أحدث الأخبار مع #معهد«ماساتشوستسللتكنولوجيا»
جفرا نيوز
١٥-٠٥-٢٠٢٥
- صحة
- جفرا نيوز
روبوت ذكي يمنع كبار السن من السقوط
جفرا نيوز - في ظل النقص العالمي في مقدمي الرعاية الصحية، وارتفاع التكاليف، وتغيّر تركيبة الأسر، باتت التقنيات الروبوتية تبرز على أنها حل الحلول الواعدة، لسد الفجوة المتزايدة في خدمات رعاية كبار السن. وفي هذا السياق، يعمل فريق من المهندسين في معهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» (MIT) على تطوير ابتكارات قائمة على الروبوتات لمواجهة هذا التحدي. ومن أحدث مشاريعهم جهاز يُدعى «روبوت المساعدة الجسدية لكبار السن» أو «E - BAR»، صُمم خصيصاً لدعم حركة كبار السن ومنع السقوط الذي يُعد من أخطر المخاطر التي تهدد هذه الفئة العمرية. السقوط هو السبب الرئيس للإصابات بين كبار السن فوق سن 65. الكثير منهم يترددون في استخدام أدوات المساعدة التقليدية، مثل المشايات، أو الأحزمة، بسبب عدم الراحة، أو الشعور بالوصمة. والبعض الآخر يتجنب الحركة تماماً، خوفاً من السقوط، ما يؤدي إلى تدهور في التوازن، والحركة. يهدف فريق «MIT» إلى تقديم حل يوفر الدعم والحماية في آن واحد. كيف يعمل «E-BAR»؟ تعمل التقنية على هيئة مقبض آلي متحرك يتبع المستخدم من الخلف. يمكن للمستخدم أن يمشي بحرية، أو أن يستند على المقابض للدعم، أو يعتمد عليه بالكامل للانتقال من الجلوس إلى الوقوف، والعكس. وعند حدوث خطر سقوط مفاجئ، تنتفخ وسائد هوائية في أذرع الروبوت بسرعة لالتقاط الشخص بلطف. يقول روبيرتو بولّي، وهو طالب دراسات عليا في قسم الهندسة الميكانيكية في «MIT» والمصمم الرئيس لـ«E - BAR» إن ما يميز الابتكار هو قدرته على توفير دعم كامل للجسم دون الحاجة إلى ارتداء أي معدات. لا يقيّد حركة الشخص بل يتماشى معها. تصميم متمحور حول المستخدم عمل بولّي مع البروفسور هاري أسادا، أستاذ الهندسة في «MIT»، والذي يقود فريقاً يطور تقنيات لمساعدة كبار السن. هدفُ الرجلين كان تصميمَ روبوت يمكن استخدامه في المنزل يدعم وزن الجسم بالكامل، ويتنقل بسهولة في المساحات الضيقة. وقد استندا في تصميمهما إلى مقابلات مع كبار السن، ومقدمي الرعاية، لفهم الاحتياجات الحقيقية. قاعدة الروبوت قوية، ومضغوطة في الوقت نفسه، وتزن نحو 100كلغم، لضمان الاستقرار. وتسمح العجلات متعددة الاتجاهات الموجودة أسفل القاعدة للروبوت بالتحرك بأي اتجاه دون الحاجة للدوران، مما يسهل التنقل في المساحات الصغيرة. تمتد من القاعدة ذراع ميكانيكية مكوّنة من 18 وصلة مفصلية، قادرة على رفع الشخص بلطف من وضعية الجلوس إلى الوقوف. السلامة من خلال الابتكار تمثل المقابض، على شكل حرف «U»، نقطة الاتصال بين الروبوت والمستخدم. يمكن للمستخدم الاستناد عليها عند الحاجة، وإذا تم رصد فقدان توازن مفاجئاً، تنتفخ الوسائد الهوائية المدمجة فيها بسرعة، لتمنع السقوط دون التسبب بأي إصابة، أو خوف. ويُعتقد أن هذا هو أول نظام روبوتي يمكنه التقاط شخص يسقط دون الحاجة إلى أجهزة قابلة للارتداء. تم اختبار الروبوت على متطوّع من كبار السن داخل مختبر «MIT». وقد أثبت «E - BAR» فعاليته في دعم المستخدم أثناء القيام بحركات يومية، مثل الانحناء لالتقاط شيء من الأرض، أو الوصول إلى رف عالٍ، أو حتى الخروج من حوض الاستحمام، وجميعها حركات يمكن أن تشكل خطراً على التوازن. نحو مزيد من الذكاء الذاتي يتطلع الفريق إلى تطوير نسخ مستقبلية من «E-BAR» تتمتع بذكاء أكبر، واستقلالية تامة. النموذج الحالي يُدار عن بُعد، لكن التصاميم المستقبلية ستدمج خوارزميات تعلم آلي للتنبؤ بالسقوط، ومنعه في الوقت الفعلي ضمن مشروع موازٍ تقوده الطالبة إيميلي كامينسكي في مختبر أسادا. يؤمن بولّي بأن «E-BAR» ليس سوى البداية. ويقول: «رعاية كبار السن من أكبر التحديات في عصرنا. نحن نواجه تحوّلاً ديموغرافياً يتطلب الابتكار، ليس فقط في السياسات الصحية، بل في استخدام التكنولوجيا للحفاظ على استقلالية الإنسان، وكرامته مع التقدم في السن». ويضيف أسادا أن احتياجات كبار السن لا تبقى ثابتة، وأن ما يحتاجه شخص في السبعين قد يختلف تماماً عما يحتاجه في الثمانين. نريد أن نوفر دعماً متواصلاً يتكيف مع تغير قدراتهم». يمثل «E-BAR» خطوة مدروسة نحو هذا المستقبل. وبدعم من مبادرة الروبوتات الوطنية، ومؤسسة العلوم الوطنية الأميركية، يواصل الفريق تحسين التصميم ليكون أكثر سهولة في الاستخدام، وأكثر ذكاء، وقادراً على تقديم المساعدة بطريقة أكثر إنسانية.
عمون
٢٩-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- عمون
في جزء من الثانية .. «هارت» يولد صوراً عالية الجودة عبر الذكاء الاصطناعي
عمون - يُعدُّ توليد صور عالية الجودة بكفاءة تحدياً بالغ الأهمية، خصوصاً للتطبيقات، مثل تدريب السيارات ذاتية القيادة، أو تصميم بيئات ألعاب الفيديو، أو محاكاة سيناريوهات العالم الحقيقي. وفي حين حققت نماذج الذكاء الاصطناعي تقدماً كبيراً في توليد الصور، لا تزال الطرق الحالية تواجه مفاضلة بين السرعة والجودة. نماذج الانتشار (Diffusion Models)، مثل تلك المستخدمة في «DALL-E» و«Stable Diffusion»، تنتج صوراً واقعية مذهلة، لكنها تتطلب قوة حاسوبية كبيرة ووقتاً طويلاً. من ناحية أخرى، النماذج الانحدارية الذاتية (Autoregressive Models) المشابهة لتلك المستخدمة في نماذج اللغة الكبيرة مثل «تشات جي بي تي» (ChatGPT) تولد الصور بسرعة، لكنها غالباً ما تعاني مع التفاصيل الدقيقة، ما يؤدي إلى نتائج مشوهة أو ضبابية. الآن، طور فريق من الباحثين من معهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» (MIT) وشركة «إنفيديا» (NVIDIA) حلّاً مبتكراً يُدعى «هارت» (HART) وهو نموذج ذكاء اصطناعي جديد يجمع بين مزايا الطريقتين لتقديم صور عالية الجودة بسرعات غير مسبوقة. أفضل ما في الطريقتين يعمل «HART» على مبدأ بسيط لكنه قوي. أولاً، يقوم النموذج برسم الخطوط العريضة للصورة بسرعة، ثم يقوم نموذج انتشار صغير بتنقيح التفاصيل، فماذا يعني ذلك؟ يوضح هاوتيان تانغ، طالب الدكتوراه في «MIT»، والمؤلف الرئيسي المشارك للبحث، الأمر بهذه العبارة: «تخيَّل الأمر مثل الرسم». ويتابع: «إذا غطّيت اللوحة كلها دفعة واحدة، فقد تبدو النتيجة خاماً. لكن إذا بدأت برسم عام، ثم نقحته بضربات فرشاة أصغر وأدق، تصبح الصورة النهائية أكثر إتقاناً». تعمل نماذج الانتشار التقليدية عن طريق إزالة الضوضاء من الصورة خطوة بخطوة حتى تظهر صورة واضحة. وهذه العملية تضمن دقة عالية لكنها بطيئة وتستهلك موارد كبيرة. في المقابل، تولد نماذج «هارت» (HART) الصور بشكل تسلسلي، متنبئة بأجزاء صغيرة في كل مرة. وفي حين تكون أسرع، فإنها غالباً ما تفقد تفاصيل مهمة بسبب الضغط. يملأ «HART» هذه الفجوة باستخدام نموذج انحدار ذاتي للتعامل مع الجزء الأكبر من توليد الصورة، ثم تطبيق نموذج انتشار خفيف فقط لتحسين التفاصيل المتبقية، أي تلك العناصر الدقيقة التي تجعل الصورة حية مثل ملمس الشعر، وبريق العين، أو الحواف الدقيقة للأجسام. السرعة دون التضحية بالجودة من أكثر إنجازات «HART» إثارة للإعجاب هي كفاءته. وفي حين تتطلب نماذج الانتشار الحديثة مليارات المعلمات وعشرات الخطوات للتنقيح، يُحقق «هارت» نتائج مماثلة أو حتى أفضل بجزء بسيط من التكلفة الحاسوبية. في الاختبارات، أنتج «HART» صوراً أسرع بتسع مرات من نماذج الانتشار الرائدة، مع الحفاظ على مستوى التفاصيل نفسه. والأكثر إثارة، أنه يفعل ذلك باستخدام طاقة حاسوبية أقل بنسبة 31 في المائة، ما يجعله قابلاً للتشغيل على أجهزة المستهلك العادية، مثل أجهزة اللابتوب أو الهواتف الذكية. يقول تانغ: «نموذج الانتشار في (HART) لديه مهمة أبسط بكثير... فهو يحتاج فقط لتصحيح التفاصيل الدقيقة، وليس الصورة بأكملها، ما يجعل العملية أكثر كفاءة». فتح آفاق جديدة تمتد آثار «HART» إلى ما هو أبعد من مجرد توليد صور أسرع. تصميمه الهجين يجعله شديد التكيف للدمج مع أنظمة الذكاء الاصطناعي متعددة الوسائط، مثل نماذج الرؤية واللغة التي يُمكنها تفسير وتوليد النصوص والصور معاً. تخيَّل أن تطلب من مساعد ذكي أن يرشدك خلال تجميع قطعة أثاث، مع عرض مرئي لكل خطوة في الوقت الفعلي، أو فكِّر في سيارات ذاتية القيادة يتم تدريبها في بيئات افتراضية فائقة الواقعية، تتعلم تجنب المخاطر غير المتوقعة، قبل أن تصل حتى إلى الطريق. سرعة ودقة «HART» مكَّنَتا من جعل هذه التطبيقات ليست ممكنة فحسب، بل عملية أيضاً. في المستقبل، يُخطط الباحثون لتوسيع قدرات «HART»، لتشمل توليد الفيديو وتركيب الصوت، مستفيدين من تصميمه القابل للتوسع لمهام أكثر تعقيداً. خطوة نحو ذكاء اصطناعي أذكى يُمثل «HART» قفزة كبيرة إلى الأمام في مجال الذكاء الاصطناعي التوليدي، مبرهناً على أن السرعة والجودة يجب ألا يكونا متناقضين. من خلال الجمع الذكي بين نقاط قوة النماذج الانحدارية الذاتية ونماذج الانتشار، يفتح الباحثون أبواباً جديدة لتوليد الصور عالية الدقة في الوقت الفعلي، ما يقربنا من مستقبل يمكن فيه للذكاء الاصطناعي أن يدمج الإبداع والكفاءة بسلاسة. هذا البحث، المدعوم من مختبر «MIT-IBM Watson» للذكاء الاصطناعي، ومركز «MIT» و«Amazon للعلوم»، ومؤسسة «العلوم الوطنية الأميركية»، سيُعرض في المؤتمر الدولي حول التمثيلات التعليمية. ومع مزيد من التطوير، قد يصبح «HART» قريباً حجر الزاوية في تطبيقات الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي، ما يُعيد تشكيل طريقة تفاعلنا مع الذكاء الاصطناعي والاستفادة منه. الشرق الأوسط
ليبانون 24
١٠-٠٣-٢٠٢٥
- صحة
- ليبانون 24
ملابس تراقب صحتك... ألياف كمبيوتر مرنة داخل الأقمشة لجمع وتحليل البيانات
تخيل عالَماً تكون فيه ملابسك قادرة على فعل أكثر من مجرد تدفئتك أو إضفاء لمسة أنيقة على مظهرك. ماذا لو كانت قادرة على مراقبة صحتك، وتتبع نشاطك البدني، وحتى تنبيهك إلى المخاطر المحتملة، كل ذلك في الوقت الفعلي؟ هذا الرؤية المستقبلية أصبحت أقرب إلى الواقع بفضل بحث رائد من معهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» (MIT). طور فريق العلماء جهاز كمبيوتر مستقل وبرمجي مدمج داخل ألياف مرنة، ما يمهد الطريق لأقمشة ذكية يمكن أن تحدث ثورة في كيفية التفاعل مع التكنولوجيا ومراقبة الصحة. على عكس الأجهزة القابلة للارتداء التقليدية كالساعات الذكية أو أجهزة تتبع اللياقة البدنية التي تقتصر على نقطة واحدة في الجسم، يتم نسج ألياف الكمبيوتر هذه مباشرة في الملابس. وهذا يسمح لها بتغطية مساحات أكبر من الجسم، مما يوفر فهماً أكثر شمولاً لفسيولوجيا الإنسان. كما أن هذه الألياف، التي تكاد تكون غير محسوسة لمن يرتديها، قابلة للغسل ما يجعلها عملية للاستخدام اليومي. ما دور الألياف المرنة؟ في قلب هذا الابتكار توجد ألياف مرنة واحدة تحتوي على جميع مكونات الكمبيوتر، منها أجهزة استشعار ووحدة تحكم دقيقة وذاكرة رقمية ووحدات «بلوتوث» وأنظمة اتصالات بصرية وحتى بطارية. يتيح هذا التصميم المدمج للألياف أليافاً مرنة واحدة تحتوي على جميع مكونات الكمبيوتر ونقلها بسلاسة. في التجارب، قام الباحثون بتضمين 4 من هذه الألياف في قميص وسروال، ووضعوها على طول كل طرف. قامت كل واحدة من الألياف بتشغيل نموذج تعلم آلي مستقل تم تدريبه على تمارين محددة مثل القرفصاء والاندفاع والـ«بلانك». بينما حققت الألياف الفردية دقة تبلغ نحو 70 في المائة، ارتفعت دقتها الجماعية إلى ما يقرب من 95 في المائة عندما سمح لها بالتواصل بعضها مع بعض. يقول يوئيل فينك، أستاذ علوم وهندسة المواد في معهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» والمؤلف الرئيسي للدراسة أن أجسادنا تبث غيغابايتات من البيانات كل ثانية عبر الجلد، كالحرارة والصوت والإشارات الكيميائية الحيوية والإمكانات الكهربائية والضوء. تحمل جميعها معلومات قيمة عن صحتنا وأنشطتنا. لسوء الحظ، يتم فقدان معظم هذه البيانات في الملابس التي نرتديها. يضيف: «ماذا لو استطعنا تعليم ملابسنا على التقاط هذه المعلومات وتحليلها ونقلها؟». اختبار عملي هذه الرؤية يتم اختبارها بالفعل في واحدة من أقسى البيئات على وجه الأرض. في مهمة قادمة إلى القطب الشمالي، سيتمكن أفراد من الجيش والبحرية الأميركية من ارتداء قمصان تحتية مدمجة مع ألياف الكمبيوتر هذه أثناء عبورهم مسافة 1000 كيلومتر في درجات حرارة تصل إلى -40 درجة فهرنهايت. تهدف المهمة، التي تحمل اسم «ماسك أوكس II» إلى توفير رؤى في الوقت الفعلي حول صحة ونشاط المشاركين، مما يساعد على منع الإصابات وتحسين السلامة في الظروف القاسية. ويضيف فينك: «في المستقبل غير البعيد، ستسمح ألياف الكمبيوتر بتشغيل التطبيقات والوصول إلى خدمات الرعاية الصحية مباشرة من خلال ملابسنا. نحن متحمسون لرؤية هذا المستقبل يتشكل من خلال تعاوننا مع الجيش الأميركي والبحرية». عقد من الابتكار يعتمد تطوير ألياف الكمبيوتر على أكثر من عقد من البحث في مختبر «Fibers@MIT» التابع لمعهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا». شملت الاكتشافات السابقة تضمين أجهزة أشباه الموصلات والصمامات الضوئية وأجهزة الاستشعار في الألياف. ومع ذلك، واجه الفريق تحديات كبيرة في زيادة تعقيد هذه الأجهزة مع الحفاظ على المرونة والمرونة اللازمة للأقمشة القابلة للارتداء. كان أحد التحديات الرئيسية هو عدم التطابق الهندسي بين الشكل الأسطواني للألياف والتصميم المسطح للرقائق الدقيقة التقليدية. للتغلب على ذلك، طور الباحثون تقنية جديدة تسمى تصميم «ماكي»، تستخدم لوحة توصيل مرنة لتحويل التصميم الثنائي الأبعاد للأجهزة الدقيقة إلى شكل أسطواني ثلاثي الأبعاد. سمح هذا الابتكار بتضمين عناصر حوسبة متقدمة، مثل وحدات التحكم الدقيقة وأجهزة استشعار «البلوتوث»، في الألياف. كما قام الفريق بالتحول إلى مادة لدنة حرارية أكثر مرونة، مما جعل الألياف قابلة للتمدد بأكثر من 60 في المائة دون فقدان الوظائف. سمحت هذه المادة، جنباً إلى جنب مع عملية السحب الحراري التي طورتها مجموعة «Fibers@MIT»، بإنشاء ألياف قابلة للغسل في الغسالة يمكن دمجها بسلاسة في الملابس اليومية. من المختبر إلى العالم الحقيقي تمتد التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا إلى ما هو أبعد من تتبع اللياقة البدنية. من خلال تضمين ألياف كمبيوتر متعددة في قطعة ملابس واحدة، أنشأ الباحثون شبكة نسيجية قادرة على إجراء حسابات معقدة. على سبيل المثال، يمكن للألياف الموجودة في أكمام القميص والسروال التواصل بعضها مع بعض، مما يعزز قدرتها على التعرف على الأنشطة وتحليلها. يشرح فينك أنه عندما تعمل الألياف الموجودة على أطراف مختلفة بشكل جماعي، تصل دقتها في تحديد الأنشطة إلى ما يقرب من 95 في المائة. وهذا يظهر قوة الحوسبة الموزعة داخل قطعة الملابس، حيث تعمل الألياف معاً دون الحاجة إلى أسلاك أو اتصالات خارجية. في المستقبل، يهدف الفريق إلى تضمين أجهزة دقيقة إضافية في الألياف، مما يعزز قدراتها بشكل أكبر. كما يستكشفون استخدام هذه الأقمشة الذكية في بيئات أخرى عالية المخاطر، مثل الرعاية الصحية والاستجابة للكوارث. الطريق إلى الأمام لا يزال التقاء النسيج والحوسبة وتعلم الآلة في مراحله الأولى، لكن الإمكانيات هائلة. بينما يواصل فينك وفريقه دفع حدود ما هو ممكن، فإنهم أيضاً يلهمون الجيل القادم من المبتكرين. من خلال دورة في معهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» بعنوان «الأقمشة الحاسوبية»، يتم تدريسها بالتعاون مع مدرسة «رود آيلاند» للتصميم، يستكشف الطلاب مستقبل الأقمشة الذكية وإمكاناتها في تحويل الصناعات. يمثل هذا البحث خطوة كبيرة نحو مستقبل تكون فيه ملابسنا ليست مجرد قطع سلبية، بل عنصر فاعل في صحتنا وسلامتنا. يرى هؤلاء العلماء أن التقاء الألياف والأقمشة التقليدية مع الحوسبة وتعلم الآلة قد بدأ للتو. (العربية)
المصري اليوم
٠٤-٠٣-٢٠٢٥
- صحة
- المصري اليوم
دب الماء.. حيوان مجهري يفتح آفاقاً جديدة لمرضى السرطان (تفاصيل)
أظهرت دراسة حديثة أن أكثر الحيوانات قدرة على الصمود في العالم، وهو دب الماء المجهري الملقب بـ«بطئ الخطوة»، ينتج بروتيناً مقاوماً للإشعاع يمكنه أن يحدث ثورة في علاج السرطان، ما يجعل البشرية محظوظة بنجاته من 5 إنقراضات تعرضت لها كل الكائنات على كوكب الأرض خلال 500 مليون سنة. حيوان قد يغير علاج السرطان وفقاً لصحيفة «نيويورك بوست»، وجد العلماء أن حيوان دب الماء ينتج بروتيناً مثبطاً للتلف يسمى « Dsup»، يمكن استخدامه من قِبل مرضى السرطان الذين يخضعون للعلاج الإشعاعي، بعد أن ثبتت قدرة البروتين الفريدة على تقليل الضرر الإشعاعي للخلايا السليمة في الفئران، مع السماح للعلاج باستهداف الخلايا السرطانية وحدها. وقال جيوفاني ترافيرسو، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في معهد «ماساتشوستس للتكنولوجيا» والمؤلف المشارك في الدراسة الأمريكية إن الإشعاع قد يكون مفيداً للكثير من الأورام، مع مراعاة الآثار الجانبية التي تسبب تحديات أمام العلماء، لذلك اهتم الفريق البحثي بمساعدة مرضى السرطان عن طريق التخفيف من خطر إتلاف الأنسجة المجاورة. بروتين مقاوم للإشعاع استخدم الباحثون تقنية «MRNA» للتلاعب بخلايا معينة في الفئران بغرض إنتاج بروتين «Dsup»، ثم قاموا بتعريض الخلايا للإشعاع، ليجدوا أن الخلايا التي تم التلاعب بها قادرة على مقاومة الضرر الإشعاعي. وهو ما يغزي الاعتقاد السائد بأن البروتين الذي تصنعه تلك الحيوانات الملقبة بـ«بطيئات الخطوة» يقمع الضرر عن طريق ربط خيوط الحمض النووي ومنعها من التفكك، وهي عواقب شائعة للعلاج الإشعاعي اللازم لمرضى السرطان. ويعتقد العلماء الذين شجعهم هذا الاكتشاف أنهم قادرون على إنشاء نسخة مطورة من ذلك البروتين يمكن استخدامها لحماية الخلايا البشرية من الإشعاع دون أي عيوب غير مرغوب فيها، كما يمكن استخدام رواد الفضاء لنفس البروتين من أجل منع الإشعاع المرتبط بالفضاء. دب الماء حقائق مدهشة حول «بطئ الخطوة» والجدير بالذكر أن دب الماء يعتبر واحدًا من أقوى الكائنات على وجه الأرض بل هو الكائن الوحيد الذى نجا من 5 انقراضات تعرضت لها كائنات كوكبنا خلال 500 مليون سنة، ويمتلك أسنان قوية ومخالب حادة تمكنه من أكل كل شىء حتى لحم البشر، وفقًأ لموقع «ماي ساينس». وعلى الرغم من امتلاكه 8 أرجل، إلا أن مشيته بطيئة ولا يتعدى حجم الكائن المجهري ملم واحد، كما أن هذا الكائن العجيب لا يموت في الظروف القاسية، إذ أخضعه العلماء للعديد من التجارب الصعبة مثل درجة حرارة 450، وتجميد فى درجة حرارة 273 تحت الصفر. ومع كل هذه التجارب خرج الكائن منها حيًا. وعندما تم إرسال 300 من دببة الماء عام 2007 للفضاء دون أكسجين، عاد معظمهم على الرغم من تعرضهم لإشعاعات حارقة، والمدهش أنه يستطيع العيش دون ماء أو أكسجين.
