خرائط ثلاثية الأبعاد للشعاب المرجانية عبر الذكاء الاصطناعي... في وقت قياسي

يقوم التركيب الكلسي لمستعمرات الشعاب المرجانية بتزويد السواحل بالأتربة عند تكسره (شاترستوك)
يقوم التركيب الكلسي لمستعمرات الشعاب المرجانية بتزويد السواحل بالأتربة عند تكسره (شاترستوك)
TT

خرائط ثلاثية الأبعاد للشعاب المرجانية عبر الذكاء الاصطناعي... في وقت قياسي

يقوم التركيب الكلسي لمستعمرات الشعاب المرجانية بتزويد السواحل بالأتربة عند تكسره (شاترستوك)
يقوم التركيب الكلسي لمستعمرات الشعاب المرجانية بتزويد السواحل بالأتربة عند تكسره (شاترستوك)

تتأثر الأنظمة البيئية البحرية بشكل واضح نتيجة التغير المناخي وتلوث المياه ما يحوّل انتباه العلماء والباحثين إلى أحد أكثر مكونات المحيط حيوية، وهي الشعاب المرجانية.

وتلعب هذه اللافقاريات البحرية المعقدة، التي تشكل الهياكل الخارجية لكربونات الكالسيوم، دوراً حاسماً في التنوع البيولوجي البحري.

وعلى الرغم من أنها تحتل أقل من 0.1 في المائة من قاع المحيط، فإن الشعاب المرجانية تعد موطناً لما يقرب من ثلث جميع الأنواع البحرية، وتوفر الموئل والمأوى لمجموعة واسعة من الحياة البحرية. وإلى جانب أهميتها البيئية، فإن للشعاب المرجانية تأثيراً مباشراً على المجتمعات البشرية، حيث توفر مصادر مهمة للأمن الغذائي والدخل من خلال السياحة لما يصل إلى نصف مليار شخص على مستوى العالم، كما هو موضح في بحث أجرته الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة.

ديفيس تويا الأستاذ في مختبر «ECEO» أثناء غوصه في جيبوتي (LWimages)

صمود بعض أنواع شعاب المرجان

يؤدي تعرض النظم البيئية الحيوية للخطر نتيجة التهديدات المزدوجة المتمثلة في ارتفاع درجات حرارة البحر والتلوث الناجم عن الأنشطة البشرية، إلى تحول لونها إلى الأبيض، أو ما يعرف بابيضاض الشعاب المرجانية على نطاق واسع.

واستجابة لهذه القضية الملحة، تتعمق مبادرات مثل تلك التي يقودها «مركز البحر الأحمر العابر للحدود الوطنية» (TRSC) في قدرة بعض أنواع المرجان الموجودة في البحر الأحمر على الصمود. وقد أظهرت هذه الشعاب المرجانية مقاومة مثيرة للاهتمام للضغوط الناجمة عن تغير المناخ، ما أثار اهتماماً علمياً كبيراً وجهوداً بحثية تهدف إلى الكشف عن أسرارها لتطبيقها على نطاق أوسع.

لقد ظهر تطور رائد في هذا البحث من «مختبر العلوم الحسابية البيئية ومراقبة الأرض» (ECEO) في كلية الهندسة المعمارية والهندسة المدنية والبيئية (ENAC) بجامعة «EPFL» السويسرية.

قدّم الفريق نظام «ديب ريف ماب» (DeepReefMap) وهو نظام مبتكر يعمل بالذكاء الاصطناعي قادر على إنشاء خرائط تفصيلية ثلاثية الأبعاد للشعاب المرجانية من الصور تحت الماء التي تم التقاطها بواسطة الكاميرات التجارية القياسية.

لا تقوم هذه الأداة برسم الخرائط فحسب، بل تصنف أيضاً الشعاب المرجانية بناءً على ميزاتها الفريدة، ما يعزز بشكل كبير كفاءة أبحاث الشعاب المرجانية.

ويقول صامويل جارداز، منسق مشاريع «TRSC»، إن النظام يعمل على تبسيط منهجية البحث وتقليل التكاليف المرتبطة بالمعدات والخدمات اللوجستية وتكنولوجيا المعلومات.

تمثل الشعاب المرجانية بيئة لتوالد وتكاثر وتربية وتغذية كثير من الأسماك والأحياء المائية المختلفة (شاترستوك)

ما الجديد؟

تقليدياً، يتطلب الحصول على صور ثلاثية الأبعاد للشعاب المرجانية معرفة متخصصة، حيث كانت عبارة عن عملية تستخدم كثيراً من الموارد، ما يحدّ من تطبيقها ويجعل المراقبة الشاملة للشعاب المرجانية أمراً صعباً. ومع ذلك، فإن «DeepReefMap» يزود الغواصين الهواة بمعدات الغوص الأساسية وكاميرا للمساهمة في أبحاث المرجان من خلال التقاط لقطات واسعة النطاق تحت الماء. ويتم تسهيل هذا النهج من خلال هيكل «PVC» مبتكر، طوره باحثو معهد «EPFL »، وهو قادر على حمل كاميرات متعددة لتغطية مساحات أكبر من الشعاب المرجانية بتكلفة معقولة وبكفاءة.

التغلب على التحديات

تتعامل خوارزميات الذكاء الاصطناعي المتطورة في «DeepReefMap» ببراعة مع التحديات الفريدة للتصوير تحت الماء، مثل الإضاءة الضعيفة والحيود، لإنتاج عمليات إعادة بناء دقيقة وشاملة ثلاثية الأبعاد وتصنيفات المرجان.

كما تعد هذه الكفاءة أمراً بالغ الأهمية لتمكين الاستكشاف الشامل والمفصل للأنظمة البيئية للشعاب المرجانية دون الحاجة إلى معدات باهظة الثمن أو قوة معالجة.

ويؤكد جوناثان سودر، الذي ساهم في تطوير «DeepReefMap» خلال فترة دراسته الدكتوراه، على إمكانية اعتماد النظام على نطاق واسع، مسلطاً الضوء على التطبيق العملي له لمراقبة المناطق الساحلية الشاسعة، مثل ساحل جيبوتي الذي يبلغ طوله 400 كيلومتر مع الحد الأدنى من متطلبات الأجهزة.

تحدث ظاهرة ابيضاض الشعاب المرجانية لأسباب تتعلق بالتغيير في صبغياتها نتيجة تغير المناخ وارتفاع درجة حرارة البحار والمحيطات (شاترستوك)

آفاق نظام «DeepReefMap»

يمثل ظهور «DeepReefMap» خطوة مهمة نحو الحفظ الرقمي وفهم الشعاب المرجانية. من خلال توفير أداة قابلة للتطوير يمكن الوصول إليها لرصد صحة الشعاب المرجانية وديناميكياتها، يستطيع الباحثون تحديد المجالات ذات الأولوية للحفظ وجمع البيانات الأساسية عن وفرة المرجان والاتجاهات الصحية.

وتضع هذه التكنولوجيا الأساس لإنشاء توأم رقمي للأنظمة البيئية للشعاب المرجانية، ما يقدم تمثيلاً رقمياً شاملاً يمكن استخدامه لمختلف أغراض البحث والحفظ، بما في ذلك دراسة تنوع أنواع الشعاب المرجانية، والمجموعات الجينية، وتأثيرات التلوث.

ولا تقتصر قدرات «DeepReefMap» على دراسة الشعاب المرجانية، بل تمهد الطريق لتطبيقات أوسع في البحوث البحرية، لتشمل الموائل تحت الماء، مثل أشجار المانغروف. وتمثل أداة الذكاء الاصطناعي متعددة الاستخدامات هذه، بقدرتها على التكيف والتطبيق في بيئات جديدة، حدوداً واعدة في الجهود المستمرة لحماية وفهم النظم البيئية البحرية الثمينة على كوكبنا.


مقالات ذات صلة

«إدريفيل» تخصص 100 مليون دولار للاستثمار في السعودية على مدى 5 أعوام

الاقتصاد جانب من توقيع أنيتا سيلوين المؤسِّسة والرئيسة التنفيذية لـ«إدريفيل» اتفاقيات مع عدد من الشركات السعودية في الرياض (الشرق الأوسط)

«إدريفيل» تخصص 100 مليون دولار للاستثمار في السعودية على مدى 5 أعوام

قررت شركة «إدريفيل» Edrevel الأميركية، تخصيص 100 مليون دولار للاستثمار في السعودية على مدى السنوات الخمس المقبلة.

فتح الرحمن يوسف (الرياض)
الاقتصاد جانب من العاصمة السعودية الرياض (رويترز)

«بلومبرغ»: السعودية تخطط لزيادة قدرة مراكز البيانات 37 % حتى 2027

تكثف السعودية جهودها لتعزيز رقمنة اقتصادها لترسيخ مكانتها مركزاً إقليمياً للذكاء الاصطناعي؛ مما يجعلها السوق الأسرع نمواً لمراكز البيانات في الشرق الأوسط.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
خاص تلتزم شركة «دِل» بدعم التحول الرقمي للمملكة وتشكيل مستقبل الاقتصاد الرقمي في المنطقة (شاترستوك)

خاص «دِل» تعزز التحول الرقمي في السعودية عبر 3 عقود من الابتكار والشراكة

«دِل» تدعم تحول المملكة الرقمي عبر استثمارات جديدة تشمل مركزاً لوجيستياً في الدمام وبرامج تدريبية تعزز الكفاءات المحلية وتدفع نحو اقتصاد رقمي متقدم.

نسيم رمضان (الرياض)
تكنولوجيا يبين التقرير أن 86% من الحوادث الإلكترونية الكبرى في 2024 أدت إلى توقف تشغيلي أو تلف سمعة أو خسائر مالية (شاترستوك)

الهجمات الإلكترونية في 2024... أسرع وأذكى وأكثر تدميراً

يظهر التقرير أن الهجمات المدعومة بالذكاء الاصطناعي يمكنها سرقة البيانات في 25 دقيقة فقط؛ ما يجعل الاكتشاف أصعب.

نسيم رمضان (لندن)
الاقتصاد رقائق أشباه الموصلات على لوحة الدوائر المطبوعة في هذه الصورة التوضيحية (رويترز)

صادرات تايوان تقفز بشكل غير متوقع في فبراير

ارتفعت صادرات تايوان بشكل غير متوقَّع، في فبراير، مدفوعة بزيادة الطلب على تقنيات الذكاء الاصطناعي، مع اندفاع المشترين للتحرك قبل الرسوم الجمركية الجديدة.

«الشرق الأوسط» (تايبيه )

«إكليبسا»: نظام منافس جديد يغير مستقبل تجسيم الصوتيات من «غوغل» و«سامسونغ»

دعم ممتد من التلفزيونات ونظم التجسيم الحديثة لمزيد من الانغماس
دعم ممتد من التلفزيونات ونظم التجسيم الحديثة لمزيد من الانغماس
TT

«إكليبسا»: نظام منافس جديد يغير مستقبل تجسيم الصوتيات من «غوغل» و«سامسونغ»

دعم ممتد من التلفزيونات ونظم التجسيم الحديثة لمزيد من الانغماس
دعم ممتد من التلفزيونات ونظم التجسيم الحديثة لمزيد من الانغماس

تتنافس الشركات العملاقة في عالم الصوتيات المنزلية لتقديم تجارب سمعية غامرة، ولكن ماردا جديدا يهدف إلى تغيير هذا القطاع بشكل جذري، واسمه «نظام إكليبسا الصوتي» Eclipsa Audio الذي أطلقه تحالف بين «غوغل» و«سامسونغ».

ويطمح هذا النظام إلى تقديم تجربة صوتية تجسيمية متقدمة دون التكاليف الباهظة المرتبطة بتقنيات مثل «دولبي أتموس» Dolby Atmos الذي لطالما كان المعيار المتقدم للصوتيات المحيطية ثلاثية الأبعاد، حيث يقدم تجربة صوتية غامرة تضع المستمع في قلب الحدث. ومع ذلك، فإن استخدام «دولبي أتموس» يتطلب ترخيصا مكلفا، ما يزيد من تكلفة الأجهزة والمحتوى ويُصعّب تبنيه من قبل صناع المحتوى وحتى «يوتيوب». هذا الأمر دفع «سامسونغ» إلى البحث عن بديل يقدم جودة مماثلة بتكلفة أقل.

لماذا «إكليبسا»؟

ترى «سامسونغ» أن مستقبل الصوت المحيطي يجب ألا يكون حكرا على تقنيات مكلفة، ومن هنا جاءت فكرة «إكليبسا»، وهي تقنية صوتية مفتوحة المصدر تهدف إلى خفض التكاليف وزيادة إمكانية الوصول إلى تجارب صوتية غامرة. وتتميز تقنية «إكليبسا» بتكلفتها المنخفضة، مما يجعلها خيارا أكثر جاذبية للمصنعين والمستخدمين على حد سواء. وكونها تقنية مفتوحة المصدر، تتيح «إكليبسا» للمطورين والشركات الأخرى المساهمة في تحسينها وتطويرها، ما يعزز الابتكار والتنوع. ويهدف نظام «إكليبسا» إلى تقديم تجربة صوتية ثلاثية الأبعاد مماثلة لـ«دولبي أتموس» مع التركيز على الدقة والوضوح، إلى جانب قدرته على التكيف مع مختلف أنواع الأجهزة وأنظمة الصوتيات، مثل السماعات المنزلية الشريطية Soundbar والهواتف الجوالة والتلفزيونات الذكية ومنصات بث عروض الفيديو عبر الإنترنت، ما يجعله قابلا للتطبيق في مجموعة واسعة من المنتجات.

وترتكز المنافسة بين «إكليبسا» و«دولبي أتموس» على عدة جوانب رئيسية تشمل التكلفة والانتشار والجودة والمحتوى. وبينما يتطلب «دولبي أتموس» ترخيصا مكلفا، فإن «إكليبسا» يعمل بنظام مفتوح المصدر يقلل من التكاليف بشكل كبير.

وستؤدي هذه الميزة إلى خفض تكلفة الأجهزة التي تدعم «إكليبسا» وجعلها في متناول جمهور أوسع. وتمتاز «دولبي أتموس» بانتشار واسع في السوق، حيث تدعمها العديد من الأجهزة والمحتوى، بينما تحتاج «إكليبسا» إلى وقت لتكتسب نفس القدر من الانتشار، ولكن دعم «سامسونغ» لها يمكن أن يساهم في تسريع هذه العملية، إلى جانب انتشارها في هواتف «آندرويد» من «غوغل». وتواجه «إكليبسا» تحدي توافر محتوى يدعمها، بينما تحظى «دولبي أتموس» بوجود مكتبة واسعة من الأفلام والبرامج التلفزيونية والألعاب التي تدعمها.

العمق التقني لـ«إكليبسا»

ولا تقتصر «إكليبسا» على كونها تقنية مفتوحة المصدر فقط، بل تعتمد على خوارزميات متطورة لتحليل وتوزيع الصوتيات من حول المستخدم. وتسعى التقنية إلى إيجاد تجربة ثلاثية الأبعاد من خلال معالجة الإشارات الصوتية بدقة عالية مما يسمح بتحديد مواقع الأصوات في الفضاء بدقة متناهية وإيجاد تأثير صوتي غامر يضع المستمع في قلب الحدث. كما تقوم التقنية بتوزيع الصوت بشكل ديناميكي بناء على موقع المستمع ومحتوى الصوت، ما يعني أن الأصوات تتغير وتتحرك بشكل واقعي بهدف تعزيز الشعور بالواقعية.

يضاف إلى ذلك أن التقنية مصممة لتكون متوافقة مع مجموعة واسعة من أنظمة الصوتيات، بما في ذلك مكبرات الصوت التقليدية وأنظمة الصوت التجسيمي المتقدمة مما يسمح للمصنعين دمجها في مختلف أنواع الأجهزة. كما توفر التقنية مرونة كبيرة في تكوين أنظمة الصوت، مما يسمح للمستخدمين بتخصيص التجربة الصوتية وفقا لتفضيلاتهم، حيث يمكنهم ضبط إعدادات الصوتيات وتحديد مواقع مكبرات الصوت لتحقيق أفضل أداء.

تقنية تجسيم متقدمة مدعومة بالذكاء الاصطناعي وبتكلفة منخفضة

«إكليبسا» في عصر الذكاء الاصطناعي

ويعتمد مستقبل «إكليبسا» على عدة عوامل تشمل دعم الشركات الأخرى وتوافر المحتوى وتطوير التقنية نفسها. دعم «سامسونغ» لها يشير إلى مستقبل واعد. ولتحقيق النجاح، تحتاج «إكليبسا» إلى بناء نظام بيئي قوي يشمل الأجهزة وأنظمة الصوتيات والمحتوى والخدمات، مع ضرورة توفير محتوى يدعمها لجذب المستخدمين مما يتطلب التعاون مع شركات الإنتاج السينمائي والتلفزيوني وشركات برمجة الألعاب.

دعم ممتد من «كروم» و«يوتيوب» و«آندرويد» و«نتفليكس» و«أمازون»

ومن المتوقع أن نشهد هذه التقنية في تلفزيونات «سامسونغ» (مثل سلسلة تلفزيونات «كريستال يو إتش دي» Crystal UHD و«نيو كيوليد 8كيه» Neo QLED 8K) و«إل جي» (مثل تلفزيون G5 OLED) و«تي سي إل» TCL الذكية المقبلة في عام 2025، إضافة إلى التلفزيونات التي تعمل بنظام التشغيل الخاص بـ«غوغل» والشرائط الصوتية الجديدة (مثل شريط Samsung HW-Q990F المقبل) وشاشات الكومبيوتر (مثل شاشة Dell S3225QC QD-OLED). كما ستدعم «غوغل» هذه التقنية من خلال متصفح «كروم» ومنصة «يوتيوب» للفيديوهات ونظام التشغيل «آندرويد» مما يعد بزيادة انتشار كبيرة، مع تواصل «سامسونغ» مع «نتفليكس» و«أمازون» لدعم هذه التقنية في فيديوهات المنصتين.

ومع تطور الذكاء الاصطناعي، يمكن أن يكون لـ«إكليبسا» دور مهم في تطوير تجارب صوتية ذكية ومخصصة، حيث يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لتحليل سلوك المستخدمين وتفضيلاتهم وتخصيص تجربة الصوت المكاني وفقا لذلك. كما يمكن دمجها مع المساعدات الصوتية لتقديم تجارب صوتية تفاعلية وغامرة. ويمكن كذلك استخدامها في تطبيقات الواقع الافتراضي والمعزز لإنشاء تجارب صوتية واقعية، ويمكن استخدامها في أنظمة الصوتيات في السيارات لتقديم تجارب صوتية مخصصة وأكثر انغماسا في قطاع لم يشهد تطويرات كبيرة في مجال التجسيم الصوتي.

وتمثل «إكليبسا» خطوة جريئة نحو مستقبل الصوتيات التجسيمية المنزلية. ومن خلال تقديم تقنية مفتوحة المصدر وفعالة من حيث التكلفة، تسعى «إكليبسا» إلى جعل تجارب الصوت المحيطي في متناول الجميع. ومع استمرار تطور التقنية ودعم الشركات والمطورين، يمكن أن تصبح هذه التقنية قوة دافعة للابتكار في صناعة الصوتيات. وفي نهاية المطاف، فإن المنافسة بين «إكليبسا» و«دولبي أتموس» ستؤدي إلى تطوير وتحسين التقنيات الصوتية بشكل عام، ما يفتح آفاقا جديدة لعالم الصوتيات المنزلية يعود بالنفع على المستخدمين.