خرسانة... مخزّنة للطاقة

تؤمن احتياجات المنازل منها

خرسانة... مخزّنة للطاقة
TT

خرسانة... مخزّنة للطاقة

خرسانة... مخزّنة للطاقة

طوّر مهندسو «معهد ماساتشوستس للتقنية» تقنية جديدة لتخزين الطاقة، وهي نوع جديد من الخرسانة يعتمد على مادتين قديمتين: الإسمنت الذي يُستخدم منذ آلاف السنين، وأسود الكربون؛ المسحوق أسود اللون الذي استُخدم حبراً للمخطوطات منذ مئات السنين.

يتمتّع أسود الكربون بخاصية توصيل الكهرباء، واكتشف الباحثون أنّ مزجه مع الإسمنت والمياه بطريقة معيّنة يحوّله إلى شبكة متشعّبة وطويلة من «أسلاك» الكربون مع اشتداد صلابة الإسمنت. وتحوّل هذه العملية المادّة إلى «مكثّف فائق»؛ أي إلى جهاز يخزّن الشحنة الكهربائية.

ويقول فرنز جوزيف أولم، أستاذ الهندسة المدنية في «معهد ماساتشوستس للتقنية» وأحد الباحثين المشاركين في الدراسة: «فجأةً؛ أصبحت لدينا مادّة ليست فقط قادرة على حمل الأوزان، بل تستطيع تخزين الطاقة أيضاً».

وعلى عكس البطارية التي تعمل عبر تحويل الطاقة الكيميائية إلى كهربائية، لا يفقد المكثّف الفائق متانته أو قدرته على الاحتفاظ بالشحنة مع الوقت. وعلاوةً على ذلك، لا يحتاج المكثّف الفائق إلى مواد مكلفة ومثيرة للأسئلة الأخلاقية مثل مواد الكوبالت والليثيوم اللذين يُستخدمان في بطاريات الأيون ليثيوم.

حلول بيئية

ويعدّ الباحثون أنّ انخفاض تكلفة أسود الكربون سيؤدّي إلى انخفاض تكلفة صناعة الخرسانة، فضلاً عن أنّه قد يكون حلاً لواحدٍ من أبرز التحديات التي تعوق توسيع نطاق استخدام الموارد المتجدّدة. ففي ظلّ عدم التوفّر الدائم للطاقتين الشمسية والهوائية، فلا بدّ من التسريع ببناء مخازن طاقة أقلّ تكلفة للاستغناء عن الوقود الأحفوري.

يستطيع أساسٌ - متّصل بواسطة أسلاك تمتدّ إلى السطح - مصنوع من المادّة الجديدة في أحد المنازل، تخزين طاقة شمسية موازية للطاقة التي يستهلكها المنزل خلال يومٍ واحد. كما يمكن استخدام مثل هذه الأساسات في منشآت الطاقة الهوائية لبناء قواعد التوربينات الهوائية، وفي الطرقات لشحن السيارات الكهربائية في أثناء سيرها.

ووجد الباحثون في دراستهم الجديدة أيضاً أنّه يمكن تصميم مكثّفات الطاقة للشحن البطيء في حالات المنازل، وللتحرير السريع في حالات شواحن العربات الكهربائية.

بعد اختبار نسخة صغيرة من المادّة في المختبر، يخطّط الفريق اليوم لتوسيع حجم عمله، حيث أشار أولم إلى أنّ النموذج التجريبي الأوّل من هذه الخرسانة قد يكون جاهزاً في غضون 18 شهراً.

* «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

«السيادي السعودي» يعتزم استثمار 15 مليار دولار في الطاقة المتجددة بالبرازيل 

الاقتصاد الصندوق يعتزم الاستثمار في مجالات مثل الهيدروجين الأخضر والبنية التحتية (رويترز)

«السيادي السعودي» يعتزم استثمار 15 مليار دولار في الطاقة المتجددة بالبرازيل 

قال وزير الطاقة البرازيلي ألكسندر سيلفيرا على هامش «قمة الأولوية» إن «صندوق الاستثمارات العامة» السعودي يعتزم استثمار نحو 15 مليار دولار في البرازيل.

«الشرق الأوسط» (ريو دي جانيرو)
تكنولوجيا تستهلك مراكز البيانات طاقة هائلة لخدمة الطلب المتزايد على الذكاء الاصطناعي (شاترستوك)

كيف يمكن فهم معضلة حاجة الذكاء الاصطناعي للطاقة العالية أمام السعي لتحقيق الاستدامة؟

يُعد اعتماد الذكاء الاصطناعي على مراكز البيانات الضخمة لنماذج التدريب عاملاً رئيسياً في استهلاكه العالي للطاقة... فكيف يمكن الحفاظ على الاستدامة أمام ذلك؟

نسيم رمضان (لاس فيغاس)
الاقتصاد وزيرة الطاقة الأميركية جنيفر غرانهولم تتحدث خلال زيارتها مفاعلاً نووياً حديثاً بمحطة «ألفين دبليو فوغتل» لتوليد الكهرباء (أ.ب)

وزيرة الطاقة الأميركية: واشنطن ستعزز معدل تجديد احتياطها النفطي

قالت وزيرة الطاقة الأميركية، جنيفر غرانهولم، إن الولايات المتحدة قد تسرع معدل تجديد الاحتياطي الاستراتيجي من النفط مع اكتمال «صيانة المخزون» بحلول نهاية العام.

علوم الألواح الشمسية العائمة تتفوق على الألواح التقليدية بمزايا عدة (جامعة بانغور)

الألواح الشمسية العائمة يمكنها توفير الكهرباء لدول عديدة

أظهرت دراسة بريطانية أن الألواح الشمسية العائمة يمكنها توفير جميع احتياجات الكهرباء لبلدان بأكملها عالمياً.

محمد السيد علي (القاهرة )
الاقتصاد وزير البترول المصري يشهد توقيع اتفاقية بنك الطاقة الأفريقي في مصر (الشرق الأوسط)

توقيع اتفاق تأسيس البنك الأفريقي للطاقة في مصر برأسمال 5 مليارات دولار

وقّعت منظمة منتجي البترول الأفارقة، والبنك الأفريقي للتصدير والاستيراد (أفريكسيم بنك)، اتفاق تأسيس وميثاق بنك الطاقة الأفريقي، برأسمال مبدئي 5 مليارات دولار.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)

قاعدة بيانات مطورة لأدوات الذكاء الاصطناعي لأبحاث العلوم الاجتماعية

قاعدة بيانات مطورة لأدوات الذكاء الاصطناعي لأبحاث العلوم الاجتماعية
TT

قاعدة بيانات مطورة لأدوات الذكاء الاصطناعي لأبحاث العلوم الاجتماعية

قاعدة بيانات مطورة لأدوات الذكاء الاصطناعي لأبحاث العلوم الاجتماعية

يمكن لأدوات الذكاء الاصطناعي تلخيص نتائج الأبحاث بسرعة وبطريقة سهلة للقارئ، من خلال المساعدة في كتابة المُدونات وإنشاء الرسوم البيانية وإنتاج شرائح العرض التقديمي وحتى الصور.

غالباً ما يُستخدم الذكاء الاصطناعي بوصفه وسيلة لتلخيص البيانات، وتحسين الكتابة، لكن أدوات الذكاء الاصطناعي تُمثل أيضاً طريقة قوية وفعالة لتحليل كميات كبيرة من النص للبحث عن الأنماط. وإضافة إلى ذلك، يمكن لأدوات الذكاء الاصطناعي أن تساعد في تطوير النتاجات العلمية التي يمكن التشارك بها على نطاق واسع.

قاعدة بيانات للذكاء الاصطناعي

ومن هذا المنطلق، قمنا، بوصفنا باحثين في العلوم الاجتماعية(*)، بتطوير قاعدة بيانات جديدة لأدوات الذكاء الاصطناعي في هذا المجال. وفي هذه القاعدة قمنا بتجميع معلومات حول كل أداة، وتوثيق ما إذا كانت مفيدة لمراجعة الأدبيات، أو جمع البيانات وتحليلها، أو نشر الأبحاث. وقدمنا ​​أيضاً معلومات حول التكاليف وعمليات تسجيل الدخول وملحقات المكونات الإضافية المتاحة لكل أداة.

لعلماء النفس والاجتماع والاتصالات

عندما سُئل العديد من علماء الاجتماع عن تصوراتهم للذكاء الاصطناعي، أعربوا عن الحذر أو التخوف. وفي عينة من أعضاء هيئة التدريس والطلاب من أكثر من 600 مؤسسة، أفاد 22 في المائة فقط من أعضاء هيئة التدريس بالجامعة بأنهم يستخدمون أدوات الذكاء الاصطناعي بانتظام.

ولذلك، ولأن عمل هذه الأدوات، بدءاً من تمشيط النصوص المطولة أو البيانات المستندة إلى النصوص، وصولاً إلى كتابة مراجعات الأدبيات ومشاركة النتائج، فإننا نعتقد أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد الباحثين في العلوم الاجتماعية - مثل الباحثين في علم النفس وعلم الاجتماع والاتصالات - إضافة إلى الآخرين في تحقيق أقصى استفادة من بياناتهم، وتقديمها إلى جمهور أوسع.

تحليل النص بالذكاء الاصطناعي

غالباً ما يتضمن البحث النوعي التدقيق في النصوص أو اللغة المكتوبة لتحديد الموضوعات والأنماط. وفي حين أن هذا النوع من الأبحاث قوي، إلا أنه يتطلب أيضاً عمالة كثيفة.

إن قوة منصات الذكاء الاصطناعي في التدقيق بمجموعات البيانات الكبيرة لا توفر وقت الباحثين فقط، بل يمكن أن تساعدهم أيضاً في تحليل البيانات التي لم يكن من الممكن تحليلها مسبقاً بسبب حجم مجموعة البيانات.

وعلى وجه التحديد، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يساعد علماء الاجتماع من خلال تحديد الموضوعات المحتملة أو الموضوعات المشتركة في البيانات النصية الكبيرة التي يمكن للعلماء استجوابها باستخدام أساليب البحث النوعي.

وعلى سبيل المثال، يمكن للذكاء الاصطناعي تحليل 15 مليون منشور على وسائل التواصل الاجتماعي لتحديد الموضوعات المتعلقة بكيفية تعامل الأشخاص مع «كوفيد-19».

صياغة أسئلة الدراسات الاستقصائية

يمكن لهذه الموضوعات بعد ذلك أن تمنح الباحثين نظرة ثاقبة للاتجاهات الأكبر في البيانات، ما يسمح لنا بتحسين المعايير لإجراء تحليل نوعي أكثر تعمقاً. ويمكن أيضاً استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي لتكييف اللغة، واختيار العلماء للكلمات في تصميمات البحث.

وعلى وجه الخصوص، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يقلل من التحيز من خلال تحسين صياغة الأسئلة في الدراسات الاستقصائية، أو تحسين الكلمات الرئيسية المستخدمة في جمع بيانات وسائل التواصل الاجتماعي.

تحديد الفجوات

وفي المعرفة، هناك مهمة رئيسية أخرى في البحث، وهي مسح مجال ما بحثاً عن الأعمال السابقة لتحديد الفجوات في المعرفة.

وتعتمد تطبيقات الذكاء الاصطناعي على أنظمة يمكنها تركيب النص، وهذا يجعل مراجعات الأدبيات - قسم الورقة البحثية الذي يلخص أبحاثاً أخرى حول الموضوع نفسه - وعمليات الكتابة أكثر كفاءة. كما تظهر الأبحاث أن ردود الفعل البشرية على الذكاء الاصطناعي، مثل تقديم أمثلة للمنطق البسيط، يمكن أن تحسن بشكل كبير قدرة الأدوات على أداء التفكير المعقد.

الحذر من المصادر المزيفة

ومع أخذ ذلك في الاعتبار، يمكننا مراجعة تعليماتنا للذكاء الاصطناعي باستمرار، وتحسين قدرته على استخلاص الأدبيات ذات الصلة. ومع ذلك، يجب على علماء الاجتماع أن يكونوا حذرين من المصادر المزيفة، وهو ما يُشكل مصدر قلق كبيراً فيما يتعلق بالذكاء الاصطناعي التوليدي.

ومن الضروري التحقق من أي مصادر توفرها أدوات الذكاء الاصطناعي، للتأكد من أنها تأتي من المجلات الرصينة التي يراجعها النظراء من العلماء.

التشارك بنتائج الأبحاث

يمكن لأدوات الذكاء الاصطناعي تلخيص نتائج الأبحاث بسرعة وبطريقة سهلة للقارئ من خلال المساعدة في كتابة المدونات وإنشاء الرسوم البيانية وإنتاج شرائح العرض التقديمي وحتى الصور.

تحتوي قاعدة بياناتنا على أدوات الذكاء الاصطناعي التي يمكنها أيضاً مساعدة العلماء في عرض نتائجهم على وسائل التواصل الاجتماعي. وإحدى الأدوات التي تستحق تسليط الضوء عليها هي «بلوغ تويت» (BlogTweet). تتيح أداة الذكاء الاصطناعي المجانية هذه للمستخدمين نسخ ولصق النص من مقال مثل هذا لإنشاء سلاسل تغريدات وبدء المحادثات.

راقب تكلفة أدوات الذكاء الاصطناعي

ثلثا الأدوات الموجودة في قاعدة البيانات تكلف أموالاً. في حين كان هدفنا الأساسي هو تحديد الأدوات الأكثر فائدة لعلماء الاجتماع، فقد سعينا أيضاً إلى تحديد الأدوات مفتوحة المصدر، وقمنا بتنظيم قائمة تضم 85 أداة مجانية، يُمكنها دعم جهود مراجعة الأدبيات والكتابة وجمع البيانات والتحليل والتصور.

وفي تحليلنا لتكلفة أدوات الذكاء الاصطناعي، وجدنا أيضاً أن العديد منها يوفر وصولاً «مجانياً» إلى الأدوات، وهذا يعني أنه يمكنك استكشاف نسخة مجانية من المنتج. وتتوافر إصدارات أكثر تقدماً من بعض الأدوات من خلال شراء الرموز المميزة أو خطط الاشتراك.

وبالنسبة لبعض الأدوات، يمكن أن تكون التكاليف مخفية إلى حد ما، أو غير متوقعة. على سبيل المثال، قد تكون للأداة، التي تبدو مفتوحة المصدر ظاهرياً، حدود للمعدل، وقد يجد المستخدمون أن عدد الأسئلة المجانية التي يمكنهم طرحها على الذكاء الاصطناعي، محدود.

مستقبل قاعدة البيانات

منذ إصدار قاعدة بيانات تطبيقات الذكاء الاصطناعي لأبحاث العلوم الاجتماعية Artificial Intelligence Applications for Social Science Research Database، في 5 أكتوبر (تشرين الأول) 2023، تم تنزيلها أكثر من 400 مرة في 49 دولة.

وجدنا في قاعدة البيانات 131 أداة للذكاء الاصطناعي مفيدة لمراجعة الأدبيات أو الملخصات أو الكتابة. وهناك ما يصل إلى 146 أداة من أدوات الذكاء الاصطناعي مفيدة لجمع البيانات أو تحليلها، و108 أدوات مفيدة لنشر الأبحاث.

إننا نواصل تحديث قاعدة البيانات، ونأمل أن تساعد المجتمعات الأكاديمية في استكشاف الذكاء الاصطناعي وإنشاء محادثات جديدة. وكلما زاد استخدام علماء الاجتماع لقاعدة البيانات، تمكنوا من العمل نحو التوصل إلى توافق في الآراء حول اعتماد الأساليب الأخلاقية لاستخدام الذكاء الاصطناعي في البحث والتحليل.

(*) ميغان ستابس-ريتشاردسون أستاذة أبحاث مساعدة في مركز أبحاث العلوم الاجتماعية بجامعة «ولاية ميسيسيبي». ديفون برينر أستاذ التربية، ولورين إثيريدج باحثة مشاركة في علم الاجتماع في الجامعة. مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

راجع قاعدة بيانات تطبيقات الذكاء الاصطناعي لأبحاث العلوم الاجتماعية على الرابط الالكتروني:

https://scholarsjunction.msstate.edu/ssrc-publications/6/

حقائق

400 مرة في 49 دولة

تم تنزيل «قاعدة بيانات تطبيقات الذكاء الاصطناعي لأبحاث العلوم الاجتماعية» منذ طرحها في أكتوبر (تشرين الأول) 2023

حقائق

15 مليوناً

منشور على وسائل التواصل الاجتماعي يمكن للذكاء الاصطناعي تحليلها لتحديد الموضوعات المتعلقة بكيفية تعامل الأشخاص مع «كوفيد-19»