علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
10 Breakthrough technologies of 2021 Provided by MIT Technology Review
(بواسطة: نشرة ام آي تي تكنولوجي رفيو)
أوردت نشرة ام آي تي تكنولوجي رفيو (MIT Technology Review) ، الصادرة عن معهد ما ساتشوستس للتكنولوجيا، في عدد شهر مارس 2021 ، القائمة السنوية لعشر تقنيات خارقة التي حدث بها تطور كبير، لكن أمامها طريقًا طويلًا ببعض المقاييس. وجاء في النشرة ما يلي:
تشير هذه القائمة الى 20 عامًا منذ بدأنا في تجميع مجموعة مختارة سنوية لأهم التقنيات في العام. فبعضها، مثل لقاحات الحمض النووي الريني المرسال، يغير حياتنا بالفعل، بينما لايزال البعض الآخر بعيدًا عن الحياة لبضع سنوات. أدناه، ستجد وصفًا موجزًا مع ارتباط لمقالة مميزة تبحث في كل تقنية بالتفصيل. نأمل أن تستمتع و تستكشف هذه القائمة التي تمثل لمحة عن مستقبلنا الجماعي.
لقاحات الحمض النووي الريني المرسال (messenger RNA (mRNA))
لقد حالفنا الحظ، فاللقاحان الأكثر فعالية ضد الفيروس التاجي يستندان على الحمض النووي الريني المرسال (mRNA) ، وهي التكنولوجيا التي تم العمل عليها لمدة 20 عاما. عندما بدأت جائحة كوفيد-19 في يناير من العام الماضي، سارع العلماء في العديد من شركات التكنولوجيا الحيوية إلى اللجوء إلى الحمض النووي الريني المرسال كطريقة لإنتاج لقاحات محتملة. وكانت بداية نهاية الوباء في أواخر ديسمبر 2020 ، حيث تمت الموافقة على اللقاحات في الولايات المتحدة الامريكية، في الوقت الذي توفي فيه أكثر من 1.5 مليون شخص بسبب فيروس كوفيد -19 في جميع أنحاء العالم.
وتعتمد لقاحات كوفيد الجديدة على تقنية لم يسبق استخدامها من قبل في العلاجات، ويمكن أن تغير الطب، مما يؤدي إلى لقاحات ضد الأمراض المعدية المختلفة، بما في ذلك الملاريا. وإذا استمر هذا الفيروس التاجي في التحور، فيمكن تعديل لقاحات الحمض النووي الريني المرسال بسهولة وبسرعة. ويحمل الحمض النووي الريني المرسال أيضًا وعدًا كبيرًا كأساس لإصلاحات الجينات الرخيصة لمرض الخلايا المنجلية وفيروس نقص المناعة البشرية. أيضا تحت التطوير: استخدام الحمض النووي الريني المرسال لمساعدة الجسم على محاربة السرطان.
وللمزيد من المعلومات، اليك الرابط الذي يشرح فيه أنطونيو ريغالادو التاريخ والإمكانات الطبية للعلم الجديد المثير للحمض النووي الريبي الرسول:
https://www.technologyreview.com/2021/02/05/1017366/messenger-rna-vaccines-covid-hiv/
المحولات التوليدية المدربة مسبقًا (جي بي تي 3 – GPT-3)
تعد نماذج الكمبيوتر الكبيرة ذات اللغة الطبيعية التي تتعلم الكتابة والتحدث خطوة كبيرة نحو الذكاء الاصطناعي الذي يمكنه فهم العالم والتفاعل معه بشكل أفضل. وتعتبر المحولات التوليدية المدربة مسبقًا (جي بي تي 3) الأكبر والأكثر معرفة بالقراءة والكتابة حتى الآن. وقد تم تدريبها على نصوص آلاف الكتب ومعظم الإنترنت، ويمكنها محاكاة نص مكتوب بشريًا بواقعية خارقة – وغريبة في بعض الأحيان – مما يجعلها النموذج اللغوي الأكثر إثارة للإعجاب – حتى الآن – باستخدام التعلم الآلي.
لكنها لا تفهم ما تكتب ، لذلك تكون أحيانًا النتائج مشوهة وغير منطقية، ويتطلب الأمر قدرًا هائلاً من قوة الحساب والبيانات والمال للتدريب، مما يخلق بصمة كربونية كبيرة ويقيد تطوير نماذج مماثلة لتلك المختبرات ذات الموارد غير العادية. وبما أنه يتم تدريبها على نص من الإنترنت، المليء بالمعلومات الخاطئة والتحيز، فإنه غالبًا ما ينتج فقرات متحيزة بالمثل.
في الرابط، يعرض ويل دوغلاس هافن عينة من كتابات جي بي تي 3 الذكية ويشرح سبب تناقض البعض بشأن إنجازاتها: https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1017797/gpt3-best-worst-ai-openai-natural-language/
خوارزميات توصية تيك توك (TikTok – recommendation algorithms)
منذ إطلاقها في الصين في عام 2016 ، أصبحت “تيك توك” واحدة من الشبكات الاجتماعية الأسرع نموًا في العالم. وتم تنزيل التطبيق مليارات المرات، وجذب مئات الملايين من المستخدمين، لأن الخوارزميات التي تدعم تيك توك “لأجلك” (“TikTok “For You) قد غيرت الطريقة التي يصبح بها الناس مشهورين على الإنترنت.
وفي حين أن المنصات الأخرى موجهة بشكل أكبر نحو إبراز المحتوى بجاذبية جماعية، يبدو أن خوارزميات تيك توك من المرجح أن تُخْرِج منشئًا جديدًا من الغموض كما هو الحال مع نجم معروف. وهذه الخوارزميات بارعة بشكل خاص في تغذية المحتوى ذي الصلة بالمجتمعات المتخصصة من المستخدمين الذين يتشاركون في اهتمامات أو هوية معينة.
وقد ساهمت قدرة المبدعين الجدد على الحصول على الكثير من المشاهدات بسرعة كبيرة – والسهولة التي يمكن للمستخدمين من خلالها اكتشاف العديد من أنواع المحتوى – في النمو المذهل للتطبيق. وتعمل شركات وسائل التواصل الاجتماعي الأخرى الآن على إعادة إنتاج هذه الميزات على تطبيقاتها الخاصة.
وتقدم آبي اولهيسر ملامح عن واحدة من منشئي تيك توك التي فوجئت بنجاحها على المنصة:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1017814/tiktok-algorithm-famous-social-media/
بطاريات الليثيوم المعدنية
تأتي السيارات الكهربائية في ساحة بيع صعبة ؛ إنها باهظة الثمن نسبيًا، ولا يمكنك قيادتها سوى بضع مئات من الأميال قبل أن تحتاج إلى إعادة الشحن – وهو ما يستغرق وقتًا أطول بكثير من التوقف عن الوقود. كل هذه العيوب لها علاقة بقيود بطاريات الليثيوم أيون. وتقول شركة ناشئة ممولة تمويلًا جيدًا في وادي السيليكون الآن أن لديها بطارية ستجعل السيارات الكهربائية أكثر قبولا للمستهلكين.
يطلق عليها بطارية ليثيوم معدن ويتم تطويرها بواسطة كوانتم سكيب (QuantumScape). ووفقًا لنتائج الاختبارات المبكرة، يمكن للبطارية أن تعزز نطاق السيارة الكهربائية بنسبة 80٪ ويمكن إعادة شحنها بسرعة. وقد أبرمت الشركة الناشئة صفقة مع شركة فولكس فاجن، والتي تقول إنها ستبيع سيارات كهربائية من النوع الجديد من البطاريات بحلول عام 2025.
ولا تزال البطارية مجرد نموذج أولي أصغر بكثير من حاجة السيارة. ولكن إذا نجحت شركة كوانتوم سكيب وآخرون يعملون على بطاريات الليثيوم المعدنية، فيمكنها أخيرًا أن تجعل المركبات الكهربائية جذابة لملايين المستهلكين.
يصف جيمس تمبل كيف تعمل بطارية الليثيوم المعدني ، ولماذا العلماء متحمسون للغاية للنتائج الحديثة:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1018102/lithium-metal-batteries-electric-vehicle-car/
صناديق البيانات [٢] (Data trusts)
أثبتت شركات التكنولوجيا أنهن ضعيفات في حراستها لبياناتنا الشخصية. وقد تم تسريب معلوماتنا واختراقها وبيعها وإعادة بيعها مرات أكثر مما يمكن لمعظمنا عده. وربما لا تكون المشكلة لدينا، ولكنها لدى نموذج الخصوصية الذي التزمنا به منذ فترة طويلة – وهو نموذج نتحمل فيه نحن كأفراد المسؤولية الأساسية عن إدارة خصوصيتنا وحمايتها.
وتقدم صناديق البيانات نهجًا بديلاً واحدًا بدأت بعض الحكومات في استكشافه، فصندوق البيانات هو كيان قانوني يجمع البيانات الشخصية للأشخاص ويديرها نيابة عنهم. وعلى الرغم من أنه لا يزال تحت الإنشاء تحديدُ هيكل ووظيفة هذه الصناديق الاستئمانية، ولا تزال هناك العديد من الأسئلة، إلا أن الثقة في البيانات تتميز بتقديم حل محتمل للمشاكل طويلة الأمد في الخصوصية والأمان.
ويصف أنوك روحاك الإمكانات القوية لهذا النموذج وبعض الأمثلة المبكرة التي تظهر وعده:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1017801/data-trust-cybersecurity-big-tech-privacy/
الهيدروجين الأخضر (Green Hydrogen)
لطالما كان الهيدروجين مثيرًا للاهتمام كبديل محتمل للوقود الأحفوري. فهو يحترق بشكل نظيف، ولا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون؛ إنه كثيف الطاقة، لذا فهو طريق جيد لتخزين الطاقة من مصادر متجددة متقطعة؛ ويمكنك صنع أنواع الوقود الاصطناعية السائلة التي تعتبر بدائل سهلة الاستخدام للبنزين أو الديزل. لكن معظم الهيدروجين حتى الآن مصنوع من الغاز الطبيعي، والعملية غير نظيفة وتستهلك الكثير من الطاقة.
إن انخفاض تكلفة الطاقة الشمسية وطاقة الرياح السريع يعني أن الهيدروجين الأخضر أصبح الآن رخيصًا بما يكفي ليكون عمليًا. وببساطة انطلق بالماء بالكهرباء، ومعزوفة، لديك الهيدروجين. وتقود أوروبا الطريق، وبدأت في بناء البنية التحتية اللازمة.
ويجادل بيتر فيرلي بأن مثل هذه المشاريع هي مجرد خطوة أولى نحو شبكة عالمية متطورة من محطات التحليل الكهربائي التي تعمل بالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وتنتج الهيدروجين النظيف:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1017822/green-hydrogen-clean-energy/
تتبع الاتصال الرقمي (Digital contact tracing)
عندما بدأ فيروس كورونا في الانتشار حول العالم، شعرت في البداية كما لو أن تتبع الاتصال الرقمي قد يساعدنا. ويمكن أن تستخدم تطبيقات الهواتف الذكية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو البلوتوث لإنشاء سجل بالأشخاص الذين عبروا المسارات مؤخرًا. وإذا أصيب أحدهم لاحقًا بفيروس كورونا، فيمكن لهذا الشخص إدخال النتيجة في التطبيق، وسوف ينبه الآخرين الذين ربما يكونون قد تعرضوا للفيروس.
ولكن تتبع جهات الاتصال الرقمي فشل إلى حد كبير في إحداث تأثير كبير على انتشار الفيروس. وسرعان ما قامت شركة أبل (Apple) وشركة جوجل (Google) بتجهيز ميزات مثل إشعارات التعرض للعديد من الهواتف الذكية، لكن مسؤولي الصحة العامة عانوا لإقناع السكان باستخدامها. ولا يمكن للدروس التي نتعلمها من هذا الوباء أن تساعدنا في الاستعداد للوباء القادم فحسب، بل يمكن أن تنتقل أيضًا إلى مجالات أخرى من الرعاية الصحية.
وتستكشف ليندسي موسكاتو لماذا فشل تتبع جهات الاتصال الرقمية في إبطاء كوفيد -19 ، وتقدم طرقًا يمكننا القيام بها بشكل أفضل في المرة القادمة:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1017803/digital-contact-tracing-app-covid/
تحديد المواقع بدقة فائقة (Hyper-accurate positioning)
كلنا نستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) كل يوم، وقد غير حياتنا والعديد من أعمالنا. وفي حين أن نظام تحديد المواقع العالمي اليوم دقيق في حدود 5 – 10 أمتار، الا أن تقنيات تحديد المواقع الجديدة فائقة الدقة تتمتع بدقة في حدود بضعة سنتيمترات أو مليمترات. وهذا يفتح إمكانيات جديدة، من الإنذارات الأرضية إلى روبوتات التوصيل والسيارات ذاتية القيادة التي يمكنها التنقل بأمان في الشوارع.
وقد تم الانتهاء من نظام الصين للملاحة العالمي (BeiDou-Big Dipper) في يونيو 2020 وهو جزء مما يجعل كل هذا ممكنًا. ويوفر دقة تحديد المواقع من 1.5 – 2 متر لأي شخص في العالم. وباستخدام التعزيز الأرضي، يمكن أن يصل إلى مستوى دقة المليمتر. وفي الوقت نفسه، فإن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي كان موجودًا منذ أوائل التسعينيات، يحصل على ترقية: أربعة أقمار صناعية جديدة لنظام تحديد المواقع الثالث تم إطلاقها في نوفمبر ومن المتوقع إطلاق المزيد في المدار بحلول عام 2023.
وأبلغت لينغ شين عن كيفية زيادة دقة هذه الأنظمة بشكل كبير بالفعل إثبات فائدته:
كل شيء بعيد (Remote everything)
أجبرت جائحة كوفيد العالم على الابتعاد، وكان القيام بهذا التحول بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص في الرعاية الصحية والتعليم. وقد قامت بعض الأماكن حول العالم بعمل جيد بشكل خاص في الحصول على الخدمات عن بعد في هذين المجالين لتعمل بشكل جيد للناس.
سناب آسك (Snapask) هي شركة تعليمية عبر الإنترنت، لديها أكثر من 3.5 مليون مستخدم في تسع دول آسيوية، وقد شهد تطبيق بايجو’ز (Byju’s) ، وهو تطبيق تعليمي مقره الهند، ارتفاع عدد مستخدميه إلى ما يقرب من 70 مليونًا. ولسوء الحظ ، لا يزال الطلاب في العديد من البلدان الأخرى يتخبطون في دروسهم عبر الإنترنت.
وفي الوقت نفسه، قامت جهود الرعاية الصحية عن بُعد في أوغندا والعديد من البلدان الأفريقية الأخرى بتوسيع نطاق الرعاية الصحية إلى الملايين خلال الجائحة. وفي جزء من العالم يعاني من نقص مزمن في الأطباء، أصبحت الرعاية الصحية عن بُعد منقذًا للحياة.
تقرير ساندي أونغ عن النجاح الملحوظ للتعلم عبر الإنترنت في آسيا وانتشار التطبيب عن بعد في أفريقيا:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1018081/remote-work-school-telehealth-digital-divide/
ذكاء اصطناعي متعدد المهارات (Multi-skilled AI)
على الرغم من التقدم الهائل في الذكاء الاصطناعي في السنوات الأخيرة، لا يزال الذكاء الاصطناعي والروبوتات أغبياء من نواح كثيرة، لا سيما عندما يتعلق الأمر بحل مشكلات جديدة أو التنقل في بيئات غير مألوفة. إنهم يفتقرون إلى القدرة البشرية، الموجودة حتى في الأطفال الصغار، لتعلم كيف يعمل العالم وتطبيق تلك المعرفة العامة على المواقف الجديدة.
إن أحد الأساليب الواعدة لتحسين مهارات الذكاء الاصطناعي هو توسيع حواسه. حاليًا، يمكن للذكاء الاصطناعي مع رؤية الكمبيوتر أو التعرف على الصوت أن يشعر بالأشياء ولكن لا يمكنه “التحدث” عما يراه ويسمعه باستخدام خوارزميات اللغة الطبيعية. ولكن ماذا لو جمعت هذه القدرات في نظام ذكاء اصطناعي واحد؟ هل يمكن أن تبدأ هذه الأنظمة في اكتساب ذكاء يشبه الإنسان؟ هل يمكن أن يكون الروبوت الذي يمكنه الرؤية والشعور والاستماع والتواصل مساعدًا بشريًا أكثر إنتاجية؟
تشرح كارين هاو كيف ستكتسب أنظمة الذكاء الاصطناعي ذات الحواس المتعددة فهماً أكبر للعالم من حولها، وتحقق ذكاءً أكثر مرونة:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1018085/multimodal-ai-vision-language/
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://www.technologyreview.com/2021/02/24/1014369/10-breakthrough-technologies-2021/
الهوامش:
[١] المحولات التوليدية المدربة مسبقًا (جي بي تي 3 – GPT-3 ) هي نموذج لغوي ذاتي الانحدار يستخدم العلم العميق لانتاج نص يشبه النص الذي يكتبه الإنسان.
[٢] توفر صناديق البيانات إشرافًا ائتمانيًا مستقلاً على البيانات. وهي نهج لرعاية البيانات واتخاذ قرارات بشأنها بطريقة مماثلة لتلك التي استخدمت فيها الصناديق للعناية واتخاذ القرارات بشأن الأشكال الأخرى للأصول في الماضي، مثل صناديق الأراضي التي تشرف على الأرض نيابة عن المجتمعات المحلية. وهي تشمل طرفًا يصرح لطرف آخر باتخاذ قرارات بشأن البيانات نيابة عنه، لصالح مجموعة أكبر من أصحاب المصلحة. ومع صناديق البيانات، يتولى الشخص المستقل أو المجموعة أو الكيان المسؤول عن إدارة البيانات واجبًا ائتمانيًا. وفي القانون، يعتبر الواجب الائتماني أعلى مستوى من الالتزام الذي يمكن أن يدين به طرف لطرف آخر – والواجب الائتماني في هذا السياق ينطوي على إدارة البيانات بحيادية وحكمة وشفافية وولاء غير منقسم. وهناك العديد من الطرق للإشراف على مشاركة البيانات وإدارتها، وأنواع أخرى من “قانون البيانات” – هذه مجرد واحدة منها. وعلى الرغم من أن صناديق البيانات هي مفهوم جديد إلى حد ما وأن مجتمع الممارسة العالمي لا يزال ينمو حولها، إلا أن هناك بعض الأمثلة القائمة على الإشراف المستقل والائتماني للبيانات في العالم. فعلى سبيل المثال، تم إنشاء “يوكي بيوبانك” (UK Biobank) في عام 2006 لرعاية البيانات والعينات الوراثية من نصف مليون شخص وتأخذ شكل شركة خيرية مع أمناء. وفي السنوات الأخيرة، أنشأت شركة “او دي آي” (Open Data Institute – ODI) كيانًا منفصلًا باسم اوبن كوربوريتس (OpenCorporates) له أمناء مستقلين للمساعدة في حماية مهمة المنظمة، وجرب فيسبوك (Facebook) استخدام صندوق غير خيري لإنشاء مجلس خارجي لاتخاذ قرارات بشأن إزالة المحتوى الذي تم تحميله إلى منصتها. ويكيبيديا.
