الذكاء الاصطناعي يساهم في رصد انبعاثات غاز الميثان المضرّ بالبيئة

كثبان من الفحم منخفض الجودة تظهر بالقرب من منجم للفحم في روتشو بمقاطعة هنان بالصين في 4 نوفمبر 2021 (رويترز)
كثبان من الفحم منخفض الجودة تظهر بالقرب من منجم للفحم في روتشو بمقاطعة هنان بالصين في 4 نوفمبر 2021 (رويترز)
TT

الذكاء الاصطناعي يساهم في رصد انبعاثات غاز الميثان المضرّ بالبيئة

كثبان من الفحم منخفض الجودة تظهر بالقرب من منجم للفحم في روتشو بمقاطعة هنان بالصين في 4 نوفمبر 2021 (رويترز)
كثبان من الفحم منخفض الجودة تظهر بالقرب من منجم للفحم في روتشو بمقاطعة هنان بالصين في 4 نوفمبر 2021 (رويترز)

تستخدم شركة الهندسة البيئية «كيروس» في باريس بيانات أقمار اصطناعية، ونماذج من الذكاء الاصطناعي لترصد بدقة عمليات تسرّب الميثان، وهو غاز قوي من غازات الدفيئة المنبعثة من مصادر الطاقة الأحفورية.

وهذه الأعمدة الغازية عديمة الرائحة، وغير المرئية في الهواء تظهر على خرائط الشركة على شكل سحب ملونة، بعد معالجة صور التقطتها أقمار اصطناعية، وفق وكالة «الصحافة الفرنسية».

ورصدت «كيروس» منذ العام 2019 نحو 10 آلاف حدث لتركيز غاز الميثان في العالم. وتحدث تسريبات كهذه عندما «تُسجَّل مشكلات في الضغط بخط أنابيب الغاز» وتكون الصمامات مفتوحة «لتجنب خطر الانفجار»، على ما يوضح عالم البيانات في «كيروس» ألكسيس غروشنري.

والميثان، الذي يتمتع بعمر أقصر من ثاني أكسيد الكربون لكن بقدرة أكبر فيما يخص الاحترار، مسؤول عن نحو 30 في المائة من الاحترار العالمي منذ الثورة الصناعية.

وتشير وكالة الطاقة الدولية (IEA) إلى أنّ 40 في المائة من انبعاثات غاز الميثان المتأتية من إنتاج مصادر الطاقة الأحفورية (الفحم والنفط والغاز) يمكن تجنّبها، وبتكلفة شبه معدومة. لكن يتعيّن رصدها، وقياسها بشكل صحيح.

وتستخدم «كيروس» في مقرها تسعة أقمار اصطناعية تديرها وكالات فضائية حكومية، أو رسمية، كوكالتي الفضاء الأوروبية، والأميركية، والتي ترسل صورها إلى الأرض بترددات مختلفة، مرات عدة في الأسبوع أو كل 15 دقيقة، بدقة كبيرة أو صغيرة تبعاً للنماذج.

ويقول غروشنري «نعمل مع مختلف المصادر المتاحة لمحاولة تعزيز المراقبة».

ويؤكد أن الجانب السلبي بالنسبة إلى «علماء الرياضيات» في مجال التكنولوجيا الخضراء هو وجود «كمية كبيرة جداً من البيانات التي تتعين معالجتها، إذ لا يمكن ببساطة النظر إلى كل الصور».

وهنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي.

تدريب واسع

ويقول غروشنري «لمعالجة هذه الكميات من البيانات، نبتكر نماذج من الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق، ثم ندرّبها، حتى تتمكن من تنفيذ مهمة الرصد» تلقائياً.

ويشكل التعلم العميق فئة من الذكاء الاصطناعي ابتُكرت قبل الذكاء الاصطناعي التوليدي بفترة طويلة، وهو أسلوب حوسبة فائقة يركز على تدريب الشبكات «العصبية العميقة».

وينبغي أن يتعلم نموذج الرصد «مليارات البيانات» لتدريب نفسه على التعرف على مختلف أعمدة الميثان، حتى الصغيرة منها، أو التي تصعب رؤيتها بسبب الإضاءة الخافتة، أو الغيوم مثلاً.

ويقول عالم البيانات «لتدريب نموذج الرصد بشكل صحيح، سنولّد باستخدام خوارزميات المحاكاة كمية من البيانات الوهمية، لكن المعقولة مادياً». ويتم بعد ذلك التحقق من صحة النموذج بعد اختباره على بيانات حقيقية عن تسرب الميثان.

وتستند الشركة أيضاً إلى أحدث التطورات في الذكاء الاصطناعي التوليدي لتقديم تحليلات بناءً على أسئلة بسيطة.

ويقول المشارك في تأسيس «كيروس» أنطوان روستان «بفضل معلومات كثيرة متراكمة بشأن البنى التحتية الهيدروكربونية في قاعدة بيانات، نطرح على الذكاء الاصطناعي أسئلة مختلفة من بينها اسم الشركة التي أطلقت أكبر كمية من غاز الميثان في الأسبوع الفائت، ثم نجري مقارنات، أو نحدد البنية التحتية التي حصل منها التسرب».

وتأسست الشركة في العام 2016 نتيجة «اعتراف بفشل جماعي» في وقف آثار التغير المناخي.

وتشيد وكالة الطاقة الدولية التي تتجاوز تقديراتها بشأن غاز الميثان تقديرات الأمم المتحدة بنسبة 50 في المائة بالاعتماد على عدد متزايد من الأقمار الاصطناعية المتطورة التي تراقب تسربات غاز الميثان، على غرار «ميثان سات» MethaneSAT، وهو قمر اصطناعي من «غوغل» مُزود بالذكاء الاصطناعي أُطلق في مارس (آذار).

والاعتماد على هذه الأقمار سيتيح لوكالة الطاقة الدولية التحقق من الالتزامات الأخيرة لشركات النفط والغاز بخفض انبعاثات غاز الميثان إلى الصفر تقريباً.


مقالات ذات صلة

فيضانات منطقة المتوسط... تغير المناخ بات هنا

بيئة سيارات متضررة جراء الأمطار الغزيرة التي تسببت في حدوث فيضانات على مشارف فالنسيا إسبانيا 31 أكتوبر 2024 (رويترز)

فيضانات منطقة المتوسط... تغير المناخ بات هنا

زادت ظاهرة التغيّر المناخي نسبة حدوث فيضانات في منطقة البحر المتوسط، حيث تلعب الجغرافيا والنمو السكاني دوراً في مفاقمة الأضرار الناجمة عن الكوارث الطبيعية.

«الشرق الأوسط» (بيروت)
آسيا أنصار يتجمعون داخل الحاجز الذي يسد الطريق المؤدي إلى مقر إقامة الرئيس الكوري الجنوبي المعزول يون سوك يول في سيول بوقت مبكر من يوم 15 يناير 2025 بتوقيت كوريا الجنوبية (أ.ف.ب)

صدامات لدى محاولة المحققين الكوريين الجنوبين توقيف الرئيس

أفادت وكالة «يونهاب» للأنباء، الأربعاء، أنّ صدامات اندلعت لدى محاولة المحقّقين الكوريين الجنوبيين توقيف الرئيس المعزول يون سوك يول في مقرّ إقامته الرسمي.

«الشرق الأوسط» (سيول)
يوميات الشرق نساء أمازيغيات يرتدين ملابس تقليدية يشاركن في احتفال بمناسبة الاحتفال بالسنة الأمازيغية الجديدة 2975 في الرباط 14 يناير 2025 (إ.ب.أ)

السنة الأمازيغية 2975... احتفاء بالجذور وحفاظ على التقاليد

يحتفل الأمازيغ حول العالم بعيد رأس السنة الأمازيغية المعروفة باسم «يناير» في 12 أو 13 من يناير التي توافق هذه السنة عام 2975 بالتقويم الأمازيغي.

«الشرق الأوسط» (لندن)
الولايات المتحدة​ الرئيس الأميركي جو بايدن خلال لقائه بقادة كوبيين أميركيين بالبيت الأبيض في واشنطن 30 يوليو 2021 (رويترز)

بايدن يرفع كوبا عن اللائحة الأميركية للدول الراعية للإرهاب

قال مسؤول أميركي رفيع المستوى، اليوم الثلاثاء، إن الرئيس الأميركي جو بايدن قرر رفع كوبا عن القائمة الأميركية للدول الراعية للإرهاب.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
أوروبا سفن تابعة لـ«الناتو» تبحر خلال مناورات السواحل الشمالية في بحر البلطيق 18 سبتمبر 2023 (رويترز)

«الناتو» يعزّز انتشاره العسكري في بحر البلطيق بعد تخريب كابلات

قال الأمين العام لحلف الناتو، اليوم (الثلاثاء)، إن «الناتو» سينشر سفناً وطائرات ومسيرات في بحر البلطيق ردا على تخريب عدة كابلات بحرية يشتبه في وقوف روسيا وراءه.

«الشرق الأوسط» (هلسنكي)

الذكاء الاصطناعي لتحديد الأنواع الفرعية لمرض السكري

يسعى العلماء إلى إعادة تعريف كيفية إدارة الحالات المزمنة مثل السكري مما يوفر أملاً لملايين الأشخاص حول العالم (أدوبي)
يسعى العلماء إلى إعادة تعريف كيفية إدارة الحالات المزمنة مثل السكري مما يوفر أملاً لملايين الأشخاص حول العالم (أدوبي)
TT

الذكاء الاصطناعي لتحديد الأنواع الفرعية لمرض السكري

يسعى العلماء إلى إعادة تعريف كيفية إدارة الحالات المزمنة مثل السكري مما يوفر أملاً لملايين الأشخاص حول العالم (أدوبي)
يسعى العلماء إلى إعادة تعريف كيفية إدارة الحالات المزمنة مثل السكري مما يوفر أملاً لملايين الأشخاص حول العالم (أدوبي)

لطالما تم تصنيف مرض السكري إلى نوعين رئيسيين. النوع الأول الذي يظهر غالباً في مرحلة الطفولة، والنوع الثاني الذي يرتبط بالسمنة ويتطور في وقت لاحق من الحياة. ومع ذلك، بدأ الباحثون يدركون أن النوع الثاني من السكري أكثر تعقيداً مما كان يعتقد سابقاً، مع وجود أنواع فرعية تختلف بناءً على العمر، والوزن، والعوامل الفسيولوجية.

في خطوة مبتكرة، طور باحثون من جامعة ستانفورد خوارزمية تعتمد على الذكاء الاصطناعي تستخدم بيانات من أجهزة مراقبة الغلوكوز المستمرة (CGMs) لتحديد 3 من أكثر الأنواع الفرعية شيوعاً للنمط الثاني من السكري. هذا التطور يعد بإمكانية تخصيص العلاج وتحسين الرعاية، بالإضافة إلى توسيع نطاق الوصول إلى التكنولوجيا الصحية.

إعادة التفكير في النمط الثاني من السكري

يمثل النمط الثاني من السكري نحو 95 في المائة من جميع حالات السكري. توضح الدكتورة تريسي مكلوغلين أستاذة الغدد الصماء بجامعة ستانفورد «أن الأمر أكثر تعقيداً من ذلك، وهناك فسيولوجيات مختلفة تؤدي إلى الحالة». وتضيف أن تصنيف الأنواع الفرعية للنمط الثاني يمكن أن يساعد في تحديد المخاطر المرتبطة بمضاعفات مثل أمراض القلب، أو الكلى، أو الكبد، وتخصيص العلاجات لتحسين النتائج. وتشرح: «كان هدفنا إيجاد طريقة أكثر وصولاً وفورية للناس لفهم صحتهم وتحسينها».

يقول الباحثون إن الدقة العالية للخوارزمية تصل إلى 90 % في تحديد الأنواع الفرعية (أدوبي)

كيف تعمل التكنولوجيا؟

تُستخدم اختبارات تشخيص السكري التقليدية لقياس مستويات الغلوكوز في الدم من خلال تحليل بسيط للدم، لكنها تقدم معلومات محدودة عن العمليات الفسيولوجية الأساسية. توفر أجهزة مراقبة الغلوكوز المستمرة (CGMs)، المتاحة دون وصفة طبية، صورة أكثر تفصيلاً من خلال تتبع مستويات السكر في الدم في الوقت الفعلي.

يشرح مايكل سنايدر، أستاذ علم الوراثة في جامعة ستانفورد وأحد قادة الدراسة، كيفية تحليل الخوارزمية لبيانات الغلوكوز. من خلال تحديد أنماط ارتفاع وانخفاض مستويات السكر في الدم بعد استهلاك الغلوكوز، يمكن للأداة الكشف بدقة تصل إلى 90 في المائة عن الأنواع الفرعية مثل مقاومة الإنسولين ونقص خلايا بيتا. ويشرح سنايدر أنه يمكن استخدام الأفراد للأداة من أجل اتخاذ تدابير وقائية، موضحاً كيف يمكن للتحذيرات المبكرة من مقدمات السكري أن تدفع لتغييرات في نمط الحياة مثل تحسين النظام الغذائي أو ممارسة الرياضة.

النتائج الرئيسية

شملت الدراسة 54 مشاركاً، منهم 21 لديهم مقدمات السكري و33 شخصاً أصحاء. قارن الباحثون بيانات «CGM» مع نتائج اختبارات تحمل الغلوكوز التقليدية التي تُجرى في العيادات. لم تطابق الخوارزمية هذه النتائج فقط، بل تجاوزتها من حيث الدقة. حددت الدراسة 3 أنواع فرعية رئيسية:

- مقاومة الإنسولين: عدم استجابة الخلايا بشكل فعال للإنسولين، مما يؤدي إلى تراكم الغلوكوز.

- نقص خلايا بيتا: عجز البنكرياس عن إنتاج كمية كافية من الإنسولين بسبب خلل في خلايا بيتا.

- نقص الإينكرتين: فشل هرمونات الأمعاء في تحفيز إفراز الإنسولين بشكل كافٍ بعد الوجبات.

تتطلب كل نوعية علاجاً مخصصاً، مما يجعل هذه التكنولوجيا نقطة تحول في رعاية السكري.

تمكن للأجهزة المحمولة المزودة بـ«CGM» والمدعومة بالذكاء الاصطناعي توفير رؤى في الوقت الفعلي لجعل الرعاية الشخصية أكثر سهولة وفعالية (أدوبي)

فوائد تتجاوز السكري

يمتد فهم هذه الأنواع الفرعية ليشمل فوائد تتجاوز إدارة السكري. أشارت مكلوغلين إلى أن مقاومة الإنسولين، حتى من دون التقدم إلى السكري، تمثل عامل خطر كبير لحالات مثل أمراض القلب والكبد الدهني.

علاوة على ذلك، تتيح سهولة استخدام «CGM» للأفراد مراقبة صحتهم من أي مكان. وأوضحت أن هذه التكنولوجيا تعد أداة قيّمة للأشخاص الذين يواجهون تحديات اقتصادية أو يعيشون في مناطق معزولة مؤكدة إمكانياتها في سد فجوات الوصول إلى الرعاية الصحية.

الصورة الأكبر

تمثل هذه الدراسة، التي نُشرت في مجلة «Nature Biomedical Engineering» خطوة كبيرة نحو الطب الدقيق. بدعم من مؤسسات مثل المعاهد الوطنية للصحة ومركز أبحاث السكري في جامعة ستانفورد. وتسلط الدراسة الضوء على أهمية دمج التكنولوجيا مع الرعاية الصحية لمعالجة الحالات المزمنة مثل السكري. ومع استمرار مكلوغلين وسنايدر في اختبار الخوارزمية على مرضى السكري من النوع الثاني، يتصور العالمان مستقبلاً تصبح فيه هذه الأدوات معياراً في رعاية السكري.