التعلم الآلي يساعد العلماء في رصد الملوثات البلاستيكية
تاريخ النشر: 3rd, June 2024 GMT
يمكن لتقنيات التحليل البصري والتعلم الآلي اكتشاف المواد البلاستيكية الدقيقة في البيئات البحرية وبيئات المياه العذبة بسهولة باستخدام ركائز معدنية مسامية غير مكلفة، وذلك وفقا للدراسة التي نشرت يوم 28 مايو/أيار الجاري في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز".
ويقول الباحثون إن اكتشاف وتحديد المواد البلاستيكية الدقيقة في عينات المياه أمر ضروري للمراقبة البيئية، ولكنه يمثل تحديا.
طُرح مصطلح التلوث بالنفايات البلاستيكية الدقيقة في الأدبيات العلمية بداية من عام 2004 في دراسة نشرت بمجلة "ساينس"، واستُخدم المصطلح منذ ذلك الحين لوصف التلوث الناجم عن الأجزاء البلاستيكية في البيئة البحرية التي عادة ما تكون أصغر من 5 مليمترات. ووفقا لدراسة أجريت عام2017 نشرت في المجلة ذاتها، فإن أكثر من 90% من البلاستيك لا يُعاد تدويره، لذا فإن إيجاد طرق لزيادة حجم البلاستيك المعاد تدويره يعد هدفا مهما.
ويُعد البحر الأبيض المتوسط -الذي تطل عليه مصر بواجهة تصل إلى 1050 كيلومترا- من أكثر البيئات البحرية تأثرا بالتلوث الناجم عن النفايات البلاستيكية الدقيقة، فهو يمثل شبه بحيرة، وليس له إلا منفذ واحد ضيق في غربه هو مضيق جبل طارق الذي يربطه بالمحيط الأطلنطي.
وتتخلص خُمس دول من معظم مخلفاتها البلاستيكية في البحر المتوسط، وهي بالترتيب تركيا (144 طنا/ يوميا)، وإسبانيا ( 126 طنا/ يوميا)، وإيطاليا (90 طنا/ يوميا)، ثم مصر (77 طنا/ يوميا)، تليها فرنسا (66 طنا/ يوميا)، وذلك وفق تقرير أصدره الصندوق العالمي للطبيعة (دبليو دبليو إف) في يونيو/حزيران 2018.
وتتطلب طرق الكشف الحالية عن الملوثات البلاستيكية الدقيقة تقنيات فصل معقدة تستغرق وقتا طويلا وتكاليف باهظة. وتوضح الباحثة في من المعهد الوطني لعلوم المواد في النمسا -وهي الباحثة الرئيسية في الدراسة- "أولجا جوسيلنيكوفا"، أنه يمكن للطريقة المقترحة فصل وقياس وفرة ستة أنواع رئيسية من المواد البلاستيكية الدقيقة في وقت واحد هي: البوليسترين، والبولي إيثيلين، والبولي ميثيل ميثاكريلات، والبولي تترافلوروإيثيلين، والنايلون، والبولي إيثيلين تيريفثاليت.
وتضيف جوسيلنيكوفا في حديث مع "الجزيرة نت"، أن التقنية المقترحة تستخدم رغوة معدنية مسامية لالتقاط واكتشاف المواد البلاستيكية الدقيقة بصريا باستخدام عملية تسمى "مطياف رامان المحسَّن السطح" (إس إي آر إس) التي توفر بيانات واضحة يمكن تفسيرها باستخدام تقنيات التعلم الآلي الحديثة.
لتحليل البيانات أنشأ الفريق خوارزمية حاسوبية تعمل بالذكاء الاصطناعي تسمى "سبيكات نت"، وتتعلم هذه الخوارزمية كيفية تفسير الأنماط الموجودة في القياسات البصرية للكشف عن المواد البلاستيكية الدقيقة بسرعة أكبر وبدقة أعلى من الطرق التقليدية، وذلك بحسب البيان الصحفي الذي نشرته جامعة ناجويا اليابانية المشاركة في الدراسة.
تقول الباحثة: "إن تقنيتنا تحمل إمكانات هائلة لمراقبة المواد البلاستيكية الدقيقة في العينات التي حصلنا عليها مباشرة من البيئة دون الحاجة إلى معالجة مسبقة، في حين لا تتأثر بالملوثات المحتملة التي يمكن أن تتداخل مع الطرق الأخرى".
ويتوقع الباحثون أن يساعد ابتكارهم المجتمع بشكل كبير في تقييم خطورة التلوث البلاستيكي الدقيق على الصحة العامة وصحة جميع الكائنات الحية في البيئات البحرية وبيئات المياه العذبة. ومن خلال إنشاء أجهزة استشعار غير مكلفة للمواد البلاستيكية الدقيقة وخوارزميات مفتوحة المصدر لتفسير البيانات، يأملون أن يتمكنوا من الكشف السريع عن المواد البلاستيكية الدقيقة، حتى في المختبرات المحدودة الموارد.
وبالإضافة إلى ذلك، يتطلع الباحثون إلى توسيع قدرة الشبكة العصبية "سبيكات نت" لاكتشاف نطاق أوسع من المواد البلاستيكية الدقيقة، وحتى قبول أنواع مختلفة من البيانات الطيفية بالإضافة إلى بيانات "مطياف رامان".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات المواد البلاستیکیة الدقیقة فی
إقرأ أيضاً:
جهود تربوية متواصلة للنهوض باللغة العربية
مسقط- الرؤية
تشارك سلطنة عمان ممثلة بوزارة التربية والتعليم دول العالم الاحتفال باليوم العالمي للغة العربية، بالتعاون مع عدد من المؤسسات الأكاديمية والحكومية التي تُعنى باللغة العربية، من خلال إقامة الندوات والكثير من المناشط والفعاليات للنهوض والاعتزاز بها.
وتبذل وزارة التربية والتعليم جهودًا كبيرة في مجال تعليم اللغة العربية وتعلمها انطلاقًا من تنمية كفايات معلمي اللغة العربية، وترسيخها في نفوس الطلبة كونها إرثا دينيا وهوية لغوية وثقافية، كمشاركة سلطنة عمان في الدراسة الدولية لقياس مهارات القراءة PIRLS26 تأكيدا لاهتمام الوزارة في رفع مستوى أداء طلبة السلطنة في مهارات القراءة وفهم المقروء ومهارات التفكير العليا، وذلك من خلال الجهود المبذولة في هذا المجال من خلال المشاغل والدورات التدريبية والزيارات الميدانية للحقل التربوي، وتبنّي منصات إلكترونية تسعى لتحقيق التحول الرقمي؛ استعدادا للمشاركة في الدراسة الدولية PIRLS26، حيث تم تطبيق أحد هذه المنصات في عدد من المدارس في جميع محافظات السلطنة تجريبيًا، وكان لها أثر في تشجيع الطلبة على القراءة الإلكترونية كونها أحد خطوات التحول الرقمي في مشروع رقمنة المناهج الدراسية، وسيتم تطبيق المنصة الأخرى بدءا من الفصل الدراسي القادم.
وأولت الوزارة ممثلة بالمعهد التخصصي للتدريب المهني للمعلمين اهتمامًا خاصًا بمعلمي اللغة العربية، من خلال تنفيذه عددًا من البرامج تعمل على مواكبة التقدم وتطوير مهارات المعلمين في الأداء، منها: "برنامج اللغة العربية للحلقة الأولى(1-4)"، الذي يركز على جميع المهارات اللغوية وتدريس اللغة العربية وفق أساليب وإستراتيجيات التدريس الحديثة، و"برنامج خبراء اللغة العربية(5-12)"، الذي يقوم على تغطية احتياجات المعلمين في تدريس مهارات اللغة العربية بطريقة عصرية، وكذلك "برنامج صعوبات التعلم" الذي يستهدف معلمات صعوبات التعلم المستجدات في البرنامج؛ لتمكينهن من الكفايات اللازمة لمعلم صعوبات التعلم من حيث التشخيص وتقييم الطلبة في اللغة العربية ووضع خطط تعليمية فردية ومواءمة آليات التقييم والمتابعة في الغرف الصفية؛ وذلك بهدف دعم الطلبة في البيئات التعليمية المختلفة وتكييف التعلم بما يتناسب مع حاجاتهم وقدراتهم الفعلية، ويستهدف هذا البرنامج كذلك معلمات صعوبات التعلم في الحلقتين الأولى والثانية من الصف الثاني الأساسي إلى الصف السادس.
وفي مجال تحقيق التنمية المهنية لمعلمي ومعلمات اللغة العربية في المستجدات في الساحة التربوية، عُقدت ندوة اللغة العربية الرابعة؛ استكمالاً لسلسلة الندوات السابقة التي تناولت موضوعات مهمة في مجال اللغة العربية، ركزت على جوانب تتماشى مع رؤية عمان 2040 في مجال التقانة والذكاء الاصطناعي.
وتعمل الوزارة ممثلة بالمديرية العامة لتطوير المناهج على تطوير مستوى أداء الطلبة في مهارات اللغة العربية، من خلال بناء مناهج تعليمية مطورة تتواكب ومتغيرات المرحلة وتتلاءم مع خصائص عمر الطالب؛ ليكون رفيقه وأنيسه في رحلته العلمية المليئة بالمغامرات والتشويق بتقديم نصوص علمية وأدبية منتقاة بعناية كبيرة تمثلت في نصوص: (شعرية، وقصصية، وسير ذاتية وغيرية ومسرحيات ومذكرات ويوميات، ونصوص إقناعية وإيعازية وتفسيرية وغيرها..) التي راعت المستوى المعرفي واللغوي والخصوصية الثقافية للمجتمع؛ لأجل تنويع خبرات الطالب وإكسابه مهارات التفكير الناقد والإبداع والتواصل اللغوي وغيرها من المهارات.
وتبنت الوزارة عددًا من المشاريع والمبادرات لدعم تعلم الطلبة في اللغة العربية والقراءة الحرة، منها: مبادرة تطبيق مجموعات قصصية متدرجة ومصنفة تصنيفاً علمياً؛ وذلك لتحسين مستويات الطلبة في مهارتي القراءة والكتابة بأسلوب شائق وجاذب عن طريق سلسلة من قصص الخيال والواقع بما يسمح بتطوير مهارات اللغة ومفرداتها، وبما يحقق المخرجات الواردة في وثيقة معايير اللغة العربية للصفوف (1-4).
شرفة يثمن تقدم أشغال إعادة تهيئة السد الأخضر