اليابان تكشف لوحة شمسية أقوى ب 1000 مرة من المستخدم اليوم

أخبار البلد -
في سباق محموم نحو تطوير مصادر طاقة نظيفة ومستدامة، تتصدر اليابان المشهد بابتكار علمي جديد قد يُحدث ثورة في مجال الطاقة الشمسية، فقد نجح باحثون يابانيون في تطوير أول لوحة شمسية مصنوعة من التيتانيوم، والتي تعد بأن تكون أقوى بألف مرة من الألواح الشمسية التقليدية، هذا الاختراع قد يغير قواعد اللعبة في مجال توليد الكهرباء المستدامة، ويجعل الطاقة النظيفة أكثر كفاءة وبأسعار معقولة للجميع.
كيف تم تحقيق هذا الإنجاز؟
تمكن فريق من الباحثين في جامعة طوكيو من صنع هذه اللوحة الشمسية باستخدام ثاني أكسيد التيتانيوم والسيلينيوم، وهي مواد لم تُستخدم من قبل في هذا المجال، وبفضل تقنيات تصنيع متقدمة، تمكن العلماء من تحسين التفاعل بين هذه المواد، ما أدى إلى زيادة كفاءة تحويل الطاقة بشكل ملحوظ. بعبارة أخرى، يمكن لهذه الألواح توليد كمية أكبر من الكهرباء باستخدام نفس كمية ضوء الشمس مقارنة بالألواح التقليدية.
ما الذي يجعل هذه الألواح مبتكرة؟
تعتمد الألواح الشمسية التقليدية على السيليكون، لكن الألواح الجديدة المصنوعة من التيتانيوم والسيلينيوم أثبتت تفوقها في الكفاءة. وقد تم تحقيق ذلك من خلال تقليل التأثير السلبي للتيلوريوم على بنية السيلينيوم، مما أدى إلى تحسين التصاق الطبقات وزيادة كفاءة تحويل الطاقة.
التحديات المتعلقة بالتيتانيوم
التيتانيوم معروف بمقاومته العالية للتآكل وقوته، لكن تكلفة إنتاجه مرتفعة للغاية، مما جعل استخدامه محدودًا في قطاعات مثل الطيران والطب. ومع ذلك، يركز البحث الياباني على تطوير طرق جديدة لإنتاج التيتانيوم بتكلفة أقل، مما قد يفتح الباب أمام استخدامه على نطاق أوسع في مجال الطاقة المتجددة.
دور الإتريوم في هذا الابتكار
الإتريوم، وهو عنصر كيميائي غير معروف على نطاق واسع، يلعب دورًا محوريًا في هذا الابتكار. يستخدم الإتريوم في تنقية التيتانيوم، ما يقلل من تكاليف الإنتاج ويحسن من تطبيقاته التكنولوجية. ومع ذلك، فإن التحدي الرئيسي يكمن في التخلص من الشوائب المجهرية التي يتركها الإتريوم في التيتانيوم، والتي قد تؤثر على مقاومته ومتانته.
هل نحن على أعتاب عصر جديد للطاقة الشمسية؟
يبدو أن هذا الابتكار قد يكون نقطة تحول في مجال الطاقة الشمسية. مع تسارع وتيرة التحول العالمي نحو الطاقة النظيفة، يمكن لهذه الألواح الشمسية الجديدة أن تسهم في تبني الطاقة الشمسية على نطاق أوسع، حيث ستكون قادرة على توليد المزيد من الكهرباء باستخدام الموارد المتاحة حاليًا.
الخطوات القادمة
لتحقيق الاستفادة الكاملة من هذا الابتكار، هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتطوير، بالإضافة إلى التعاون الدولي لدعم هذه الجهود. إذا تم التغلب على التحديات التقنية والاقتصادية، فقد يصبح التيتانيوم مادة أساسية في مستقبل الطاقة المتجددة، مما يسهم في تحقيق عالم يعتمد على الطاقة النظيفة وخالي من الانبعاثات الضارة.
لحسن الحظ، العمل جارٍ بالفعل، ومع استمرار التقدم في هذا البحث، قد نشهد قريبًا تحولًا جذريًا في كيفية توليدنا واستهلاكنا للطاقة.

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

الجمهورية

منذ 16 ساعات

• 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

منذ 6 أيام

• 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

الجمهورية

منذ 7 أيام

• الجمهورية

شريحة تايوانية فائقة التطور.. تعيد تشكيل المشهد التكنولوجي..!!

تُعدّ الشرائح الدقيقة أساس التكنولوجيا الحديثة ، وهي موجودة في جميع الأجهزة الإلكترونية تقريبًا، من فرشاة الأسنان الكهربائية والهواتف الذكية إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة المنزلية. تُصنع عن طريق وضع طبقات ونقش مواد مثل السيليكون لإنشاء دوائر مجهرية تحتوي على مليارات الترانزستورات. هذه الترانزستورات هي مفاتيح صغيرة جدًا، تتحكم في تدفق التيار الكهربائي وتُمكّن الأجهزة من العمل. ووبشكل عام، كلما زاد عدد الترانزستورات في الشريحة، زادت سرعتها وقوتها وإدارة مهام أكثر تعقيدًا. تسعى صناعة الرقائق الدقيقة باستمرار إلى تجميع المزيد من الترانزستورات في مساحة أصغر، مما يجعلالأجهزة التكنولوجية أسرع وأكثر قوة وكفاءة في استخدام الطاقة. مقارنةً بالشريحة الأكثر تطورًا سابقًا، والمعروفة باسم رقائق 3 نانومتر، ستُحقق تقنية 2 نانومترفوائد ملحوظة. من هذه الفوائد زيادة سرعة الحوسبة بنسبة 10%-15% عند نفس مستوى الطاقة ، أو انخفاضًا في استهلاك الطاقة بنسبة 20-30% عند نفس نفس السرعة. ترتبط صناعة الرقائق الدقيقة في تايوان ارتباطًا وثيقًا بأمنها. يُشار إليها أحيانًا باسم "درع السيليكون"، نظرًا لأهميتها الاقتصادية الواسعة التي تُحفز الولايات المتحدة وحلفاءها على منع الصين من إعادة ضم تايوان. أبرمت شركة TSMC مؤخرًا صفقة بقيمة 100 مليار دولار أمريكي لبناء خمسة مصانع أمريكية جديدة. ومع ذلك، لا يزال هناك غموض حول إمكانية تصنيع رقائق 2 نانومتر خارج تايوان، إذ يخشى بعض المسؤولين من أن يُقوّض ذلك أمن الجزيرة. تُستخدم رقائق TSMC الدقيقة فائقة التطور من قِبل شركات أخرى في تصنيع الهواتف الذكيةووحدات معالجة الرسومات (GPUs) المُستخدمة في تطبيقات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي. كما تُصنّع معالجات تستخدمها أجهزة الكمبيوتر العملاقة حول العالم. ومع ذلك، فإن القوة الحسابية المُحسّنة، وكفاءة الطاقة ، والتصغير الذي تتيحه هذه الشرائح قد يُمهد الطريق لعصر جديد من الحوسبة الاستهلاكية والصناعية، حسبما ورد بموقعي livescience، وConversation.