بعد تقنيات توليد المياه من الهواء، وفرشاة الأسنان التي لا تحتاج لليدين.. إليك أبرز اختراعات وابتكارات 2021

كان عام 2020 عاماً مليئاً بالابتكارات الذكية، إذ سمعنا عن آلة تولّد الماء من الهواء، وتلفاز عمودي متحرك بعجلات من سامسونغ، وفرشاة أسنان ذكية لا تحتاج منك حتى الإمساك بها، ورغم أننا لا نزال في بداية 2021، إلا أن اختراعات وابتكارات 2021 الذكية التي رأت النور تجر البشرية معها لحياة أسهل وأكثر تطوراً.

اختراعات وابتكارات 2021

قدمت مجلة MIT Technology Review الأمريكية قائمة بأبرز اختراعات وابتكارات 2021، وقد اخترنا منها أبرز وأهم 7 ابتكارات، هي:

1- بطاريات الليثيوم المعدنية

تعاني السيارات الكهربائية من صعوبة تحقيق مبيعات جيدة لعدة أسباب؛ أنها باهظة التكلفة نسبياً، ولا يمكنك قيادتها إلا لمئات الكيلومترات قبل أن تحتاج إلى إعادة شحنها، الذي يستغرق بدوره وقتاً أطول بكثير مما قد تقضيه في محطة الوقود، باختصار يمكن تلخيص كل تلك العيوب في القدرات المحدودة لبطاريات أيون الليثيوم.

إلا أن هناك شركة ناشئة في سيليكون فالي تقول إن لديها الآن بطارية ستجعل جمهوراً كبيراً من المستهلكين أكثر تقبلاً للسيارات الكهربائية، وهي بطارية الليثيوم المعدنية (lithium-metal batteries)، من تطوير شركة QuantumScape.

وفقاً لنتائج الاختبارات الأولية، بإمكان البطارية تعزيز المسافة التي يمكن للسيارات الكهربائية قطعها بنسبة 80%، ويمكن شحنها بسرعة. هناك اتفاقية بين شركة تصنيع البطاريات وشركة السيارات الألمانية المعروفة Volkswagen، التي تقول إنها ستبيع سيارات كهربائية بنوع جديد من البطاريات بحلول عام 2025.

إذا نجحت QuantumScape في عملها على بطاريات الليثيوم المعدنية، ربما ستصبح السيارات الكهربائية جذابة أخيراً لملايين المستهلكين.

2- لقاحات الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA)

اللقاحان الأكثر فعالية ضد فيروس كورونا مشتقّان من الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA)، وهي تقنية يختبرها العلماء منذ 20 عاماً، لكن عندما ظهرت جائحة كوفيد-19 بداية العام السابق، سارع العلماء في العديد من شركات التكنولوجيا الحيوية لاستخدام تقنيات mRNA لتصنيع لقاحات محتملة.

لم تستخدم تلك التقنية من قبل في العلاجات، لكنها الآن تفتح آفاقاً مذهلة لتصنيع لقاحات لمختلف الأمراض المعدية، مثل الملاريا. وإذا استمر فيروس كورونا في التطوّر والتحوّر، يمكن في المقابل تعديل لقاحات mRNA بسرعة وسهولة، وهناك اختبارات أيضاً تشير إلى استخدام تقنية mRNA لمساعدة الجسم في محاربة السرطان.

3- نموذج الحوسبة GPT-3

« GPT » هي نماذج حاسوبية كبيرة تتعلم الكتابة والتحدث، فيما يُعد خطوة كبيرة تجاه ذكاء اصطناعي يمكنه فهم العالم والتفاعل معه. يخضع نموذج GPT-3 لتدريبات على النصوص من آلاف الكتب ومعظم محتوى الإنترنت، وبإمكان النموذج محاكاة النصوص البشرية المكتوبة بواقعية خارقة للعادة، ما يجعله النموذج اللغوي الأكثر إثارة للإعجاب حتى الآن.

لكن نموذج GPT-3 لا يفهم ما يكتبه، لذا تكون النتائج في بعض الأحيان مشوهة وغير منطقية. يحتاج النموذج إلى قدر هائل من القوة الحاسوبية والبيانات والمال من أجل التدريب، مما يجعل تطوير نماذج مماثلة يقتصر على المختبرات التي تمتلك موارد غير عادية.

4- الهيدروجين الأخضر

لطالما كان الهيدروجين في نظر الكثير بديلاً محتملاً للوقود الأحفوري؛ فهو يحترق بشكل نظيف، ولا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون، وهو كثيف الطاقة. لذا، يعتبر الهيدروجين طريقة جيدة لتخزين الطاقة من المصادر المتجددة، ويمكن أن يُصنع منه وقود صناعي سائل ليكون بديلاً سهل الاستخدام للبنزين والديزل. لكن معظم الهيدروجين يُصنع الآن من الغاز الطبيعي، في عملية ملوثة للبيئة وتستنزف الكثير من الطاقة.

لكن الانخفاض السريع لتكلفة طاقة الرياح والطاقة الشمسية يعني أن الهيدروجين الأخضر (Green hydrogen) أصبح يمكن الحصول عليه الآن من الناحية المادية والعملية. وبدأت بعض الدول الأوروبية بالفعل في إنشاء البنية التحتية اللازمة لذلك.

5- التتبع الرقمي للمرضى

مع بداية انتشار فيروس كورونا حول العالم، بدا في البداية أن التتبع الرقمي للمخالطة (Digital contact tracing) قد يساعدنا على الحد من انتشار الفيروس. استخدمت تطبيقات الهواتف الذكية خاصية البلوتوث أو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لإنشاء سجل بالأشخاص الذين خالطتهم أو تقاطعت سبلكم مؤخراً. وإذا وجد أحد الأفراد أنه مصاب بالعدوى، يمكنه إدخال نتيجة فحوصاته على التطبيق، ويتولى التطبيق إخطار كل من خالط أو قابل هذا الشخص.

لكن التتبع الرقمي للمخالطة فشل فشلاً ذريعاً في تحقيق أي تأثير يُذكر في مساعي الحد من انتشار الفيروس. سارعت شركتا Apple وGoogle في إطلاق خصائص جديدة مثل إشعارات المخالطة على العديد من الهواتف الذكية، في مقابل معاناة من مسؤولي الصحة العامة لإقناع السكان باستخدامها. ربما يكون لتلك التقنية استخدامات أخرى على مستوى الرعاية الصحية مستقبلاً.

6- تحديد المواقع بدقة بالغة

أصبحنا نستخدم خدمات نظام تحديد المواقع (GPS) بشكل يومي تقريباً، الذي غيّر حياتنا وفتح آفاقاً جديدة للفرص والأعمال المختلفة. لكن بينما تبلغ دقة نظام تحديد المواقع اليوم نطاق 5 إلى 10 أمتار، هناك تقنيات جديدة لتحديد المواقع بالغة الدقة تصل إلى نطاق عدة سنتيمترات أو ملليمترات، ما يفتح الباب أمام احتمالات وفرص جديدة لاستخدام التقنية، مثل التحذير من الانهيارات الأرضية إلى تقنيات روبوتات التوصيل والسيارات ذاتية القيادة.

اكتمل نظام الملاحة العالمي من شركة BeiDou الصينية في يونيو/حزيران 2020، ويمكنه تحديد موقع أي شخص في العالم بدقة تبلغ 1.5 متر إلى مترين. ويمكن أن يصل مستوى الدقة إلى عدة ملليمترات باستخدام التعزيز الأرضي.

7- الذكاء الاصطناعي متعدد المهام

رغم التقدم الهائل في مجال الذكاء الاصطناعي خلال السنوات الأخيرة، لا يزال الذكاء الاصطناعي والروبوتات تتسم بالغباء في عدد من النواحي، لا سيّما عندما يتعلق الأمر بحل مشكلات جديدة أو التنقل في بيئات غير مألوفة، إذ يفتقر الذكاء الاصطناعي إلى القدرة البشرية على إدراك كيفية عمل العالم من حولها وكيفية تطبيق تلك المعرفة العامة في المواقف الجديدة.

أحد الأساليب الواعدة من أجل تحسين مهارات الذكاء الاصطناعي هو توسيع نطاق حواسه؛ في الوقت الحالي، يتمتع الذكاء الاصطناعي متعدد المهام (Multi-skilled AI) برؤية حاسوبية وإدراك صوتي أن يتعرف على الأشياء، لكن لا يمكنه « التعبير » عما يراه أو يسمعه باستخدام خوارزميات اللغة الطبيعية.

لكن ماذا لو اجتمعت تلك القدرات معاً في نظام ذكاء اصطناعي واحد؟ ربما قد تبدأ تلك الأنظمة في تطوير مستوى ذكاء يشبه الذكاء البشري؟ ربما قد يتمكن الروبوت من الرؤية والإحساس والسمع والتواصل، وربما يصبح أكثر إنتاجية في مساعدة البشر.