تطوير نموذج أولى مبتكر للترانزيستور في الكترونيات الطاقة المتقدمة

أعلن ألكسندر سيمينوف نائب رئيس جامعة بطرسبورغ للعلوم التكنولوجية للشؤون العلمية والابتكارات عن ابتكار نموذج أولي للترانزيستور للإلكترونيات الطاقة المتقدمة وفقا لما نشرته مجلة إزفيستيا.
ويقول، يفتح هذا الابتكار مجالا واسعا لتطوير العديد من فروع الصناعة- صناعة السيارات، والمحركات، والطائرات والهندسة الميكانيكية، وتكنولوجيا الفضاء، ويمكن إنشاء أجهزة كمبيوتر جديدة، وأجهزة لوحية، وطائرات مسيرة، ومعدات طبية، وهواتف محمولة، وما إلى ذلك على أساسها.ويمكن لكربيد السيليكون (SiC) الذي صنع منه الترانزيستور العمل في درجات حرارة وجهد أعلى دون فقدان الخصائص الكهربائية ما يجعله واعدا للاستخدام في إلكترونيات الطاقة، مثل العاكسات ومحولات الطاقة ولكن يتطلب استخدام كربيد السيليكون على نطاق واسع توفر تكنولوجيا تسمح بتكرار تصنيعه، وابتكار حلول طوبولوجية وتكنولوجية جديدة.ويقول سيمينوف، لقد ابتكرنا في إطار تنفيذ برنامجنا التنموي "أولوية 2030" للانتقال إلى قاعدة مكونات إلكترونية جديدة، نموذجا أوليا لترانزيستور المفعول المجالي يعتمد على كربيد السيليكون عند 1.7 كيلو فولت.كما يشير إلى أن الترانزيستورات تعتبر أحد المكونات الرئيسية للإلكترونيات الكهربائية وتستخدم أنواعها بنجاح في جميع أنواع الإلكترونيات الحديثة ذات الجهد العالي تقريبا، بدءا من الأجهزة المنزلية والنقل الكهربائي إلى أنظمة الاتصالات وتكنولوجيا الفضاء.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

نافذة على العالم

منذ 2 أيام

• نافذة على العالم

أخبار العالم : هل يصبح الذكاء الاصطناعي واعياً يوماً ما؟

الثلاثاء 27 مايو 2025 05:00 صباحاً نافذة على العالم - صدر الصورة، Reuters Article information Author, بالاب غوش Role, المراسل العلمي - بي بي سي قبل 6 ساعة دخلتُ المقصورة بخوف. كنتُ على وشك التعرض لضوء ستروب بينما كانت الموسيقى تعزف- كجزء من مشروع بحثي يحاول فهم ما يجعلنا بشراً حقيقيين. إنها تجربة تُذكرني باختبار فيلم الخيال العلمي "بليد رانر"، المُصمم للتمييز بين البشر والكائنات الاصطناعية التي تتخذ شكل بشر. هل يُمكنني أن أكون روبوتاً من المستقبل دون أن أعرف؟ وإذا ما حصل، فهل سأنجح في الاختبار؟ أكد لي الباحثون أن هذا ليس جوهر هذه التجربة. فالجهاز الذي يُطلقون عليه اسم "دريماشين" وهو مايعني باللغة الإيرلندية "آلة الأحلام" مُصمم لدراسة كيفية توليد الدماغ البشري لتجاربنا الواعية للعالم. مع بدء الضوء الوامض، ورغم أن عينيّ مغمضتان، رأيتُ أنماطاً هندسية ثنائية الأبعاد تدور. كان الأمر أشبه بالقفز في منظار متغير باستمرار، مع مثلثات وخماسيات ومثمنات تتحرك باستمرار. الألوان زاهية، مكثفة، ومتغيرة باستمرار، وردي، أرجواني، وفيروزي، جميعها تتوهج كأضواء النيون. يُبرز جهاز "دريماشين" النشاط الداخلي للدماغ من خلال أضواء وامضة، بهدف استكشاف آلية عمل عمليات التفكير لدينا. التعليق على الصورة، المراسل العلمي في بي بي سي، بالاب، يجرب "آلة الأحلام"، التي تهدف إلى اكتشاف كيفية خلق تجاربنا الواعية للعالم. الصور التي أراها فريدة من نوعها بالنسبة لعالمي الداخلي، وفريدة من نوعها بالنسبة لي، وفقاً للباحثين. يعتقدون أن هذه الأنماط قادرة على تسليط الضوء على الوعي نفسه. يسمعونني أهمس "إنه رائع، رائع للغاية. إنه أشبه بالتحليق داخل ذهني!". تُعدّ "آلة الأحلام"، في مركز علوم الوعي بجامعة ساسكس البريطانية، واحدة من مشاريع بحثية جديدة عديدة حول العالم تدرس الوعي البشري: ذلك الجزء من عقولنا الذي يُمكّننا من الوعي بذاتنا، والتفكير والشعور، واتخاذ قرارات مستقلة بشأن العالم. من خلال دراسة طبيعة الوعي، يأمل الباحثون في فهم ما يحدث داخل أدمغة السيليكون التابعة للذكاء الاصطناعي بشكل أفضل. ويعتقد البعض أن أنظمة الذكاء الاصطناعي ستُصبح قريباً واعية بشكل مستقل، إن لم تكن قد فعلت ذلك بالفعل. ولكن ما هو الوعي حقاً، وما مدى قرب الذكاء الاصطناعي من اكتسابه؟ وهل يُمكن للاعتقاد بأن الذكاء الاصطناعي قد يكون واعياً بحد ذاته أن يُغير البشر جذرياً في العقود القليلة القادمة؟ من الخيال العلمي إلى الواقع لطالما استُكشفت فكرة الآلات ذات العقول المستقلة في الخيال العلمي. وتعود المخاوف بشأن الذكاء الاصطناعي إلى ما يقرب من مئة عام، وتحديداً إلى فيلم "متروبوليس"، حيث يُجسّد روبوت امرأة حقيقية. صدر الصورة، Reuters الخوف من أن تُصبح الآلات واعية وتُشكّل تهديداً للبشر كان واضحاً في فيلم "2001 ملحمة الفضاء" الذي عرض عام 1968، ويحكي قصة حاسوب يدعى "هال 9000" يُهاجم رواد الفضاء على متن مركبته الفضائية. وفي الفيلم الأخير من سلسلة أفلام "المهمة المستحيلة"، الذي عُرض مؤخراً، يُهدد العالم ذكاء اصطناعي قويّ مارق، وصفه أحد الشخصيات بأنه "طفيلي رقمي واعي، يتعلم ذاتياً، ويلتهم الحقيقة". لكن في الآونة الأخيرة، شهد العالم الحقيقي تحولاً سريعاً في التفكير في وعي الآلة، حيث أعربت أصوات موثوقة في هذا المجال عن قلقها من أن هذا لم يعد ضرباً من الخيال العلمي. وقد حفز هذا التحول المفاجئ نجاح ما يُسمى بنماذج اللغة الكبيرة (LLMs)- نوع من الذكاء الاصطناعي الذي يستخدم التعلم العميق لفهم اللغة البشرية وتوليدها-، أو برامج الذكاء الاصطناعي، والتي يمكن الوصول إليها عبر تطبيقات على هواتفنا مثل جيميناي وتشات جي بي تي. وقد فاجأت قدرة أحدث جيل من نماذج اللغة الكبيرة على إجراء محادثات منطقية وسلسة حتى مصمميها وبعض الخبراء الرائدين في هذا المجال. وهناك رأي متزايد بين بعض المفكرين بأنه مع ازدياد ذكاء الذكاء الاصطناعي، ستُضاء الأضواء فجأة داخل الآلات وستصبح واعية. ويختلف آخرون، مثل البروفيسور أنيل سيث، قائد فريق جامعة ساسكس، مع هذا الرأي، واصفين هذا الرأي بأنه "متفائل بشكل أعمى ومدفوع بالاستثنائية البشرية". يقول أنيل "نربط الوعي بالذكاء واللغة لأنهما مرتبطان بالبشر. ولكن مجرد ارتباطهما بنا لا يعني بالضرورة ارتباطهما بشكل عام، على سبيل المثال بالحيوانات". إذن، ما هو الوعي حقاً؟ الإجابة المختصرة هي أن لا أحد يعلم. ويتضح ذلك من خلال الحجج الرصينة والقوية التي يتبادلها فريق البروفيسور سيث، من متخصصين شباب في الذكاء الاصطناعي، وخبراء في الحوسبة، وعلماء أعصاب، وفلاسفة، والذين يحاولون الإجابة عن أحد أهم الأسئلة في العلوم والفلسفة. صدر الصورة، Reuters في حين تتباين الآراء في مركز أبحاث الوعي، إلا أن العلماء متفقون على منهجهم: تقسيم هذه المشكلة الكبيرة إلى مشاكل أصغر في سلسلة من المشاريع البحثية، والتي تشمل آلة الأحلام (دريماشين). وكما تم التخلي، في السابق، عن البحث عن "سر أو شرارة الحياة" التي تُعيد الحياة إلى الجمادات في القرن التاسع عشر، لصالح تحديد كيفية عمل أجزاء من الأنظمة الحية، يتبنى فريق جامعة ساسكس الآن النهج نفسه تجاه الوعي. ويأمل الباحثون في تحديد أنماط نشاط الدماغ التي تفسر مختلف خصائص التجارب الواعية، مثل التغيرات في الإشارات الكهربائية أو تدفق الدم إلى مناطق مختلفة. والهدف هو تجاوز مجرد البحث عن الارتباطات بين نشاط الدماغ والوعي، ومحاولة إيجاد تفسيرات لمكوناته الفردية. لكن البروفيسور سيث، مؤلف كتاب "Being You" عن الوعي، يخشى من أننا قد نندفع بسرعة نحو مجتمع يُعاد تشكيله بسرعة بفعل الوتيرة الهائلة للتغير التكنولوجي دون معرفة كافية بالعلم، أو التفكير في عواقبه. ويقول "ونتعامل مع الأمر وكأن المستقبل مكتوباً بالفعل، وكأن هناك مسيرة حتمية نحو بديل خارق". ويضيف "لم نناقش هذه الأمور بشكل كافٍ مع صعود وسائل التواصل الاجتماعي، ما أضرّ بنا جميعاً. لكن مع الذكاء الاصطناعي، لم يفت الأوان بعد. يمكننا أن نقرر ما نريد". هل أصبح لدى الذكاء الاصطناعي وعي بالفعل؟ لكن هناك من يعتقد في قطاع التكنولوجيا أن الذكاء الاصطناعي في أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية قد يكون واعياً بالفعل، ويجب أن نتعامل معه على هذا الأساس. أوقفت جوجل مهندس البرمجيات بليك ليموين عن العمل عام 2022، بعد أن جادل بأن روبوتات الدردشة الذكية قادرة على الشعور بالأشياء، وربما المعاناة. صدر الصورة، Reuters في نوفمبر/ تشرين الثاني 2024، شارك كايل فيش، مسؤول رعاية الذكاء الاصطناعي في أنثروبيك، في تأليف تقرير يُشير إلى أن وعي الذكاء الاصطناعي احتمال واقعي في المستقبل القريب. وصرح مؤخراً لصحيفة نيويورك تايمز بأنه يعتقد أيضاً أن هناك احتمالاً ضئيلاً بنسبة 15 في المئة أن تكون روبوتات الدردشة واعية بالفعل. وأحد أسباب اعتقاده بإمكانية ذلك هو أن لا أحد، ولا حتى مطوري هذه الأنظمة، يعرف بالضبط كيفية عملها. يقول البروفيسور موراي شاناهان، كبير العلماء في جوجل ديب مايند وأستاذ فخري في الذكاء الاصطناعي في إمبريال كوليدج بلندن، إن هذا أمر مقلق. ويقول لبي بي سي "نحن في الواقع لا نفهم جيداً الطريقة التي تعمل بها برامج وتطبيقات الذكاء الاصطناعي داخلياً، وهذا أمر يدعو للقلق". ووفقاً للبروفيسور شاناهان، فإنه من المهم لشركات التكنولوجيا أن تتوصل إلى فهم سليم للأنظمة التي تبنيها، وينظر الباحثون إلى ذلك كمسألة ملحة. ويضيف "نحن في وضع غريب في بناء هذه الأشياء شديدة التعقيد، حيث لا نملك نظرية واضحة حول كيفية تحقيقها للنتائج المذهلة التي تحققها. لذا، فإن فهماً أفضل لكيفية عملها سيمكننا من توجيهها في الاتجاه الذي نريده وضمان سلامتها". "المرحلة التالية في تطور البشرية" يسود اعتقاد في قطاع التكنولوجيا بأن برامج تطبيقات الذكاء الاصطناعي ليست واعية حالياً بالطريقة التي نختبر بها العالم، وربما ليسوا واعين على الإطلاق. لكن هذا أمر يعتقد الزوجان البروفيسوران لينور ومانويل بلوم، وكلاهما أستاذان فخريان في جامعة كارنيجي ميلون في بيتسبرغ، بنسلفانيا، أنه سيتغير، وربما قريباً جداً. ووفقاً للزوجين بلوم، قد يحدث ذلك مع ازدياد المدخلات الحسية المباشرة من العالم الحقيقي، مثل الرؤية واللمس، في أنظمة الذكاء الاصطناعي ونماذج اللغة الكبيرة، وذلك من خلال ربط الكاميرات وأجهزة الاستشعار اللمسية (المتعلقة باللمس). ويعملان على تطوير نموذج حاسوبي يُنشئ لغة داخلية خاصة به تُسمى "براينيش" لتمكين معالجة هذه البيانات الحسية الإضافية، في محاولة لمحاكاة العمليات التي تجري في الدماغ. صدر الصورة، Reuters قالت البروفيسورة لينور في تصريخ لبي بي سي "نعتقد أن "براينيش" قادر على حل مشكلة الوعي كما نعرفه. فوعي الذكاء الاصطناعي أمر لا مفر منه". وأضاف البروفيسورمانويل بحماسة وابتسامة مرحة، قائلاً إن الأنظمة الجديدة التي يعتقد هو الآخر أنها ستظهر ستكون "المرحلة التالية في تطور البشرية". ويعتقد مانويل أن الروبوتات الواعية "هي ذريتنا"، مضيفاً "في المستقبل، ستكون آلات كهذه كيانات موجودة على الأرض، وربما على كواكب أخرى عندما نرحل". وعرّف ديفيد تشالمرز، أستاذ الفلسفة وعلوم الأعصاب بجامعة نيويورك، الفرق بين الوعي الحقيقي والظاهري في مؤتمر عُقد في توسان، أريزونا، عام 1994. وطرح "المشكلة الصعبة" المتمثلة في فهم كيفية وسبب نشوء أي من العمليات المعقدة للدماغ لتجربة واعية، مثل استجابتنا العاطفية عند سماعنا غناء العندليب. يقول البروفيسور تشالمرز إنه منفتح على إمكانية حل هذه المشكلة الصعبة. ويضيف في لقاء مع بي بي سي "النتيجة المثالية هي أن تشارك البشرية في هذا الثراء المعرفي الجديد. ربما تُعزّز أنظمة الذكاء الاصطناعي أدمغتنا". وفيما يتعلق بتداعيات الخيال العلمي على ذلك، يُلاحظ البروفيسور ذلك بسخرية ويقول "في مهنتي، هناك خيط رفيع بين الخيال العلمي والفلسفة". "حواسيب مبنية من اللحوم" ومع ذلك، يستكشف البروفيسور سيث، فكرة أن الوعي الحقيقي لا يتحقق إلا من خلال الأنظمة الحية. ويقول "يمكن القول بقوة إن الحوسبة ليست كافية للوعي، لكن الحياة بحد ذاتها كافية". ويضيف "في الأدمغة، على عكس الحواسيب، يصعب فصل ما تفعله عنها وعما هي عليه". ويجادل بأنه بدون هذا الفصل، يصعب تصديق أن الأدمغة "مجرد حواسيب مبنية من اللحوم". صدر الصورة، Reuters وإذا كان حدس البروفيسور سيث حول أهمية الحياة صحيحاً، فمن المرجح أن هذه التقنية لن تكون مصنوعة من السيليكون الذي يعمل على برمجة حاسوبية، بل ستتكون من مجموعات صغيرة من الخلايا العصبية بحجم حبات العدس، تُزرع حالياً في المختبرات. وتُسمى هذه الأدمغة "أدمغة مصغّرة" في التقارير الإعلامية، ويُطلق عليها المجتمع العلمي اسم "العضيات الدماغية"، ويستخدمها لبحث آلية عمل الدماغ، ولاختبار الأدوية. حتى أن شركة "كورتيكال لابس" الأسترالية، ومقرها ملبورن، طورت نظاماً من الخلايا العصبية في طبق يمكنه تشغيل لعبة الفيديو الرياضية "بونغ" التي صدرت عام 1972. ورغم أنه بعيد كل البعد عن نظام الوعي، إلا أن ما يُسمى "الدماغ في طبق" يبدو مخيفاً وهو يحرك مضرباً على الشاشة ليضرب كرة مُكعبة. ويرى بعض الخبراء أنه إذا كان للوعي أن ينشأ، فمن المرجح أن يكون ذلك من نسخ أكبر وأكثر تطوراً من أنظمة الأنسجة الحية هذه. وتراقب "كورتيكال لابس" نشاطها الكهربائي بحثاً عن أي إشارات قد تُشبه ظهور الوعي. ويُدرك الدكتور بريت كاغان، كبير مسؤولي العلوم والعمليات في الشركة، أن أي ذكاء ناشئ لا يمكن السيطرة عليه قد تكون له أولويات "لا تتوافق مع أولوياتنا". ويضيف أن التهديد الصغير والواضح للوعي الاصطناعي أمر يود أن يركز عليه كبار اللاعبين في هذا المجال بشكل أكبر كجزء من محاولات جادة لتعزيز فهمنا العلمي- لكنه يقول: "للأسف، لا نرى أي جهود جادة في هذا المجال". وهم الوعي صدر الصورة، Reuters المشكلة الأكثر إلحاحاً قد تكمن في كيفية تأثير وهم وعي الآلات علينا. في غضون بضع سنوات فقط، قد نعيش في عالم مليء بالروبوتات الشبيهة بالبشر والتزييفات العميقة التي تبدو واعية، وفقاً للبروفيسور سيث. ويخشى من أننا لن نتمكن من مقاومة تصديق أن الذكاء الاصطناعي لديه مشاعر وتعاطف، ما قد يؤدي إلى مخاطر جديدة. ويضيف "هذا يعني أننا سنثق بهذه الأشياء أكثر، وسنشاركها المزيد من البيانات، وسنكون أكثر انفتاحاً على الإقناع". لكن الخطر الأكبر من وهم الوعي هو "التآكل الأخلاقي"، كما يقول. ويمضي البروفيسور سيث "ستُشوّه أولوياتنا الأخلاقية بدفعنا إلى تخصيص المزيد من مواردنا لرعاية هذه الأنظمة على حساب الجوانب الحقيقية في حياتنا- ما يعني أننا قد نتعاطف مع الروبوتات، لكننا نهتم أقل أو قد لا نهتم بالبشر الآخرين إطلاقاً". وهذا قد يُغيّرنا جذرياً، وفقاً للبروفيسور شاناهان.

الجمهورية

منذ 5 أيام

• الجمهورية

الحوسبة البيولوجية.. تحول الكائنات الحية إلي "آلات" ذكية قادرة عل

ثورة تكنولوجية حيوية. لاتكون فيها البيانات مجرد أرقام تُخزن وتُحلل. تتحول إلي نبضات حية تُكتب داخل الجينوم وتُقرأ بلغة الحياة تنسج الجزيئات الوراثية و الخلايا الحية في معالجات فائقة الذكاء. قادرة علي تحليل البيانات كما لو كانت أنسجة نابضة. لم تعد الحوسبة مقيدة برقائق السيليكون ولا محصورة داخل وحدات معالجة إلكترونية. امتدت إلي الخلايا الحية. و البروتينات. والحمض النووي (DNA) لتُستخدم كوسائط حوسبية قادرة علي التفكير. والتخزين. والاستجابة. بآليات الطبيعة ذاتها. تُشفر المعلومات داخل شريط وراثي. وتتفاعل الخلايا كما لو كانت تَعي وتقرر. يبرز هذا التحول كفلسفة جديدة في التفكير التكنولوجي. يتجاوز تطوير الأجهزة إلي إعادة تعريف المفاهيم ذاتها: الجسد مختبر. الخلية معالج. الشفرة الوراثية برنامج تشغيل ومع الاستقرار الطبيعي للحمض النووي. يصبح تخزين المعلومات لآلاف السنين دون طاقة أو تبريد خيارا ثوريًا يتفوق علي كل وسائط التخزين التقليدية. تشير د. هبة عسكر. أستاذ الذكاء الاصطناعي بكلية الحاسبات بجامعة السادات. إلي أن الحوسبة البيولوجية (Biological Computing)تمثل تحولا جذريا في المفهوم التقليدي للحوسبة. حيث لم تعد المعالجات تعتمد علي السيليكون والدوائر. بل علي الحمض النووي (DNA) و البكتيريا المعدلة وراثيا. و البروتينات. التي تؤدي وظائف حسابية بطريقة مبهرة. أوضحت أن أبرز التطبيقات المثيرة لهذه التقنية تتمثل في تخزين البيانات باستخدام الحمض النووي. حيث يتم تحويل البيانات الرقمية إلي رموز جينية A وT وC وG. ما يسمح بتخزين كميات هائلة من المعلومات في حيز ضئيل للغاية. فمثلًا. 1 ملليغرام فقط من الحمض النووي يمكنه تخزين ما يقارب 215 بيتابايت بما يفوق طاقة أقراص التخزين بملايين المرات. وتضيف أن الحمض النووي. بفضل استقراره الطبيعي. يمكنه الاحتفاظ بالمعلومات لآلاف السنين دون الحاجة لطاقة أو تبريد. مما يجعله خيارًا بيئيًا مستداما بامتياز مقارنة بالوسائط التقليدية. أشارت إلي نجاح جامعة هارفارد بالتعاون مع IBM في ترميز 700 ميجابايت من الصور والفيديوهات والكتب الإلكترونية داخل جزيئات DNA صناعي. وتم استرجاعها بنجاح. مما فتح الباب لتخزين الذاكرة البشرية جمعاء في أنبوب اختبار مشيرة إلي ان الحوسبة البيلوجية تدخلنا عصر جديد من المعالجة يغير مستقبل التكنولوجيا وتلفت عسكر إلي أن الباحثين بدأوا بالفعل في "تدريب" الكائنات الدقيقة للعمل كدوائر منطقية. وتحويل الخلايا الحية إلي معالجات بيولوجية. تجري عمليات حسابية داخل الجسم البشري. بما يمهد الطريق لاستخدامها في التشخيص الفوري للأمراض. أو استهداف الخلايا المريضة بدقة مذهلة. وفي تطور لافت. تشير إلي أن هذه التقنية تمكن العلماء من تصميم أدوية موجهة بشكل دقيق عبر تحليل تفاعل الأدوية مع الجينات. بل وتصميم أنظمة تشفير بيولوجية باستخدام الحمض النووي يصعب اختراقها. ما يضيف طبقة أمنية جديدة لحماية البيانات الحساسة. اشارت إلي ان اهمية هذه التكنولوجيا يتمثل في اتاحة تصنيع أنظمة بيولوجية قادرة علي معالجة البيانات في بيئات حية. داخل الجسم البشري. واستخدامها في تطبيقات طبية مثل تشخيص الأمراض أو استهداف الخلايا المريضة. تطرقت إلي تدريب الكائنات الدقيقة علي العمل كـ "دوائر منطقية" لتنفيذ عمليات حسابية بيولوجية من خلال التحكم في هذه البكتيريا. باستخدام الكائنات الحية كمعالجات بيولوجية للبيانات. أشارت إلي تطوير جامعة كامبريدج. شبكات عصبية بيولوجية من خلايا حية تحاكي الدماغ البشري. مما يفتح آفاقًا لدمج الذكاء الاصطناعي مع العمليات البيولوجية. وتطوير أنظمة تتعلم وتتطور كما يفعل الإنسان علي مستوي الجزيئات. نوهت إلي انه علي الرغم من اختلاف الأساس العلمي بين الحوسبة البيولوجية "التي تستخدم الأنظمة الحية" والحوسبة الكمومية "التي تعتمد علي الكيوبتات ومبادئ ميكانيكا الكم". إلا أن هناك محاولات لدمج التقنيتين. مثل استخدام الحمض النووي كمادة فيزيائية لتصميم أنظمة كمومية أكثر مرونة. نوهت إلي استخدام البروتينات كنماذج للتفاعل مع المواد البيولوجية الأخري لتمكين أنظمة الحوسبة من القيام بمعالجة البيانات مثل الأنظمة الإلكترونية مشيرة إلي اتاحة هذه الطريقة حوسبة مستدامة بيولوجيًا تستخدم موارد طبيعية لتخزين ومعالجة البيانات في المستقبل. لفتت إلي تصميم الأنظمة البيولوجية لتنفيذ حسابات لتحليل تأثير الأدوية علي الجينات مشيرة إلي تطوير أدوات بيولوجية يمكنها إجراء حسابات معقدة لتحليل البيانات البيولوجية والجينية. مما يسهم في تسريع اكتشاف العلاجات الجديدة. اشارت إلي امكانية مساهمة هذه الأنظمة في تصميم أدوية موجهة بشكل أكثر دقة بناءً علي النماذج البيولوجية. وتحليل كيفية تفاعل الأدوية مع الجينات أو الخلايا المريضة. نوهت إلي امكانية استخدام الحمض النووي لإنشاء أنظمة تشفير غير قابلة للكسر مشيرة إلي تمثيل الترميز الجيني مفاتيح التشفير داخل الحمض النووي. مما يضيف مستوي آخر من الأمان في حماية البيانات. أضافت ان استخدام الحمض النووي لتخزين المفاتيح السرية والتشفير علي مستوي بيولوجي. يجعل من الصعب جداً اختراق النظام مشيرة إلي ان هذه التقنية يمكن أن تساهم في إنشاء أنظمة تشفير بيولوجية تستفيد من خصائص الحمض النووي في تخزين البيانات بشكل آمن. وتختتم د. عسكر حديثها بالتأكيد علي أن الحوسبة البيولوجية تمثل منعطفا تاريخيًا في طريقة تعامل البشرية مع البيانات. مشيرة إلي ضرورة وجود أطر قانونية وأخلاقية تُنظم استخدام الكائنات الحية لأغراض الحوسبة. خاصة فيما يتعلق بالصحة والبيئة. قوة واعدة من نوع مختلف تري د. لبني ابو المجد استاذ الذكاء الاصطناعي بمعهد مصر العالي أن الذكاء الاصطناعي. بتقنياته المتنوعة مثل تعلم الآلة والتعلم العميق. ليس إلا محاكاة ذكية للدماغ البشري. مشيرة إلي انه مع انفجار حجم البيانات وتطور البرمجيات. تطورت أجهزة الحاسوب التقليدية. لكننها لم تف بالاحتياجات المتزايدة لمعالجة البيانات الضخمة. من هنا برزت الحاجة لتقنيات جديدة أكثر كفاءة. فكانت الحوسبة الكمومية فالبيلوجية. اضافت انه علي الرغم ان سرعة الحوسبة الكمومية لا تقارن بالحواسيب التقليدية إلا أنها تحتاج درجات حرارة تقارب الصفر المطلق. مما يعيق انتشارها رغم تفوقها مما دفع المجتمع العلمي نحو بدائل جديدة فاذ بالحوسبة البيولوجية قوة واعدة من نوع مختلف بالاضافة إلي المعلوماتية الحيوية التي تعتمد علي خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات البيولوجية. وتركز علي علوم مثل الجينوم و البروتينات واكتشاف الأدوية تشير إلي ان الحوسبة البيولوجية تذهب أبعد من ذلك. حيث تبني أنظمة حوسبة تعتمد علي مكونات بيولوجية. وتستخدم خلايا بشرية وجزيئات حيوية كوحدات معالجة بيانات. تضيف ابو المجد ان البروتينات لبنات الحياة الأساسية. لم تعد مجرد أدوات حيوية. بل باتت "معالجات" للبيانات هذه البوليمرات الحيوية. ذات التكوينات الدقيقة. يتم تسخيرها الآن في تخزين البيانات ومعالجتها من خلال الطي البروتيني الذي تحدده خصائص الأحماض الأمينية لتصميم بروتينات اصطناعية تؤدي عمليات منطقية أو حوسبية كدوائر إلكترونية. نوهت إلي ان الحمض النووي يبرز كبطل في مشهد الحوسبة البيولوجية. نظرا لقدراته المذهلة علي التجميع الذاتي وتخزين كميات هائلة من المعلومات التي يطورها الباحثون لترميز البيانات الرقمية داخل سلاسل الحمض النووي. لتتحول إلي شيفرة حيوية يمكن استرجاعها وتحليلها بفعالية. تنبه ابو المجد ان الحوسبة البيولوجية لا تكتف بتخزين البيانات. بل تتوسع نحو بناء دوائر منطقية جزيئية باستخدام البروتينات والحمض النووي. قادرة علي استشعار البيئة المحيطة واتخاذ قرارات بناء عليها وهنا تظهر البيولوجيا التركيبية كأداة لتصميم شبكات حيوية داخل الخلايا. تبرمج لإجراء عمليات حسابية معقدة اشارت إلي استخدام حوسبة الحمض النووي في التفاعلات الجزيئية لحل المشكلات الرياضية المعقدة مشيرة إلي محاكاة البوابات المنطقية باستخدام البروتينات وتبدلاتها البنيوية. تطرقت إلي قيام الحوسبة الخلوية هندسة الخلايا بوظائف حاسوبية بناءً علي محفزات بيئية مشيرة إلي بناء الحوسبة شبكات عصبية اصطناعية تحاكي الدماغ البشري. أشارت إلي تشخيص فوري عبر الهواتف لتطوير أجهزة استشعار بيولوجية محمولة لتقديم نتائج فورية في نقاط الرعاية مشيرة إلي الي استشعار هندسة بكتيريا الأمعاء مسببات الأمراض واطلاق المركبات العلاجية عند الحاجة. مما يفتح الباب لعلاجات ذاتية التنظيم تعتمد علي البيانات البيولوجية الدقيقة للمريض. تري د. لبني أن الحوسبة البيولوجية والكمومية ليستا في حالة تنافس. بل تكامل فلكل منهما مجالها الأمثل. فالكمومية تتفوق في معالجة المعادلات الرياضية المعقدة. بينما البيولوجية تتالق في التطبيقات الطبية وتخزين البيانات في بيئات حية. أضافت أن الأبحاث بدأت تستكشف إمكانات الدمج بين التقنيتين. مثل استخدام الحمض النووي في تصميم حواسيب كمومية حيوية. أو توظيف الظواهر الكمومية داخل البروتينات. ورغم الآفاق الرحبة تحذر د. لبني من ضرورة تطوير أطر قانونية وأخلاقية صارمة. تحكم استخدام الكائنات الحية في تطبيقات الحوسبة. حفاظًا علي البيئة وصحة الإنسان. اختتمت ابو المجد حديثها بان الحوسبة البيولوجية لم تعد خيالًا علميًا. بل واقعًا يخطو بثبات نحو المستقبل مشيرة إلي التحول من الحمض النووي إلي البروتينات و البكتيريا. تتحول الكائنات الحية إلي "آلات" ذكية تعالج وتخزن وتستجيب. فاتحةً بابًا جديدًا لعصر تكنولوجي يحمل بصمة الحياة. تري د. أسماء عبده أستاذ الحاسبات والذكاء الاصطناعي بجامعة مدينة السادات. أن الحوسبة البيولوجية ليست رفاهية علمية. بل فرصة استراتيجية قد تعيد تشكيل العديد من جوانب حياتنا» من الصحة إلي الغذاء. ومن الصناعة إلي البيئة. تشير إلي ان هذا المجال الناشئ لا يقتصر علي تطوير البرمجيات أو العتاد التقليدي. بل يستبدل شرائح السيليكون بالمكونات الحيوية الحمض النووي. البروتينات. وحتي الخلايا مشيرة إلي ان الحوسبة البيولوجية أكثر الاتجاهات جرأة في علوم المعلومات الحديثة. نوهت إلي ان الحوسبة البيولوجية لا تعتمد علي الإلكترونات أو الدوائر الكهربائية كما هو الحال في الحوسبة التقليدية. بل تستثمر الخصائص الطبيعية للجزيئات الحيوية في تخزين المعلومات ومعالجتها مشيرة إلي انها ليست مجرد تجربة علمية طموحة. هي مزيج ثوري من علم الأحياء وعلوم الحاسوب. يُعيد تعريف مفهوم "الآلة" ويحول الكائنات الحية إلي نظم ذكية قادرة علي اتخاذ القرار وتنفيذ المهام. تطرقت إلي استناد الحوسبة الكمومية إلي مبادئ الفيزياء الكوانتية مثل التداخل والارتباط لتسريع الحسابات. تعتمد الحوسبة البيولوجية علي العمليات الجينية والخلوية كمحركات للمعالجة. لتفتح الباب أمام أشكال غير تقليدية من الحوسبة تتعامل مع الكم الهائل من البيانات عبر بيئة حيوية بحتة. اكدت علي اتاحة الحوسبة البيولوجية فحص وتحليل البيانات الجينية علي نطاق غير مسبوق. ما يعزز من قدرات العلماء علي التنبؤ بأنماط الطفرات الوراثية. وتصميم العلاجات الجينية المستقبلية بدقة متناهية. اضافت: لم يعد العلاج وصفة طبية عامة. أصبح من الممكن تصميم أدوية وخطط علاج تتناسب مع التركيبة الجينية الفريدة لكل مريض. مما يحسن فاعلية العلاج ويقلل من آثاره الجانبية مشيرة إلي انه عبر النمذجة البيولوجية. يمكن رصد الأنماط الجينية المسببة للأمراض وتصميم أدوية دقيقة الأثر تستهدف الخلل دون المساس ببقية النظام الحيوي. أشارت إلي انه من خلال تحليل البيانات النباتية والبيئية. تساعد الحوسبة البيولوجية في تطوير محاصيل مقاومة للأمراض والظروف المناخية. وتساهم في تحقيق أمن غذائي مستدام مشيرة إلي انها توفرأدوات لتحليل التأثيرات البيئية علي التنوع الحيوي. ما يجعلها حليفًا مهمًا في حلول الزراعة المستدامة ومكافحة التغير المناخي نبهت إلي انه علي الرغم من الوعود الكبيرة. تواجه الحوسبة البيولوجية عددًا من التحديات البنيوية والتقنية التي قد تعيق تقدمها إذا لم تعالج بفعالية مشيرة إلي ان البنية التحتية المعلوماتية غير كافية بعد. ولا تزال قواعد البيانات تعاني من النقص في الكم والنوع الذي يحتاج إلي بناء أنظمة فعالة يستدعي استثمارًا ضخمًا في البيانات وتعاونًا دوليًا لتجميعها وتنقيحها. تطرقت إلي انه كلما اقتربنا أكثر من الحمض النووي للإنسان. زادت التحديات الأخلاقية وبرزت الحاجة إلي أطر تشريعية صارمة تضمن حماية الخصوصية. خاصة في ظل استخدام البيانات الجينية للأفراد في الأبحاث قالت ان نجاح هذا المجال يتطلب تعاونًا عابرًا للتخصصات بين علماء الأحياء. والمبرمجين. والمهندسين. وهو ما يعد تحديا بحد ذاته في بيئة أكاديمية ومؤسسية لا تزال مجزأة مشيرة إلي ان الأنظمة لا تزال في مراحلها الأولي. وتطويرها يتطلب موارد ضخمة لتحويل النماذج النظرية إلي واقع تطبيقي. اختتمت بان مشاريع الحوسبة البيولوجية تواجه صعوبة في التوسع خارج البيئات المضبوطة. مما يتطلب مزيدًا من التجريب لإثبات فعاليتها علي نطاق واسع مشيرة إلي انه علي الرغم من التحديات. فإن الفرص تفوق العقبات بكثير. ما يحتم الاستثمار الجاد. ودعم البحث العلمي متعدد التخصصات. لصناعة مستقبل أروع. الحوسبة الكمومية والحيوية ثورة تكنولوجية لتعريف المستقبل يشير د. محمد محسن رمضان مستشار الامن السيبراني ومكافحة الجرائم الالكترونية إلي انه في ظل التطورات المتسارعة في مجال التكنولوجيا. تُطرح تساؤلات جوهرية حول مستقبل الحوسبة وإمكانياتها غير المحدودة اضاف انه مع إعلان مختبرات كورتيكال (Cortical Labs) عن إطلاق أول حاسوب حيوي تجاري (CL1) تعود إلي الواجهة مناقشات حول إمكانيات الحوسبة الحيوية. بالتوازي مع التقدم المذهل في الحوسبة الكمومية. أضاف ان الحوسبة الحيوية تستند إلي الأنظمة البيولوجية لمحاكاة عمل الدماغ البشري. بينما تعتمد الحوسبة الكمومية علي قوانين ميكانيكا الكم لإنجاز عمليات حسابية تفوق قدرة الحواسيب التقليدية بمراحل مشيرا إلي اننا علي أعتاب ثورة جديدة في مجال الوعي الآلي. أوضح ان الدماغ البشري يعد نموذجا تمثل الحوسبة الحيوية مقاربة رائدة تقوم علي استغلال الخصائص البيولوجية للخلايا العصبية في العمليات الحسابية. كما هو الحال في تقنية "DishBrain" التي طورتها كورتيكال. تعتمد هذه التقنية علي زراعة خلايا عصبية حية علي شريحة سيليكونية. ما يُمكنها من التعلم والتكيف مع المحفزات الكهربائية بشكل يحاكي طريقة عمل الدماغ البشري. نوه إلي تميز الحوسبة البيلوجية بأنها الأقل استهلاكًا للطاقة مقارنة بالحوسبة التقليدية. حيث إن الدماغ البشري يستخدم حوالي 20 واطًا فقط لإنجاز عمليات تفوق قدرة الحواسيب العملاقة التي تحتاج إلي كميات هائلة من الطاقة وهو يفتح هذا الباب أمام تطوير أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر كفاءة. قادرة علي التكيف والتعلم بطريقة طبيعية. أشار إلي التكامل بين الحوسبة الحيوية والكمومية رغم الاختلافات الجوهرية مشيرا إلي توجه متزايد نحو التكامل بينهما باستخدام الحوسبة الكمومية في تحليل البيانات الضخمة التي تنتجها الأنظمة الحيوية. مما يؤدي إلي تحقيق تقدم في فهم الوعي البشري. والتعامل مع أنظمة الذكاء الاصطناعي المتطورة. وربما الوصول إلي مرحلة تكون فيها الآلات قادرة علي التفكير الذاتي. أضاف ان الحوسبة الكمومية تعتمد علي مبدأ الكيوبتات التي يمكنها التواجد في حالات متعددة في نفس الوقت. بفضل ميكانيكا الكم. علي عكس الحواسيب التقليدية التي تعالج البيانات بطريقة خطية. يمكن للحواسيب الكمومية التعامل مع كميات هائلة من البيانات بشكل متوازي. ما يتيح لها أداء عمليات معقدة مثل تحليل التشفير وكسر الشيفرات بسرعة فائقة. قال ان التحديات تعيق التقدم في هذين المجالين. فبينما تواجه الحوسبة الحيوية عقبات تتعلق بالحفاظ علي استقرار الخلايا العصبية وتحقيق الاتصال الفعال. تعاني الحوسبة الكمومية من مشكلات في استقرار الكيوبتات والحاجة إلي بيئات تبريد فائقة التعقيد. اضاف علي الرغم من التحديات. يبدو المستقبل واعدًا مع التقدم المستمر في مجال الذكاء الاصطناعي والحوسبة. مشيرا إلي اننا قد نكون قريبين من رؤية أنظمة حوسبة أكثر تطورًا. قادرة علي تغيير مفهومنا عن الذكاء والوعي والقدرات الحسابية. اختتم حديثه بانه سواء أكانت الحوسبة الحيوية أو الكمومية هي التي ستقود الثورة القادمة. فإن كلا المجالين يحملان إمكانيات هائلة قد تعيد تعريف التكنولوجيا التي نعرفها اليوم. وبينما نستمر في البحث عن إجابات لأسئلة معقدة حول الوعي والذكاء. قد يكون التطور التكنولوجي هو المفتاح لفهم أعمق. آفاق جديدة.. لمعالجة البيانات شهدت الحوسبة البيولوجية في عام 2024 تطورات مذهلة. حيث تلاقت علوم الأحياء مع تقنيات الذكاء الاصطناعي والهندسة الوراثية لتفتح آفاقًا جديدة في معالجة البيانات والتشخيص الطبي وتطوير الأدوية. أطلقت شركة FinalSpark السويسرية أول منصة حوسبة حيوية تعتمد علي أنسجة دماغية بشرية مصغرة organoids تُعرف باسم "المخ في شريحة". تتكون هذه المنصة من 16 عضوًا دماغيًا مزروعًا في المختبر تستخدم كمعالجات بيولوجية قادرة علي تنفيذ عمليات حسابية معقدة بكفاءة عالية باستهلاك طاقة منخفض. تبقي هذه الأنسجة حية باستخدام محلول مغذ وتوصل بأقطاب كهربائية لتبادل المعلومات. مما يمكن من استخدامها في تطبيقات مثل الطب الشخصي واختبار الأدوية. أطلقت شركة DeepMind النسخة الثالثة من نظام AlphaFold الذي يعد طفرة في التنبؤ بهياكل البروتينات » تقدم هذه النسخة تحسينات كبيرة في دقة التنبؤات. مما يسهم في تسريع اكتشاف الأدوية وفهم الأمراض علي المستوي الجزيئي. حاز فريق DeepMind علي جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2024 تقديرًا لهذا الإنجاز. حقق الباحث ديفيد بيكر تقدمًا كبيرا في مجال تصميم البروتينات باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي. مما يتيح انشاء بروتينات جديدة بوظائف محددة حيث يفتح هذا الابتكار آفاقا واسعة في مجالات الطب. وهندسة المواد. و التكنولوجيا النانوية برز مجال "الذكاء العضوي" كأحد الاتجاهات الحديثة في الحوسبة البيولوجية. حيث تُستخدم أعضاء دماغية مصغرة (organoids) في تنفيذ عمليات حسابية تُظهر هذه الأعضاء قدرات علي التعلم والتكيف مما يُمكن من استخدامها في تطبيقات مثل التعرف علي الكلام وحل المعادلات غير الخطية. نمو سوق الحوسبة البيولوجية إلي 17 مليار دولار 2032 توقع الخبراء نمو سوق الحوسبة البيولوجية من 7.05 مليار دولار في 2024 إلي أكثر من 17.3 مليار دولار بحلول 2032. بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 13.2%. يُعزي هذا النمو إلي زيادة الطلب علي تقنيات الحوسبة المستدامة والفعالة في مجالات مثل الرعاية الصحية. وتخزين البيانات. والذكاء الاصطناعي. في مختبرات الأبحاث المتقدمة. حيث تمتزج الكيمياء بالأكواد. تولد اليوم أجهزة حوسبة لا تُصنع من رقائق السيليكون. بل من الجزيئات. الحوسبة الجزيئية. تُصمم الجزيئات لتكون "قابلة للبرمجة". قادرة علي التفاعل فيما بينها وفقًا لخوارزميات محددة. تؤدي من خلالها وظائف حسابية معقدة. وكأنها عقول نانوية تعمل داخل أجسامنا. تُستخدم هذه الدوائر في تطبيقات مثل الاستشعار البيئي والتشخيص الطبي. حيث تنفذ العمليات الحسابية من خلال تفاعلات البروتينات مع البيئة المحيطة. تطبيقات طبية ثورية من التشخيص المبكر إلي العلاج الذكي بعيدًا عن التوقعات النظرية. تشق الحوسبة البيولوجية طريقها بثبات نحو التطبيقات الطبية العملية. حاملة وعودًا قد تغير وجه للصحة والعلاج. لم يعد اكتشاف الأمراض في مراحلها المتقدمة قدرًا محتومًا» فبفضل الشبكات العصبية المدربة علي تحليل المؤشرات الحيوية. يمكن الآن رصد أدق التغيرات في عينات الدم. ما يمكن من الكشف المبكر عن أمراض معقدة كأورام السرطان. منظومة ذكية تُزرع داخل الجسم عبر أجهزة استشعار بروتينية دقيقة. تستطيع قراءة المؤشرات الحيوية وتفعيل الدواء في الوقت المناسب . وبالجرعة المثالية. مستجيبة لتقلبات الجسم وكأنها تفهمه. طور فريق بحثي أسترالي من جامعة ملبورن أول محاكاة كمومية دقيقة للأنظمة البيولوجية. تُتيح نمذجة أداء الأدوية بدقة عالية. يسهم هذا الابتكار في تسريع وتخفيض تكلفة تطوير الأدوية الجديدة. خاصةً للأمراض التي يصعب علاجها. تحليل الصور الطبية... بعين إلكترونية لا تخطئ تحلل الحوسبة الحيوية الصور الطبية كالأشعة والرنين المغناطيسي بدقة فريدة. فتحدد الحالات الحرجة وتضع خريطة ذكية لتخطيط العلاج. متجاوزة محدودية العين البشرية للتشخيص البصري. Previous Next تابع بوابة الجمهورية اون لاين علي

أخبار مصر

١٨-٠٥-٢٠٢٥

• أخبار مصر

ابتكار جديد.. يد روبوتية تتعلم الإمساك بالأشياء بمرونة تحاكي اليد البشرية #تقنية #الروبوتات

ابتكار جديد.. يد روبوتية تتعلم الإمساك بالأشياء بمرونة تحاكي اليد البشرية #تقنية #الروبوتات في إنجاز جديد في عالم الروبوتات، طوّر باحثون من جامعة EPFL يدًا روبوتية لينة تتكون من شرائح مصنوعة من السيليكون ملفوفة حول معصم وتتضمن أصابع ميكانيكية، مع مفاصل مزودة بنوابض، وذراع روبوتي قابل للانثناء، ويمكن لليد الروبوتية التكيّف مع الأجسام المختلفة دون الحاجة إلى بيانات بيئية دقيقة أو أنظمة تحكم معقدة.تمكنت هذه اليد المعروفة باسم ADAPT، من التقاط 24 جسمًا متنوعًا بنسبة نجاح وصلت إلى 93%، مستخدمة فقط أربع حركات مبرمجة، مستفيدة من مرونتها الميكانيكية لتشكيل قبضات تنتظم تلقائيًا بطريقة تشبه اليد البشرية بنسبة بلغت 68%. وقد نُشرت نتائج هذا البحث في المجلة العلمية Nature Communications Engineering. تفاصيل البحثعلى عكس الأنظمة الروبوتية التقليدية التي تعتمد على تحكم مركزي دقيق ومحركات منفصلة لكل مفصل، تستند يد ADAPT الروبوتية إلى مفهوم الذكاء الميكانيكي الموزّع (Distributed mechanical intelligence)، إذ يؤدي التوزيع الدقيق للمواد اللينة والنوابض في اليد إلى القدرة على التفاعل الطبيعي مع الأجسام، وهذا يتيح لها التكيّف بسهولة مع الأجسام المختلفة من حيث الشكل والحجم.ويوضح Kai Junge، طالب الدكتوراه في كلية الهندسة في EPFL، والمشارك في تطوير المشروع: نحن كبشر لا نعتمد على معلومات…..لقراءة المقال بالكامل، يرجى الضغط على زر 'إقرأ على الموقع الرسمي' أدناه