقيق جراحة أكثر دقة».

تقييم مدى النجاح

لقياس مدى نجاح الذكاء الاصطناعي، حدد الباحثون مقاييس الأداء الرئيسية، مثل الدقة في وضع الإبرة والاتساق في التلاعب بالأنسجة باستخدام مجموعة من البيئات الجراحية الوهمية المادية، والتي تضمنت محاكيات الأنسجة الاصطناعية والدمى الجراحية. وكانت النتائج مذهلة. يقول كريغر: «النموذج جيد جداً في تعلم الأشياء التي لم نعلمه إياها. على سبيل المثال، إذا أسقط الإبرة، فسوف يلتقطها تلقائياً ويستمر».

لا تعد هذه القدرة على التكيف مهمة فقط لمواصلة تعلم مهارات جديدة ولكنها أيضاً ضرورية للتعامل مع الأحداث غير المتوقعة في الجراحات الحية، مثل تمزق الشريان أو تغير العلامات الحيوية للمريض فجأة. بالإضافة إلى ذلك، أظهر النموذج كفاءة زمنية محسنة، ما أدى إلى تقليل وقت الانتهاء للمهام الجراحية القياسية مثل الخياطة بنحو 30 في المائة، وهو أمر واعد بشكل خاص للعمليات الحرجة من حيث الوقت.

ويتصور العلماء سيناريو حيث تساعد هذه الروبوتات الجراحين في المواقف عالية الضغط، وتعزيز قدراتهم وتقليل الخطأ البشري. سيؤثر جراحو الذكاء الاصطناعي المستقبليون بشكل كبير على توفر الرعاية الجراحية، مما يجعل التدخلات الطبية عالية الجودة متاحة لعدد أكبر.

اللوائح التنظيمية وأخلاقيات الطب

هناك أيضاً تحديات أخلاقية وتنظيمية يجب معالجتها قبل نشر مثل هذا الذكاء الاصطناعي في بيئات جراحية حقيقية دون إشراف بشري. فالقفزة نحو الروبوتات الجراحية المستقلة تثير مخاوف أخلاقية جديدة.

هناك قضية المساءلة: من سيكون مسؤولاً إذا حدثت مشكلة؟ الشركة التي صنعت الجراح الذكي؟ المهنيون الطبيون الذين يشرفون عليه (إذا كان هناك أي إشراف)؟ هناك أيضاً مسألة موافقة المريض، والتي ستتطلب تثقيف كل من الشخص الذي يخضع للجراحة والأشخاص المحيطين به حول ماهية هذا الذكاء الاصطناعي، وما الذي يمكنهم فعله بالضبط، وما هي المخاطر التي تشكلها الروبوتات مقارنة بالجراحين البشر.

يعترف كيم بأن المستقبل الآن في منطقة رمادية حيث يمكن للجميع مجرد التكهن بما يجب أن يحدث أو سيحدث. ستكون أيدي السلطات التنظيمية مشغولة، من معالجة المساءلة والمخاوف الأخلاقية عند السماح لجراحي الذكاء الاصطناعي بالعمل بشكل مستقل، إلى وضع معايير للحصول على موافقة مستنيرة من المرضى.

ولكن عند الاختيار بين إجراء عملية جراحية طارئة منقذة للحياة بواسطة جراح مستقل أو عدم تلقي العلاج لأن الجراح البشري غير متاح (مثلاً في مكان بعيد أو منطقة متخلفة)، يزعم كيم أن الخيار الأفضل واضح. يمكنني بسهولة أن أتخيل مستقبلاً قريباً حيث يبدأ الناس في اختيار روبوتات الذكاء الاصطناعي على نظرائهم من البشر - في ظل وجود دليل إحصائي على أن جراحي الذكاء الاصطناعي يعملون بأمان.

وبعيداً عن التحديات الأخلاقية والقانونية، هناك حاجة إلى المزيد من العمل لتمكين التنفيذ العملي. ستحتاج المستشفيات إلى الاستثمار في البنية الأساسية التي تدعم جراحة الروبوتات بالذكاء الاصطناعي، بما في ذلك الأجهزة المادية والخبرة الفنية للتشغيل والصيانة. بالإضافة إلى ذلك، سيكون تدريب الفرق الطبية على إدارة العملية أمراً بالغ الأهمية. فالأطباء سيحتاجون إلى فهم الآلة ومتى يكون التدخل ضرورياً، وفي النهاية تحويل الجراحين البشريين من المهام الجراحية المباشرة إلى أدوار تركز على الإشراف والسلامة.

جراحات بسيطة أولاً

على المستوى العملي، يتصور الباحثون تقدماً تدريجياً، بدءاً بجراحات أبسط وأقل خطورة مثل إصلاح الفتق والتقدم تدريجياً إلى عمليات أكثر تعقيداً. سيساعد النهج التدريجي في التحقق من موثوقية الروبوت مع معالجة المخاوف التنظيمية والأخلاقية بمرور الوقت، فضلاً عن مساعدة السكان على الثقة في الذكاء الاصطناعي لإجراء العمليات الحرجة للحياة.

يقول كريغر: «ما زلنا في المراحل الأولى من فهم ما يمكن أن تحققه هذه الآلات حقاً. الهدف النهائي هو الحصول على أنظمة جراحية مستقلة تماماً وموثوقة وقابلة للتكيف وقادرة على إجراء العمليات الجراحية التي تتطلب حالياً اختصاصياً مدرباً تدريباً عالياً».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»

اقرأ أيضاً