تقنية مستوحاة من الدماغ لتحسين رؤية الذكاء الاصطناعي في الضباب

الدراسة قد تفيد القيادة الذاتية وأنظمة السلامة

الدراسة تختبر آلية مستوحاة من الدماغ لتحسين تعامل الذكاء الاصطناعي مع الصور الضبابية (شاترستوك)
الدراسة تختبر آلية مستوحاة من الدماغ لتحسين تعامل الذكاء الاصطناعي مع الصور الضبابية (شاترستوك)
TT

تقنية مستوحاة من الدماغ لتحسين رؤية الذكاء الاصطناعي في الضباب

الدراسة تختبر آلية مستوحاة من الدماغ لتحسين تعامل الذكاء الاصطناعي مع الصور الضبابية (شاترستوك)
الدراسة تختبر آلية مستوحاة من الدماغ لتحسين تعامل الذكاء الاصطناعي مع الصور الضبابية (شاترستوك)

تواجه أنظمة الرؤية الحاسوبية مشكلة أساسية عند الانتقال من بيئات التدريب النظيفة إلى ظروف العالم الحقيقي. فالصور التي تلتقطها الكاميرات في الشوارع لا تأتي دائماً بإضاءة مثالية أو تباين واضح أو طقس مستقر. في الضباب والمطر وضعف الإضاءة، قد تفقد نماذج الذكاء الاصطناعي جزءاً من قدرتها على تمييز السيارات والمشاة والطرق والعناصر المحيطة، حتى لو كانت قد حققت نتائج جيدة في الاختبارات التقليدية.

تطرح دراسة منشورة في دورية «Pattern Recognition Letters» كيفية جعل الشبكات العصبية المستخدمة في تقسيم الصور أكثر قدرة على التكيف مع تغيرات الصورة غير المهمة، مثل اختلاف التباين والإضاءة والضباب، من دون تغيير المهمة الأساسية التي يفترض أن تؤديها. وتختبر الدراسة إدخال آلية تُعرَف باسم «التطبيع القسمي» (Divisive Normalization) داخل بنية من نوع «U-Net»، وهي من البنى الشائعة في مهام تقسيم الصور.

التقنية تساعد النموذج على التركيز على بنية المشهد بدلاً من التغيرات السطحية في الإضاءة والتباين (شاترستوك)

صلابة النماذج البصرية

تقسيم الصور يعني أن يحدد النموذج ما الذي يظهر في كل جزء من الصورة. في مشهد شارع مثلاً، يجب أن يميز النظام بين الطريق والسيارات والمباني والأرصفة والمشاة. هذه المهمة أساسية في تطبيقات مثل القيادة الذاتية وتحليل المشاهد الحضرية وأنظمة المراقبة والروبوتات. لكن صعوبتها تزيد عندما تتغير ظروف التصوير. فالضباب لا يغير وجود السيارة في الصورة، لكنه يغير وضوحها وحدودها وتباينها مع الخلفية.

تنطلق الدراسة من فكرة أن كثيراً من نماذج التعلم الآلي تكون «صلبة» أكثر من اللازم في التعامل مع تغيرات المدخلات. فهي تتعلم من صور معينة ضمن ظروف محددة، ثم تتراجع دقتها عندما تواجه صوراً مشابهة في المحتوى، لكنها مختلفة في الشكل أو الظروف. ولهذا؛ ركز الباحثون على آلية مستوحاة من علم الأعصاب الحسي، حيث يستخدم الدماغ أشكالاً من التكيف لمعالجة التغيرات في الإضاءة والتباين، بدلاً من التعامل مع كل تغير بسيط كما لو كان معلومة جديدة ومهمة.

السياق يضبط الصورة

تعمل آلية «Divisive Normalization» على تعديل استجابة الخلايا أو الوحدات داخل الشبكة العصبية عبر مقارنتها بسياقها المحلي. بمعنى مبسط، لا ينظر النموذج إلى قيمة بكسل أو ميزة ما بمعزل عن محيطها، بل يعيد ضبط الاستجابة بناءً على البيئة القريبة داخل الصورة. هذا يساعد على تقليل تأثير التغيرات المحلية في التباين أو الإضاءة، ويجعل السمات التي يتعلمها النموذج أكثر ثباتاً عندما تتغير ظروف التصوير.

اختبر الباحثون هذه الفكرة على بنية «U-Net» في مهمة تقسيم الصور، وقارنوا أداء النسخة المعدلة مع النسخة التقليدية من الشبكة. واستخدموا في التدريب والتقييم مجموعة «سيتي سكايبس» (Cityscapes)، وهي مجموعة بيانات معروفة لمشاهد حضرية، كما استخدموا «فوغي سيتي سكايبس» (Foggy Cityscapes) لاختبار الأداء في ظروف ضبابية. وتشير النتائج إلى أن إدخال التطبيع القسمي أدى إلى تحسين نتائج التقسيم مقارنة ببنية «U-Net» التقليدية.

النتائج قد تفيد تطبيقات مثل القيادة الذاتية وأنظمة مساعدة السائق والمراقبة الذكية (غيتي)

اختبار الظروف الصعبة

أهمية النتيجة لا تكمن فقط في وجود تحسن، بل في مكان ظهوره بوضوح أكبر. وحسب ملخص الدراسة، تراوح التحسن في معيار «IoU» من نحو 3 في المائة في ظروف الطقس العادية، ووصل إلى نحو 20 في المائة في حالات الضباب الكثيف. ويعني ذلك أن الفائدة تصبح أكبر عندما تتدهور ظروف الصورة، أي في الحالات التي تحتاج فيها أنظمة الرؤية الحاسوبية إلى قدر أعلى من الاعتمادية.

هذا لا يعني أن التقنية تحل كل مشكلات الرؤية الحاسوبية في الظروف الصعبة. فالضباب الكثيف أو ضعف الرؤية الشديد قد يبقى تحدياً كبيراً لأي نظام يعتمد على الصور. كما أن الدراسة ركزت على بنى محددة ومجموعات بيانات معينة، ولا تكفي وحدها لإثبات أن التحسن نفسه سيتكرر في كل أنواع الكاميرات أو المدن أو الظروف الجوية. لكنها تقدم مؤشراً مهماً إلى أن تحسين طريقة معالجة الشبكة للسمات البصرية قد يكون فعالاً، خصوصاً عندما تكون المشكلة في تغيرات غير جوهرية داخل الصورة، لا في اختلاف المشهد نفسه.

التحسن كان أوضح في ظروف الضباب الكثيف... حيث تحتاج الأنظمة إلى اعتمادية أعلى (غيتي)

ثبات للرؤية الآلية

توضح الدراسة أيضاً أن فوائد «التطبيع القسمي» يمكن فهمها من خلال تحليل استجابات الشبكة. فالآلية تحدِث نوعاً من الموازنة داخل التمثيلات البصرية؛ ما يجعل الميزات الناتجة أقل حساسية للتغيرات المحلية في التباين والإضاءة. بعبارة أخرى، يصبح النموذج أكثر تركيزاً على البنية المهمة للمشهد، وأقل انشغالاً بتغيرات سطحية قد تربكه في الظروف التقليدية.

تكتسب هذه النتائج أهمية خاصة في تطبيقات السلامة. فالأنظمة التي تعمل في الشوارع أو المصانع أو البنية التحتية لا تواجه دائماً صوراً مثالية. في القيادة الذاتية ومساعدة السائق، قد يظهر الخطر في لحظة ضباب أو وهج أو إضاءة متغيرة. وفي المراقبة الصناعية أو الحضرية، قد تؤثر الظروف البيئية في قدرة النموذج على فهم المشهد. لذلك؛ فإن أي تحسين يجعل الشبكات العصبية أكثر ثباتاً أمام هذه التغيرات يمكن أن يكون مهماً عند تطوير أنظمة أكثر اعتماداً في العالم الحقيقي.

كما تبرز الدراسة اتجاهاً أوسع في أبحاث الذكاء الاصطناعي، يتمثل في العودة إلى بعض مبادئ الإدراك البشري لتحسين النماذج الاصطناعية. فبدلاً من الاعتماد فقط على زيادة حجم النماذج أو البيانات، تبحث هذه المقاربة في كيفية جعل النموذج أكثر قدرة على التكيف مع تغيرات البيئة. وفي هذا الإطار، لا يكون التطبيع القسمي مجرد إضافة تقنية صغيرة، بل يكون مثالاً على أن بعض العمليات المعروفة في علم الأعصاب قد تساعد في معالجة ضعف عملي في نماذج الرؤية الحاسوبية.


مقالات ذات صلة

عطل «مايكروسوفت»... هل أصبحنا أكثر اتصالاً وأقل قدرة على التواصل؟

تحليل إخباري تثير الأعطال التقنية تساؤلات حول قدرتنا على الوصول إلى الآخرين بعيداً عن التطبيقات التي اعتدنا استخدامها (أدوبي)

عطل «مايكروسوفت»... هل أصبحنا أكثر اتصالاً وأقل قدرة على التواصل؟

يكشف عطل «مايكروسوفت» اعتمادنا المتزايد على المنصات الرقمية ويطرح تساؤلات حول قدرتنا على التواصل عند تعطل التكنولوجيا وأهمية الاحتفاظ ببدائل مستقلة.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا جاء قرار الإغلاق بعد مراجعة استراتيجية الدعم واحتياجات العملاء مع استمرار قنوات المساعدة الرسمية للشركة (أبل)

«أبل» تغلق مجتمع الدعم الفني بعد 28 عاماً... ومصير أرشيف المستخدمين غير محسوم

تغلق «أبل» مجتمع الدعم الفني بعد 28 عاماً وسط غموض حول مصير أرشيف المستخدمين وتساؤلات بشأن مستقبل المساعدة التقنية والذكاء الاصطناعي.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا مراجعة «أمازون كيندل كولورسوفت» الجديد للقراءة الملونة

مراجعة «أمازون كيندل كولورسوفت» الجديد للقراءة الملونة

الألوان تثري التجربة، خصوصاً في القصص المصورة.

براين إكس تشن (نيويورك)
تكنولوجيا كشفت «أدوبي» خلال مؤتمرها السنوي عن أدوات جديدة مدعومة بالذكاء الاصطناعي (أدوبي)

«أدوبي» تكشف عن أداة لإزالة العناصر من الفيديو وتوسّع الذكاء الاصطناعي في برامجها

برنامج «بريميير» يتصدر التحديثات بأداة تحذف العناصر المتحركة وتملأ مكانها تلقائياً وإضافات لتحسين الإضاءة والصوت والتصميم.

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
تكنولوجيا يستوعب المركز التعليمي بالرياض نحو 1500 مقعد تدريبي سنوياً وتبدأ برامجه في الربع الأول من 2027 (شاترستوك)

«هيوماين» تطلق برنامجاً لتطوير مهارات الذكاء الاصطناعي التطبيقية في السعودية

أطلقت «هيوماين» برنامجاً في الرياض لتطوير مهارات الذكاء الاصطناعي عبر التدريب العملي والمختبرات الحوسبية والتعلم التفاعلي المدعوم بتقنيات الفيديو الغامر.

نسيم رمضان (لندن)

تقرير: «إنفيديا» تواصلت مع الرئيس التنفيذي لشركة «آرم» لتعيينه خلفاً لهوانغ

الرئيس التنفيذي لشركة «آرم هولدنغز» رينيه هاس (رويترز)
الرئيس التنفيذي لشركة «آرم هولدنغز» رينيه هاس (رويترز)
TT

تقرير: «إنفيديا» تواصلت مع الرئيس التنفيذي لشركة «آرم» لتعيينه خلفاً لهوانغ

الرئيس التنفيذي لشركة «آرم هولدنغز» رينيه هاس (رويترز)
الرئيس التنفيذي لشركة «آرم هولدنغز» رينيه هاس (رويترز)

نقلت صحيفة «فاينانشال تايمز»، الجمعة، عن مصادر مطلعة أن مجلس إدارة شركة «إنفيديا» تواصل مع رينيه هاس، الرئيس التنفيذي لشركة «آرم هولدنغز» البريطانية لتصنيع الرقائق، في إطار البحث عن خليفة محتمل لجنسن هوانغ.

واستقال هوانغ، الخميس، بعد الكشف عن علاقات خارج إطار الزواج، بما في ذلك علاقة مع من يشتبه في أنها جاسوسة صينية، مما أدى إلى إغراق الشركة المصنعة للرقائق في أزمة وأحدث صدمة في صناعة الذكاء الاصطناعي التي أسهم هوانغ في تمويلها.

وتداول المحللون اسم هاس مراراً منذ رحيل هوانغ. وأمضى هاس سبع سنوات في شركة «إنفيديا» ترقى خلالها إلى منصب نائب الرئيس والمدير العام لقسم منتجات الحوسبة، قبل أن ينضم إلى شركة «آرم» في 2013، وفق ما ذكرته وكالة «رويترز» للأنباء.

وقالت صحيفة «فاينانشال تايمز» إن هاس بين عدة مرشحين قيد الدراسة، لكنها أشارت إلى عدم وجود ضمانات بأن يُعرض عليه المنصب أو أن يقبله. وتشغل كوليت كريس، المديرة المالية لشركة «إنفيديا»، منصب الرئيس التنفيذي مؤقتاً.

وأحجمت شركة «آرم» عن التعليق، في حين لم ترد «إنفيديا» بعد على طلب من «رويترز» للتعليق.

وتولى هاس منصب الرئيس التنفيذي لشركة «آرم» في 2022، وأشرف على إدراج الشركة في بورصة ناسداك في 2023. وتعمل «آرم» على تصميم بنى المعالجات وترخيصها لشركات أخرى تعمل في مجال تطوير تصميمات الرقائق. ولطالما كانت قوتها تكمن في مجال الهواتف المحمولة، وتتوسع الآن في مجال أجهزة الكمبيوتر.

وقلصت أسهم شركة «آرم» المدرجة في البورصة الأميركية خسائرها بعد صدور التقرير لتهبط بأكثر من خمسة في المائة. وانخفضت أسهم «إنفيديا» بأكثر من ثلاثة في المائة.


«مايكروسوفت» تعتذر عن العطل في خدماتها وتنفي ارتباطه بهجوم سيبراني

شعار خدمة البريد الإليكتروني «آوتلوك» التابع لشركة «مايكروسوفت» (رويترز)
شعار خدمة البريد الإليكتروني «آوتلوك» التابع لشركة «مايكروسوفت» (رويترز)
TT

«مايكروسوفت» تعتذر عن العطل في خدماتها وتنفي ارتباطه بهجوم سيبراني

شعار خدمة البريد الإليكتروني «آوتلوك» التابع لشركة «مايكروسوفت» (رويترز)
شعار خدمة البريد الإليكتروني «آوتلوك» التابع لشركة «مايكروسوفت» (رويترز)

قدمت «مايكروسوفت»، الجمعة، اعتذاراً عن العطل التقني الضخم الذي أثر على المستخدمين والخدمات العامة والشركات في مختلف أنحاء العالم، مشيرة إلى أن هذا الخلل كان «مشكلة تقنية لا علاقة لها بهجمات سيبرانية أو بالذكاء الاصطناعي».

وقالت الشركة «نعتذر بشدة عن الاضطراب الذي تسبب فيه هذا الحادث لعملائنا وشركائنا. ندرك حجم الثقة التي يضعونها في خدماتنا، ونأخذ هذه المسؤولية على محمل الجد»، مشيرة إلى أنها لا تزال تعمل على إعادة العمليات إلى وضعها الطبيعي بالكامل بعد بدء العطل، الخميس.

وقد واجهت شركات وحكومات وملايين الأفراد خللاً في خدمات مثل «آوتلوك» استمر ساعات طويلة وأثّر في قطاعات ومستخدمين حول العالم.


«سبيس إكس» تحاول التقاط مركبة «ستارشيب» بعد عودتها من مدار الأرض

أجزاء من الصاروخ العملاق «ستارشيب» التابع لشركة «سبيس إكس» (SpaceX) على برج إطلاق بالقرب من بورت إيزابيل بولاية تكساس الأميركية يوم 12 نوفمبر 2026 (أ.ف.ب)
أجزاء من الصاروخ العملاق «ستارشيب» التابع لشركة «سبيس إكس» (SpaceX) على برج إطلاق بالقرب من بورت إيزابيل بولاية تكساس الأميركية يوم 12 نوفمبر 2026 (أ.ف.ب)
TT

«سبيس إكس» تحاول التقاط مركبة «ستارشيب» بعد عودتها من مدار الأرض

أجزاء من الصاروخ العملاق «ستارشيب» التابع لشركة «سبيس إكس» (SpaceX) على برج إطلاق بالقرب من بورت إيزابيل بولاية تكساس الأميركية يوم 12 نوفمبر 2026 (أ.ف.ب)
أجزاء من الصاروخ العملاق «ستارشيب» التابع لشركة «سبيس إكس» (SpaceX) على برج إطلاق بالقرب من بورت إيزابيل بولاية تكساس الأميركية يوم 12 نوفمبر 2026 (أ.ف.ب)

تستعد شركة «سبيس إكس» المملوكة لإيلون ماسك، الجمعة، لإجراء أحدث اختبار لصاروخها «ستارشيب»، الأكبر والأقوى في العالم، في محاولة غير مسبوقة لالتقاط المركبة الفضائية بعد قضائها يوماً في مدار الأرض، وفق «وكالة الصحافة الفرنسية».

وسيشكّل نجاح التقاط المرحلة العليا من «ستارشيب» إنجازاً مهماً في مساعي قطاع الفضاء المستمرة منذ عقود لتطوير مركبات فضائية قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل، بما يتيح خفض تكاليف المهمات بشكل كبير وجعل الرحلات الفضائية المتكررة ممكنة.

وقالت «سبيس إكس»: «إذا نجحت المحاولة، فستكون هذه أول عملية استعادة كاملة لنظام إطلاق مداري، ولحظة فارقة في مساعي جعل (ستارشيب) صاروخاً موثوقاً يمكن إعادة استخدامه بسرعة».

وفي الرحلة التجريبية الخامسة عشرة، المقررة الجمعة، تسعى «سبيس إكس» إلى استعادة مرحلتي الصاروخ الضخم البالغ طوله 124 متراً.

وسبق للشركة أن نجحت 3 مرات في التقاط معزّز الدفع، المعروف باسم «سوبر هيفي»، إذ تعود المرحلة الأولى من الصاروخ عمودياً إلى موقع الإطلاق بعيد انطلاقه، لتستقر بين ذراعين ميكانيكيتين.

وستحاول الشركة الآن تكرار العملية مع المركبة الفضائية نفسها. وقد صُممت بعض نسخها لإطلاق أقمار اصطناعية ومراكز بيانات إلى المدار، فيما تعتزم استعمال نسخ أخرى لنقل البشر إلى القمر والمريخ.

وقال خبير شؤون الفضاء في مركز الدراسات الاستراتيجية والدولية، كلايتون سووب، إن تطوير مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل يمثل «الهدف الأسمى» لقطاع الفضاء.

وأضاف: «لم يتمكن أحد فعلياً من تحقيق ذلك حتى الآن. فالناس يحاولون منذ عهد مكوك الفضاء التابع لـ(ناسا)، لكن المكوك انتهى به الأمر إلى أن يكون حلاً وسطاً، لأن أجزاء كبيرة منه لم تكن قابلة لإعادة الاستخدام».