وشم إلكتروني لمراقبة صحة الأطفال

يرصد مختلف النشاطات الحيوية في أجسامهم

وشم إلكتروني لمراقبة صحة الأطفال
TT

وشم إلكتروني لمراقبة صحة الأطفال

وشم إلكتروني لمراقبة صحة الأطفال

الأطفال الذين سيولدون في الأقطار النامية بعد خمس إلى عشر سنوات من اليوم، قد يحصلون على وشم قبل الشروع في تناول وجبتهم الأولى. ويكون هذا الوشم على شاكلة دائرة كهربائية متكاملة أصغر من الطابع البريدي، ربما توضع على الصدر.
وسيقوم الوشم برصد النشاطات الحيوية، مثل مخططات القلب الكهربائية، ونشاطات الجسم، والوضع الغذائي، وفترات النوم، ومعدل التنفس، وحرارة الجسم، وجفاف الجسم. وفي الوقت الذي يصبح فيه الطفل بعمر السنتين، يكون قد جمع في نظم «السحاب الإلكتروني» من البيانات الحيوية أكثر من أي شخص هو على قيد الحياة اليوم، كما تقول ليسلي ساكسون رئيسة قسم طب أمراض القلب والشرايين في كلية «كيك سكول» الطبية التابعة لجامعة «ساذرن كاليفورنيا» بأميركا.

* نظم استشعار
ويؤمن الوشم الإلكتروني نقل المعلومات ربما من مستشعر أو أكثر إلى الهواتف الذكية، أو الأجهزة اللوحية التي تقوم تطبيقاتها بتزويد ذوي الطفل وأطباء الأطفال بكشوفات عن صحة الطفل وحالته في الزمن الحقيقي.
وتقول ساكسون في حديث نقلته مجلة جمعية المهندسين الكهربائيين الأميركية (IEEE): «لن يكون الأطفال فقط المستفيدين من هذا النظام، بل كذلك الرياضيون، والجنود، وغيرهم. إنه جزء من المستقبل، حيث المرضى الذين يمكنهم التفاعل معه أيضا، مما يمكنهم كذلك من التعامل مع الأعراض، والأدوية والعقاقير، والأطعمة، والنشاط البدني»، وفقا لتوقعاتها. «كما سيمكن الوشم المرء من الإشراف بنفسه على جسمه وأعراضه المتعددة». وهذا ليس كل شيء، فأي شيء قد يتسرب من هذه المعلومات لن يكون نافعا للشركات الطبية والمنتجة للأدوية والعقاقير.
وكانت ساكسون المتحدثة الأولى أمام جمع ضم 500 شخص في مؤتمر «IEEE» للتقنيات البشرية في مؤتمر أخير عقد في مدينة أوستن بتكساس. ولم تستبعد الباحثة حصول هفوات وأخطاء قد تحصل في هذا السياق، بعد القلق الذي راود البعض، إثر الإعلان عن هذه المخططات وأثرها في الحفاظ على الخصوصيات، خاصة أن ثمة جهازا موجودا في جسمك يمكنه التعرف على كل شاردة وواردة منه، باثا ومرسلا معلومات حساسة منه طوال الوقت. كما أقرت كذلك بأن الكثير من الأشخاص لا يرغبون في الكشف عن نواح حساسة عن الاحتمالات التي قد تحصل لهم على المدى الطويل. وقالت إن الوشم يؤدي مهمته فقط إذا كان الأشخاص الذين يستخدمونه يوظفونه لمضاعفة إنسانيتهم فقط وتعزيزها، وليس للتخويف والترويع.
وأضافت أن نحو 27 في المائة من الأميركيين يستخدمون بعضا من مقاييس هذه البيانات الحيوية على شكل أربطة توضع على الرسغ التي تسجل زمن النشاطات البدنية وفترات النوم. وهذه ستتطور إلى أجهزة استشعار من شأنها تغيير واجهات الربط والتفاعل بين الإنسان والآلة. فهي ستكون قابلة للزرع في الأجسام، ومرتبطة بشبكات، لتصبح جزءا من حياتنا اليومية.
وأحد التطبيقات المقبلة ستكون على شكل مستشعرات صغيرة يمكن بلعها وتناولها مع حبوب الدواء. وهذا ما سيؤكد ما إذا كان المريض قد تناول الجرعة الصحيحة، ومن ثم يمكنه رصد التفاعلات الفسيولوجية للجرعة هذه، مما يمكن الأطباء من تعديلها، خاصة أن 50 في المائة من المرضى لا يتناولون الدواء حسب الجرعات الموصوفة لهم، وفقا لساكسون التي لاحظت أن مشروعا للمستشعرات القابلة للبلع من تطوير شركة «بروتيوس ديجتال هيلث» قد جرت الموافقة عليه من قبل إدارة الغذاء والدواء الأميركية (إف دي إيه)، يطرح في الأسواق لمراقبة مفعول عقاقير تتعلق بفشل القلب.



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»