ألعاب ذكية.. لأطفالك

تعلمهم أصناف العلوم والرياضيات والهندسة إضافة إلى الفنون

البطة «إيدوين» ولعبة «بوزبيلد» و«أكاديمية ديزني للفنون» وطائرة «لومي» المسيرة  -  «أكاديمية ديزني للفنون»
البطة «إيدوين» ولعبة «بوزبيلد» و«أكاديمية ديزني للفنون» وطائرة «لومي» المسيرة - «أكاديمية ديزني للفنون»
TT

ألعاب ذكية.. لأطفالك

البطة «إيدوين» ولعبة «بوزبيلد» و«أكاديمية ديزني للفنون» وطائرة «لومي» المسيرة  -  «أكاديمية ديزني للفنون»
البطة «إيدوين» ولعبة «بوزبيلد» و«أكاديمية ديزني للفنون» وطائرة «لومي» المسيرة - «أكاديمية ديزني للفنون»

الألعاب ليست موجهة للترفيه فقط، فقد تساعد الأطفال على التعلم أيضًا. وفي مواسم السنة الباردة عندما تولي أيام اللعب في الخارج، يبدأ الطلب يزداد على ألعاب الإجازات أو الاستراحة.
وقد بدأت ألعاب «العلوم والتكنولوجيا، والهندسة، والرياضيات» «ستيم» STEM تكتسب زخمًا كبيرًا بين الألعاب التكنولوجية الأخرى خلال العام الحالي، وهي ألعاب تقدم العلوم، والتكنولوجيا، والهندسة والرياضيات، في ثوب يبعث على المرح، ويشجع على اللعب والاستمتاع. مع ذلك لا تتساوى ألعاب «ستيم»، حيث تقدم بعضها فرصة أكبر للتمتع بلعب ذكية مقارنة بغيرها من الألعاب. وفيما يلي بعض الألعاب المفضلة بالنسبة لي حتى هذه اللحظة، كما عرضتها «يو إس إيه توداي».
* سماعات وطائرات
* سماعة «بوز».. تشجع «بوز»، شركة الصوتيات العظيمة، الطلبة من كل الأعمار على التفاعل، وتصنيع سماعة البلوتوث شخصية خاصة بهم أنفسهم. لعبة «بوزبيلد» BOSEbuild (149 دولارًا) لعبة الكل في واحد، حيث ستبقى أيدي وعقول أطفالك مشغولة مع اسكتشافهم كيف تخرج الأصوات من السماعة الخارجية. سيعلمون كثيرا عن الترددات، والكهرومغناطيسية، والكهرباء وهم يصنعون الجهاز بمواصفاتهم الخاصة. وعندما ينتهون من تصنيع الجهاز ستتصل السماعة ذات الأداء العالي بهاتفهم الذكي أو الجهاز اللوحي الخاص بهم حتى تستمر الموسيقى لمدة طويلة. ويمكن للأطفال استخدامها في صناعة كل شيء يحدث صوتًا، مثل الراديو الصغير، وجهاز التسجيل الذي يشغل الشرائط، ومشغل الموسيقى، بدءًا من الصفر، ثم حاول تجميع الأجزاء معًا مرة أخرى لتصبح أفضل.
* طائرة مسيرة.. تحل لعبة «واووي لومي غيمينغ درون» WowWee Lumi Gaming Drone مشكلة أخرى، تواجه الأشخاص البالغين، كما تواجه كثير من الأطفال في عصرنا الحالي، وهي أن لعبة الطائرة من دون طيار رائعة لكنها تصطدم كثيرًا. لومي (79 دولارا) هي مروحية ذات محركات متعددة، وتحتوي على جميع الخصائص، ومصممة بحيث تقلع بلمسة من تطبيق متصل بها، ثم تقوم بتفادي العراقيل بشكل ذاتي، كأن تتفادى الاصطدام بالجدران، أو الأشخاص دون أي مساعدة خارجية. كذلك يمكن توصيلها بالجهاز اللاسلكي المرفق على وضع التشغيل «اتبعني»، لتتبع «لومي» كل حركة يقوم بها الطيار الذي يقودها. عندما يرغب أطفالك في استكشاف إبداعهم حقًا، وهو ما تهدف إليه ألعاب «ستيم» بالأساس، يمكنهم تعديل حركات «لومي» باستخدام التطبيق. من خلال الاستعانة بالقواعد الأساسية لنظام التشفير الأساسي، يمكنهم عمل شكل متغير الألوان باستخدام أضواء «لومي»، وبرمجة كل عرض جوي تقوم به الطائرة باستخدام نظام السحب والإسقاط الذي يتيحه التطبيق. لا يوجد حدود للطموح مع هذه اللعبة.. للأطفال الأكبر من 8 سنوات.
* فنون الألعاب
* «أكاديمية ديزني الفنية».. أعرف أنه لا يوجد حرف يرمز إلى الفن في اسم «ستيم»، لكن يتحدث كثيرون هذه الأيام عن «ستيم» بحرف يرمز إلى الفن، وذلك في ظل توصل الفنون إلى طرق تتيح التفاعل مع الأطفال بشكل أفضل. يعلم الجميع أن الأطفال يحبون ألعاب «نينتيندو»، و«ديزني»، لذا سيكون من الرائع المزج بين الاثنين. تعد «أكاديمية ديزني الفنية» Disney Art Academy (29.99 دولار) لألعاب «نينتيندو» ثلاثية الأبعاد، تطبيقًا فنيًا ممتازًا يعلم الأطفال كيفية رسم شخصيات «ديزني» المفضلة لهم، سواء كانت «ميكي ماوس»، أو الشخصيات الجديدة مثل إيلسا في «فروزين»، ولايتنينغ ماكوين في «كارز». باستخدام قلم يعمل باللمس ثلاثي الأبعاد كأداة فنية للقيام بكل شيء، يمكن للأطفال سواء من الصبية أو الفتيات، وأي كان مستوى مهاراتهم، استكشاف إبداعهم بطريقة بسيطة تعتمد على الحدس، والتلقائية.. للأطفال الأكبر من 7 سنوات.
* «سفيرو سبرك».. كانت لعبة «سفيرو» هي أول لعبة ذكية تكنولوجية حقًا تطرح في الأسواق، ومع إصدار «سفيرو سبرك» Sphero SPRK Edition (129 دولارا)، يمكن للأطفال اللعب والتعلم في آن واحد. يستطيع الأطفال التحكم في الكرة الآلية الصغيرة المذهلة من خلال جهاز به بلوتوث مثل الهاتف الذكي أو الجهاز اللوحي، لكن هذا لا يمثل سوى جانب بسيط من روعة «سفيرو».
مع النسخة الجديدة من «سفيرو»، يتيح تطبيق «سبرك لايتنينغ لاب» للأطفال برمجة طريقة عمل اللعبة باستخدام نظام تشفير بسيط يجعل من السهل معرفة كيف يغير الدخول إلى عقل الإنسان الآلي طريقة عمل «سفيرو». ويظهر الغطاء الشفاف كل الأجزاء الصغيرة المتحركة، ويعلّم الأطفال الإلكترونيات، والميكانيكا البسيطة، وبرمجة الكومبيوتر، معًا في آن واحد. سيحبون كل ثانية من اللعب.. للأطفال الأكبر من 8 سنوات.
* البطة «إيدوين».. إنك لن تفكر عادة في تقديم لعبة مصنوعة بتكنولوجيا عالية لطفل لم يكمل العامين، لكن «إيدوين» Edwin (99 دولارا) ليست لعبة ذكية بالضبط. لا تحتوي هذه البطة المطاطية الصغيرة الرائعة على أي أجزاء متحركة، لكنها مع ذلك لعبة متطورة. بفضل التطبيق الملحق بها، تستطيع «إيدوين» رواية قصص تفاعلية، ولعب ألعاب يدوية، وألغاز بمستشعرات حركة داخلية، وسماعة بلوتوث مخفية في الداخل، وكذلك تشغيل أغاني للأطفال، وأصوات هادئة وقت النوم. إنها تحثّ الأطفال على التفكير، والتعلم، وحل الألغاز من دون حتى أن يدركوا ذلك.
مع ذلك ليس هذا هو كل ما تقدمه البطة «إيدوين»، ففي وقت الاستحمام، تعوم البطة، وتشغل موسيقى، وتقيس درجة حرارة ماء الاستحمام، وتسجل القراءات على التطبيق. وعندما يحين وقت الحبو إلى الفراش، تجعل إضاءة «إيدوين» الليلية الأجواء دافئة ومريحة، بينما تصدر «إيدوين» همهمات بأغان هادئة عذبة.. لحديثي الولادة وحتى عمر سنتين.
* ألعاب ذكية
* «كود إيه بيلار».. من ألعاب فكر وتعلم من «فيشر برايس». دعنا من البطة الذكية، ماذا عن إثارة اهتمام طفل لم يلتحق بالمدرسة بعد بالتشفير؟ لم أكن يعتقد كثيرون أن هذا أمر ممكن، لكن مبتكري الألعاب في «فيشر برايس» قد عثروا على طريقة لتحقيق ذلك، إنها «كود إيه بيلار» Code-a-pillar (50 دولارًا)، وهي جزء من مجموعة فكر وتعلم للألعاب الذكية. إنها عبارة عن دودة ملونة كبيرة أجزاؤها قابلة للفك، والتركيب، والتبديل. في كل مرة يعيد فيها الطفل بناء حشرة ما بطريقة مختلفة، تتصرف بطريقة مختلفة أيضًا، ويتعلم الأطفال وهم يجربون.
إنها تناسب الأطفال من عمر 36 شهر حتى 8 سنوات. ويعد تعليم الأطفال كيف أن إعادة ترتيب الأجزاء المختلفة من الدودة يغير النتيجة النهائية بمثابة دورة تدريبية مكثفة في التشفير مصممة خصيصًا للعقول الصغيرة. ومع اكتشافهم للأمور البسيطة المتعلقة بكيفية عمل الأجزاء معًا، يصقلون مهارات حل المشكلات، مع تعلم كيفية التخطيط للحلول، وتنفيذها.
* «كوغنيتويز دينو».. تعد لعبة «كوغنيتويز دينو» Cognitoys Dino (99 دولارا) مثل «سيري»، لكن للأطفال. إنها إنسان آلي داخل ديناصور صغير فاتن. يدعم نظام الكومبيوتر العملاق «واطسون» من «آي بي إم» هذه اللعبة، التي يتوفر بها اتصال لاسلكي بالإنترنت، مما يجعلها شريكًا حقيقيًا في محادثة مبهرة بالنسبة للأطفال. ويمكن للأطفال طرح كل أنواع الأسئلة، مثل كيفية هجاء كلمة، أو حل مسألة رياضية بسيطة، لكن شخصية «دينو» هي نجم العرض الحقيقي، حيث يتعلم «دينو» مع طفلك، ويتذكر اسمه، ولونه المفضل، وغيرها من التفاصيل الأساسية، ويستطيع رواية القصص، والنكات، وتعليم طفلك مهارات تفكير اجتماعي ذات قيمة كبيرة لن يتعلمها من لعبة عادية، أو برنامج تلفزيوني.. للأطفال الأكبر من 5 سنوات.
ربما تكون قد لاحظت أننا أقصينا مجموعة جديدة من ألعاب الإنسان الآلي عن القائمة، وذلك لأن لها قصة خاصة لم يحن وقتها بعد. هل لديك أي ألعاب أخرى تعشقها أنت وأطفالك لأنها ذكية ومرحة؟ يمكنك إخبارنا بذلك من خلال قسم التعليقات أدناه.



«إكس» توسّع استخدام «غروك» بترجمة المنشورات وتعديل الصور

تدمج الشركة «غروك» داخل وظائف يومية في المنصة وليس فقط بوصفه روبوت محادثة منفصلاً (أ.ف.ب)
تدمج الشركة «غروك» داخل وظائف يومية في المنصة وليس فقط بوصفه روبوت محادثة منفصلاً (أ.ف.ب)
TT

«إكس» توسّع استخدام «غروك» بترجمة المنشورات وتعديل الصور

تدمج الشركة «غروك» داخل وظائف يومية في المنصة وليس فقط بوصفه روبوت محادثة منفصلاً (أ.ف.ب)
تدمج الشركة «غروك» داخل وظائف يومية في المنصة وليس فقط بوصفه روبوت محادثة منفصلاً (أ.ف.ب)

تسعى منصة «إكس» إلى تقليص أثر حاجز اللغة داخل منصتها، وفي الوقت نفسه توجيه رسالة أوسع بشأن الاتجاه الذي تسلكه منتجات التواصل الاجتماعي اليوم. فقد بدأت الشركة طرح ميزة الترجمة التلقائية للمنشورات، في خطوة تنقل الترجمة من خيار يفعّله المستخدم عند الحاجة إلى خاصية أكثر اندماجاً في تجربة القراءة نفسها.

وفي الوقت ذاته، تضيف «إكس» أدوات جديدة لتحرير الصور في تطبيقها على نظام «آي أو إس»، تشمل الكتابة والرسم وخيار التمويه لإخفاء التفاصيل الحساسة، إلى جانب أداة تحرير مدعومة من «غروك» تتيح للمستخدم تعديل الصور باستخدام أوامر مكتوبة بلغة طبيعية. وحسب ما أعلنته الشركة وما أوردته التقارير عن هذا الطرح، فإن التحديثين يعتمدان على نماذج «غروك» التابعة لشركة «إكس إيه آي».

يثير هذا التوسع أسئلة حول دقة الترجمة وسلامة المعنى واحتمالات إساءة استخدام أدوات تعديل الصور (أ.ف.ب)

الترجمة كطبقة ذكية

تكتسب هذه الخطوة أهمية لأنها تُظهر أن «إكس» لم تعد تتعامل مع الذكاء الاصطناعي بوصفه مساعداً منفصلاً يجلس إلى جانب المنصة، بل بدأت تدمجه مباشرة في أنشطة يومية اعتيادية، مثل قراءة منشور قادم من بلد آخر، أو تجهيز صورة قبل نشرها، أو الاختيار بين الإبقاء على المحتوى بلغته الأصلية أو قراءته مترجماً بشكل تلقائي. وعملياً، قد تجعل ميزة الترجمة الجديدة المحادثات على «إكس» أكثر سلاسة للمستخدمين الذين يصادفون باستمرار منشورات بلغات لا يتقنونها.

وقد أورد موقع «تك كرانش» أن رئيس المنتجات في «إكس»، نيكيتا بير، قال إن الميزة تُطرح على مستوى العالم، وإن المستخدمين يستطيعون إيقاف الترجمة التلقائية للغة معينة من خلال الإعدادات المرتبطة بالمنشور المترجم.

يمثل هذا تطوراً واضحاً مقارنة بآلية الترجمة السابقة لدى «إكس». فما زال مركز المساعدة في المنصة يصف ترجمة المنشورات على أنها عملية يفعّلها المستخدم يدوياً من خلال الضغط على خيار «ترجمة المنشور» الذي يظهر أسفل النص عندما تكون الترجمة متاحة. بمعنى آخر، كان النموذج السابق يتطلب مبادرة من المستخدم. أما النموذج الجديد فيقلل هذا الاحتكاك، ويدفع الترجمة لتصبح أقرب إلى طبقة افتراضية مدمجة في تدفق المحتوى نفسه. وقد يبدو ذلك مجرد تعديل بسيط في الواجهة، لكن مثل هذه القرارات في تصميم المنتج كثيراً ما تكون لها آثار كبيرة على ما يقرأه الناس، وعلى مدى انتشار المنشورات، وعلى الأصوات التي تكتسب حضوراً أوسع عبر الحدود.

تعكس هذه الخطوة توجهاً لجعل الذكاء الاصطناعي جزءاً أساسياً من تجربة الاستخدام داخل المنصة (شاترستوك)

«غروك» يتجاوز المحادثة

بالنسبة إلى «إكس»، فإن توقيت هذه الخطوة له دلالته أيضاً. فالمنصة أمضت جانباً كبيراً من العام الماضي وهي تحاول تعريف موقع «غروك» داخل المنتج بما يتجاوز كونه روبوت محادثة. وتوفر الترجمة التلقائية للشركة حالة استخدام أكثر وضوحاً تتمثل في أن الذكاء الاصطناعي ليس فقط أداة لتوليد الإجابات، بل أيضاً بنية أساسية تساعد على جعل الشبكة أكثر قابلية للفهم بالنسبة إلى جمهور عالمي.

وأشار «تك كرانش» إلى أن بير قال إن جودة الترجمة «تحسنت بشكل كبير خلال الشهرين الماضيين»، ما يوحي بأن «إكس» ترى أن الترجمة أصبحت مجالاً يمكن لـ«غروك» أن يعمل فيه على نطاق واسع داخل جوهر المنتج نفسه.

كما تشير أداة تحرير الصور الجديدة إلى الاتجاه ذاته. فالميزة تُطرح أولاً على نظام «آي أو إس»، مع خيارات تشمل الرسم وإضافة النصوص وتمويه أجزاء من الصورة. كما تتيح للمستخدم أن يطلب من «غروك» تحويل الصورة من خلال أوامر مكتوبة. ومن الأمثلة التي أوردها موقع «تك كرانش» تحويل صورة إلى ما يشبه «لوحة معلقة في متحف». وكانت «إكس» قد قالت إنها تخطط لإتاحة هذه التحديثات أيضاً على نظام «أندرويد».

ترجمة وتحرير ذكي

هذا الطرح يفتح الباب أمام أسئلة مألوفة. فأدوات الترجمة قد توسّع نطاق الوصول، لكنها قد تُفقد المحتوى شيئاً من الدقة أو تسيء فهم النبرة، خصوصاً في المنشورات السياسية أو الثقافية أو تلك المشبعة بالعامية والتعابير المحلية. أما تحرير الصور بالذكاء الاصطناعي، فيدخل بدوره إلى فئة من الأدوات أثارت انتقادات سابقاً. فقد أشار «تك كرانش» إلى أن «إكس» واجهت هذا العام موجة اعتراضات بسبب إساءة استخدام أدوات تعديل الصور، قبل أن تقصر لاحقاً ميزة مرتبطة بتوليد الصور على المستخدمين المشتركين في الخدمة المدفوعة، في حين لم يتضح بعد ما إذا كانت أداة التحرير الجديدة ستخضع للقيد نفسه.

ما تكشفه «إكس» هنا، إذاً، ليس مجرد ميزتين جديدتين لتسهيل الاستخدام، بل فلسفة متكاملة في تطوير المنتج أي جعل الذكاء الاصطناعي غير مرئي إلى الحد الذي يبدو معه جزءاً طبيعياً من المنصة، ولكن في الوقت نفسه قويّاً بما يكفي لإعادة تشكيل كيفية انتقال المحتوى وكيفية تجهيزه قبل النشر. فإذا نجحت الترجمة كما ينبغي، فقد تجعل «إكس» المحادثات أكثر عالمية بشكل افتراضي. أما إذا أخفقت، فقد تذكّر المستخدمين بأن إزالة الاحتكاك ليست دائماً مرادفة للحفاظ على المعنى.


روبوت سبّاح بعضلات مخبرية يتدرّب ذاتياً

طوَّر الباحثون نظاماً يجعل العضلات المخبرية «تتدرّب ذاتياً» عبر انقباض متبادل يزيد قوتها بمرور الوقت (NUS)
طوَّر الباحثون نظاماً يجعل العضلات المخبرية «تتدرّب ذاتياً» عبر انقباض متبادل يزيد قوتها بمرور الوقت (NUS)
TT

روبوت سبّاح بعضلات مخبرية يتدرّب ذاتياً

طوَّر الباحثون نظاماً يجعل العضلات المخبرية «تتدرّب ذاتياً» عبر انقباض متبادل يزيد قوتها بمرور الوقت (NUS)
طوَّر الباحثون نظاماً يجعل العضلات المخبرية «تتدرّب ذاتياً» عبر انقباض متبادل يزيد قوتها بمرور الوقت (NUS)

طوَّر فريق من الباحثين نوعاً جديداً من الروبوتات القادرة على السباحة، لا تعتمد على محركات أو بطاريات تقليدية، بل على عضلات حية مُنَمّاة في المختبر، في خطوة تُعدُّ تقدماً ملحوظاً في مجال الروبوتات الهجينة الحيوية.

الدراسة التي قادها علماء في جامعة سنغافورة الوطنية (NUS) تعالج أحد أبرز القيود التي واجهت هذا المجال لسنوات، والمتمثلة في ضعف القوة التي تولِّدها الأنسجة العضلية الاصطناعية. ومن خلال ابتكار نظام تستطيع فيه العضلات «تدريب نفسها»، تمكَّن الباحثون من تحسين الأداء بشكل كبير، ما أتاح للروبوت مرونة تَحقُّق سرعة قياسية ضمن فئته.

يعتمد الابتكار على تصميم جديد يجمع شريحتين من العضلات الهيكلية المُنَمّاة في المختبر ضمن نظام ميكانيكي مترابط. وبدلاً من الاعتماد على تحفيز كهربائي خارجي أو تدريب يدوي، جرى ترتيب العضلتين بحيث يؤدي انقباض إحداهما إلى شدِّ الأخرى. هذا التفاعل المستمر يخلق حلقة تغذية راجعة ذاتية حيث تنقبض عضلة وتقاوم الأخرى، ثم تنقبض بدورها؛ ما يؤدي إلى نوع من «التمرين الذاتي» الذي يقوِّي الأنسجة مع مرور الوقت.

الروبوت السابح «OstraBot» حقَّق سرعةَ قياسيةَ بلغت 467 مليمتراً في الدقيقة باستخدام هذه العضلات (NUS)

عضلات تتعلم ذاتياً

تعمل هذه الآلية بشكل مستمر خلال المراحل المبكِّرة من تطوُّر العضلات دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي أو نظام تحكم إضافي. والنتيجة هي نسيج عضلي أكثر نضجاً وقوة، قادر على توليد قوة أعلى مقارنة بالمحاولات السابقة في هذا المجال.

تمَّ تطبيق هذه العضلات المحسَّنة على روبوت سباحة صغير يُعرف باسم «أوسترابوت (OstraBot)»، صُمِّم لمحاكاة أسلوب الحركة لدى بعض أنواع الأسماك. وبفضل نظام الحركة الجديد، تمكَّن الروبوت من الوصول إلى سرعة بلغت 467 مليمتراً في الدقيقة، وهي تُعدُّ الأعلى المُسجَّلة حتى الآن لروبوت هجين حيوي يعتمد على عضلات هيكلية.

تكمن أهمية هذا الإنجاز في أنَّ الروبوتات الهجينة الحيوية التي تجمع بين مكونات بيولوجية حية وهياكل هندسية لطالما عدّت واعدة، لكنها محدودة القدرات. فعلى الرغم من أنَّ العضلات البيولوجية توفِّر مزايا واضحة مثل المرونة والكفاءة والهدوء عند الأحجام الصغيرة، فإنَّ ضعف قدرتها على توليد القوة شكَّل عائقاً أمام استخدامها العملي.

وفي هذا السياق، أوضح الباحثون أن ضعف العضلات المُنَمّاة كان يمثل «عنق زجاجة» حقيقياً. فإذا لم يتمكَّن المُشغِّل الحيوي من توليد قوة كافية، فلن يستطيع الروبوت الحركة بفاعلية، أو أداء مهام مفيدة.

من خلال تجاوز هذا التحدي، يفتح النهج الجديد الباب أمام استخدامات أوسع لهذا النوع من الأنظمة. فالعضلات الأقوى والقادرة على «التدريب الذاتي» قد تُمكِّن من تطوير تطبيقات يصعب تحقيقها باستخدام الروبوتات التقليدية الصلبة.

يحسِّن هذا النهج أداء العضلات الحيوية من دون الحاجة إلى تحفيز خارجي أو أنظمة تحكم معقدة (NUS)

تطبيقات وآفاق مستقبلية

من بين التطبيقات المحتملة الأجهزة الطبية ذات التدخل المحدود، حيث يمكن لروبوتات لين يعمل بالعضلات أن يتحرَّك داخل الجسم البشري بأمان أكبر، مع تقليل خطر إلحاق الضرر بالأنسجة الحساسة. كما أنَّ مكونات هذه الروبوتات الحيوية قد تجعلها أكثر توافقاً مع البيئة البيولوجية.

وفي المجال البيئي، يمكن استخدام هذه الروبوتات الصغيرة والمُوفِّرة للطاقة في مراقبة النظم البيئية الحساسة، حيث تسهم بنيتها اللينة وإمكانية تصنيعها من مواد قابلة للتحلل في تقليل الأثر البيئي طويل الأمد. ومن الرؤى المستقبلية في هذا المجال تطوير روبوتات قابلة للتحلل بالكامل، تتحلل بأمان بعد إتمام مهامها.

يعكس هذا البحث توجهاً أوسع نحو دمج علم الأحياء بالهندسة، حيث تسعى الأنظمة الهجينة الحيوية إلى محاكاة خصائص الكائنات الحية مثل القدرة على التكيُّف، والكفاءة، وإمكانية الإصلاح الذاتي أو الاستفادة منها داخل الآلات. وقد استكشفت أبحاث سابقة استخدام خلايا عضلة القلب التي تنقبض ذاتياً، أو أنظمة يتم التحكم بها عبر خلايا عصبية مزروعة.

لكن دمج مكونات حية في الآلات يطرح تحديات جديدة، إذ إن الأنسجة البيولوجية بطبيعتها متغيرة وحساسة للبيئة، ما يجعل التحكم بها والتنبؤ بسلوكها أكثر صعوبة مقارنة بالأنظمة الميكانيكية التقليدية. كما تظل قضايا المتانة وقابلية التوسُّع وضمان الأداء المستقر محاور بحث مستمرة.

تُسهم هذه الدراسة في معالجة جزء من هذه التحديات، من خلال تحسين قوة وموثوقية العضلات المستخدمة بوصفها مشغلات حيوية، ومن دون إضافة تعقيد عبر أنظمة تدريب أو تحفيز خارجية، كما كانت الحال في المحاولات السابقة. ورغم أنَّ هذه التقنية لا تزال في مرحلة تجريبية، فإنَّ نتائجها تشير إلى أنَّ الروبوتات الهجينة الحيوية تقترب تدريجياً من الاستخدام العملي. فالقدرة على تنمية عضلات أقوى وقادرة على الاستمرار ذاتياً قد تقلل من العقبات الهندسية التي حدَّت من تقدم هذا المجال.

وفي المقابل، تثير هذه التطورات تساؤلات أوسع حول العلاقة المستقبلية بين الأنظمة الحية والآلات، خصوصاً مع ازدياد دمج المكونات البيولوجية داخل الروبوتات، وما قد يرافق ذلك من قضايا أخلاقية وتنظيمية.

في الوقت الراهن، يبقى هذا الإنجاز خطوةً تقنيةً مهمةً، لكنه يعكس أيضاً مساراً واضحاً نحو مستقبل تتحوَّل فيه الروبوتات من أنظمة ميكانيكية بحتة إلى أنظمة تستلهم، بل وتدمج خصائص الكائنات الحية.


نظام برمجي يعزّز كفاءة مراكز البيانات دون الحاجة لأجهزة جديدة

تعاني مراكز البيانات من هدر في الأداء بسبب تفاوت غير مرئي بين وحدات التخزين (شاترستوك)
تعاني مراكز البيانات من هدر في الأداء بسبب تفاوت غير مرئي بين وحدات التخزين (شاترستوك)
TT

نظام برمجي يعزّز كفاءة مراكز البيانات دون الحاجة لأجهزة جديدة

تعاني مراكز البيانات من هدر في الأداء بسبب تفاوت غير مرئي بين وحدات التخزين (شاترستوك)
تعاني مراكز البيانات من هدر في الأداء بسبب تفاوت غير مرئي بين وحدات التخزين (شاترستوك)

طوّر باحثون في جامعة «MIT» نظاماً برمجياً جديداً يهدف إلى تحسين كفاءة مراكز البيانات، عبر الاستفادة من قدرات غير مستغَلّة في أجهزة التخزين، في خطوة قد تقلل الحاجة إلى التوسع المستمر في البنية التحتية عالية التكلفة.

تعتمد مراكز البيانات الحديثة على تجميع أجهزة التخزين، خصوصاً «وحدات التخزين ذات الحالة الصلبة (SSD)»، ضمن شبكات مشتركة، بحيث يمكن لعدة تطبيقات استخدامها في الوقت نفسه. هذه المقاربة تُحسّن من كفاءة الاستخدام نظرياً، لأن التطبيقات لا تحتاج دائماً إلى كامل سعة الجهاز. لكن عملياً، تبقى نسبة كبيرة من هذه السعة غير مستغلة بسبب تفاوت الأداء بين الأجهزة المختلفة.

مشكلة غير مرئية

تكمن المشكلة الأساسية في أن أداء وحدات التخزين لا يكون متساوياً، حتى داخل النظام نفسه؛ فبعض الأجهزة تكون أبطأ من غيرها نتيجة اختلافات في العمر أو مستوى التآكل أو حتى الشركة المصنّعة. وفي بيئة تعتمد على العمل الجماعي، يمكن لجهاز واحد أبطأ أن يحد من الأداء الكلي للنظام. ويوضح جوهر شودري، الباحث الرئيسي في الدراسة، أن هذا التفاوت يجعل من الصعب تحقيق أقصى أداء ممكن، مشيرة إلى أنه «لا يمكن افتراض أن جميع وحدات التخزين ستتصرف بالطريقة نفسها طوال دورة تشغيلها». هذا التحدي لا يظهر بشكل مباشر، لكنه يؤدي إلى فقدان تدريجي في الكفاءة؛ حيث تعمل الأنظمة ضمن حدود أقل من إمكاناتها الفعلية.

النظام يحقق تحسينات كبيرة في الأداء وكفاءة استخدام السعة دون الحاجة إلى أجهزة جديدة (شاترستوك)

ثلاثة مصادر للتفاوت

حدد الباحثون ثلاثة أسباب رئيسية لهذا التفاوت في الأداء. أولها يتعلق بالاختلافات الفيزيائية بين وحدات التخزين، مثل العمر والاستخدام السابق، ما يجعل بعضها أسرع من غيرها. أما السبب الثاني فيرتبط بطريقة عمل هذه الأجهزة نفسها؛ حيث تتداخل عمليات القراءة والكتابة؛ فعند كتابة بيانات جديدة، يحتاج الجهاز إلى حذف بيانات قديمة، وهي عملية قد تؤثر على سرعة القراءة في الوقت نفسه. السبب الثالث هو ما يُعرف بعملية «جمع البيانات غير الضرورية» أو «Garbage Collection»، وهي عملية داخلية تهدف إلى تحرير مساحة تخزين، لكنها تحدث في أوقات غير متوقعة، وقد تؤدي إلى تباطؤ مفاجئ في الأداء.

لمواجهة هذه التحديات، طوّر الباحثون نظاماً أطلقوا عليه اسم «ساندوك (Sandook)»، وهو نظام برمجي لا يتطلب تعديلات في الأجهزة، بل يعمل على إدارة توزيع المهام بين وحدات التخزين بطريقة أكثر ذكاءً.

يعتمد النظام على بنية من مستويين. في المستوى الأول، يوجد متحكم مركزي يقوم بتوزيع المهام بناءً على صورة شاملة لجميع الأجهزة. أما في المستوى الثاني، فهناك متحكمات محلية لكل جهاز، قادرة على التفاعل بسرعة مع التغيرات المفاجئة. هذه البنية تتيح للنظام اتخاذ قرارات استراتيجية على مستوى عام، مع الحفاظ على القدرة على الاستجابة الفورية للمشكلات التي قد تظهر في جهاز معين.

توازن بين التخطيط والاستجابة

من خلال هذا التصميم، يستطيع النظام معالجة أنواع مختلفة من التفاوت في الأداء، سواء تلك التي تحدث بشكل تدريجي (مثل التآكل) أو المفاجئة (مثل عمليات تنظيف البيانات). فعلى سبيل المثال، إذا كان أحد الأجهزة يعاني من بطء مؤقت بسبب عملية داخلية، يمكن للنظام تقليل الضغط عليه مؤقتاً، وتحويل بعض المهام إلى أجهزة أخرى، ثم إعادة توزيع العمل تدريجياً بعد انتهاء المشكلة. كما يقوم النظام بتحليل الأداء التاريخي لكل جهاز، ما يسمح له بالتنبؤ بالحالات التي قد تؤثر على الأداء، والتعامل معها مسبقاً.

عند اختبار النظام على مجموعة من المهام الواقعية، مثل تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي وضغط الصور وتشغيل قواعد البيانات، أظهر نتائج لافتة؛ فقد تمكن من تحسين الأداء بنسبة تتراوح بين 12 و94 في المائة مقارنة بالطرق التقليدية، كما زاد من كفاءة استخدام السعة التخزينية بنسبة 23 في المائة. وفي بعض الحالات، وصلت وحدات التخزين إلى نحو 95 في المائة من أقصى أداء نظري لها، وهو مستوى يصعب تحقيقه في الأنظمة التقليدية.

يعتمد الحل على مزيج من التحكم المركزي والاستجابة المحلية لتحسين توزيع الأحمال (شاترستوك)

بديل للتوسع المستمر

تعكس هذه النتائج توجهاً مختلفاً في إدارة مراكز البيانات؛ فبدلاً من إضافة المزيد من الأجهزة لتحسين الأداء، يقترح هذا النهج تحسين استخدام الموارد الحالية. ويشير شودري إلى أن الاعتماد المستمر على إضافة موارد جديدة «ليس مستداماً»، سواء من حيث التكلفة أو التأثير البيئي؛ خصوصاً أن مراكز البيانات تستهلك كميات كبيرة من الطاقة. وبالتالي، فإن تحسين الكفاءة قد يكون بديلاً أكثر استدامة من التوسع المستمر.

تزداد أهمية هذه التطورات مع تزايد الاعتماد على تطبيقات الذكاء الاصطناعي، التي تتطلب كميات هائلة من البيانات وسرعات عالية في المعالجة. في هذا السياق، يمكن لنظام مثل «Sandook» أن يلعب دوراً مهماً في تحسين أداء البنية التحتية دون الحاجة إلى استثمارات إضافية كبيرة. كما أن قدرته على التكيف مع التغيرات في الوقت الحقيقي تجعله مناسباً للبيئات التي تتسم بتقلبات مستمرة في حجم العمل.

نحو بنية أكثر ذكاءً

يمثل هذا العمل جزءاً من اتجاه أوسع نحو تطوير أنظمة برمجية قادرة على إدارة الموارد بكفاءة أعلى، من خلال فهم أعمق لسلوك الأجهزة والتطبيقات. فبدلاً من الاعتماد على افتراضات ثابتة، تعتمد هذه الأنظمة على تحليل مستمر للبيانات واتخاذ قرارات ديناميكية.

يعمل الباحثون حالياً على تطوير النظام ليتوافق مع تقنيات أحدث في وحدات التخزين، تمنح مزيداً من التحكم في كيفية توزيع البيانات. كما يسعون إلى الاستفادة من أنماط العمل المتوقعة في تطبيقات الذكاء الاصطناعي، لتحسين الكفاءة بشكل أكبر.

لا يقدّم هذا النظام مجرد تحسين تقني، بل يعيد طرح سؤال أساسي: هل الحل دائماً في إضافة المزيد من الموارد، أم في استخدام ما لدينا بشكل أفضل؟