نحو ذكاء اصطناعي مستوحى من الطبيعة: دور الحوسبة البيولوجية
تاريخ النشر: 21st, June 2024 GMT
زهير عثمان حمد
تقنيات الحوسبة البيولوجية هي مجال متعدد التخصصات يجمع بين علم الأحياء وعلوم الكمبيوتر، ويشمل استخدام الكائنات الحية , أو العمليات البيولوجية لأداء المهام الحسابية. تُستخدم هذه التقنيات في تطبيقات متنوعة مثل اكتشاف الأدوية، تسلسل الجينات، والمحاكاة البيولوجية.
تشمل أمثلة تقنيات الحوسبة البيولوجية: - البرمجيات الدماغية: تطوير نظم الذكاء الاصطناعي عبر محاكاة طريقة عمل الدماغ البشري أو زراعة أعضاء دماغية لاستغلال قدراتها التشغيلية.
- شرائح حوسبة حيوية: استخدام البكتيريا لتطوير شرائح حوسبة. - الحوسبة الجزيئية: استخدام الجزيئات البيولوجية مثل الحمض النووي لإجراء العمليات الحسابية وتخزين البيانات.
- الشبكات العصبية الاصطناعية: تصميم أنظمة حاسوبية تحاكي الشبكات العصبية في الكائنات الحية لمعالجة المعلومات.
الروبوتات البيولوجية: تطوير روبوتات تستخدم الخلايا الحية أو المواد البيولوجية كجزء من نظامها الحركي أو الحسي.
هذه التقنيات تفتح آفاقًا جديدة في مجالات مثل الطب، الهندسة الوراثية، والبيئة. تشمل التطبيقات الحالية للحوسبة البيولوجية: **في الطب: - إنتاج الأنسولين لمرضى السكري.- الكشف عن الطفرات الجينية وتوفير العلاج الجيني للأمراض الوراثية.
- التعديل الجيني للبكتيريا لإنتاج السايتوكينات لتقوية المناعة.
- استخدام الملفات الجينية للأفراد لتحديد العلاج الملائم.
في الصناعة: - تطوير المحفزات الحيوية مثل الإنزيمات. - صناعة النسيج وتجويد الملابس.- إنتاج قطن بمواصفات أعلى.
- استخدام المحاصيل الزراعية في إنتاج المواد الكيميائية.
في البيئة: - التخلص من النفايات والحفاظ على البيئة. - تطوير المفاعلات الحيوية الإنزيمية لتحليل النفايات.
- استغلال المخلفات بطريقة صديقة للبيئة.
في التشخيص والعلاج: - استخدام منصة "ترومبيت" في التشخيص الطبي والعلاجات المركبة داخل الجسم.
- تطوير تطبيقات طبية حيوية للتشخيص المبكر للسرطان.
تظهر هذه التطبيقات كيف أن الحوسبة البيولوجية تلعب دورًا مهمًا في تحسين جودة الحياة والصحة والبيئة.!
اتجه العديد من العلماء في المعاهد البحثية وشركات التكنولوجيا إلى تطوير تقنيات الحوسبة البيولوجية من خلال محاكاة طريقة عمل الدماغ البشري أو من خلال زراعة بعض الأعضاء الدماغية واستغلال قدراتها التشغيلية لكي تصبح بديلاً عن نظام السيليكون للتغلب على مشكلات الطاقة ومعالجة البيانات أثناء تطوير نظم الذكاء الاصطناعي.
ما هي البرمجيات الدماغية؟ وما هي محاولات العلماء لتطوير الحوسبة البيولوجية؟ وما هي التحديات التي تواجه عملية تطوير الحوسبة البيولوجية؟
استطاع مجموعة من العلماء في جامعة إنديانا بلومنجتون بالولايات المتحدة الأمريكية زراعة خلايا جذعية في ظروف مخصصة لتنمو وتصبح خلايا عصبية تشكل أعضاء دماغية صغيرة تحتوي على ملايين من الخلايا العصبية. عند توصيلها بجهاز كمبيوتر من خلال مجموعة من الأقطاب الكهربائية المتصلة بها، تستطيع هذه الخلايا الدماغية العصبية القيام بمهام الخلايا العصبية الصناعية للذكاء الاصطناعي، أي أنها تتحول إلى معالج للبيانات قادر على تحليل الطلبات، تماماً مثل: آلية عمل الشبكات العصبية للذكاء الاصطناعي. يُظهر هذا المشروع تقدمًا ملحوظًا في مجال الحوسبة البيولوجية باستخدام خلايا جذعية لتنمية خلايا عصبية تقوم بمهام حسابية مشابهة لتلك التي تقوم بها الشبكات العصبية الصناعية.
هذا النوع من الأبحاث يفتح الباب أمام إمكانيات جديدة للتفاعل بين الأنظمة البيولوجية والأنظمة الحاسوبية، ويمكن أن يؤدي إلى تطورات كبيرة في مجالات مثل الطب الحيوي، الهندسة الوراثية، والذكاء الاصطناعي. إنه يُعتبر خطوة نحو تحقيق تكامل أكبر بين البيولوجيا والتكنولوجيا، مما يمكن أن يؤدي إلى تطوير أنظمة حوسبة أكثر كفاءة واستدامة.
دمج تقنيات التعلم العميق غير المراقب مع البرمجيات الدماغية في مجال الحوسبة البيولوجية يقدم فوائد عديدة، ومن أبرزها:
التعلم السريع والمستمر: تساعد البرمجيات الدماغية الأنظمة الحوسبية على التعلم بشكل أسرع وأكثر فعالية من خلال محاكاة العمليات العقلية مثل الانتباه والذاكرة.
معالجة البيانات بطريقة تلقائية: تحاكي البرمجيات الدماغية بعض العمليات العقلية بصورة تلقائية دون حاجة إلى معالجة كم كبير من البيانات.
تجاوز القيود التقليدية: الحوسبة البيولوجية تتغلب على المشكلات التقليدية لشرائح السيليكون وتقدم بديلاً محتملاً للطاقة المستخدمة في معالجة البيانات.
تحسين الذكاء الاصطناعي: توفر الحوسبة البيولوجية إمكانات جديدة لتطوير الذكاء الاصطناعي، مما يفتح المجال لابتكارات لم تكن ممكنة مع التقنيات الإلكترونية التقليدية.
تشير هذه الفوائد إلى أن الحوسبة البيولوجية قد تكون الخطوة التالية في تطور الحوسبة والذكاء الاصطناعي، مما يعزز البحث والتطوير في هذا المجال المثير.أنظمة الحاسوب البرمائية وتطور التكنولوجيا
تلعب أنظمة الحاسوب البرمائية دورًا مهمًا في تطور التكنولوجيا. دعوني أشير إلى بعض الجوانب المهمة:تطوير البرمجيات والتطبيقات: تساهم أنظمة الحاسوب البرمائية في تطوير وتحسين البرمجيات والتطبيقات، مما يؤدي إلى إنشاء تطبيقات جديدة وتحسين الأداء وتوسيع إمكانيات البرمجيات.
البحث العلمي والابتكار: تستخدم أنظمة الحاسوب البرمائية في البحث العلمي والابتكار لتطوير نماذج ومحاكاة أفكار جديدة.
تحليل البيانات والذكاء الاصطناعي: تمكن البرمجة من تحليل البيانات بشكل فعال واستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي للتنبؤ واتخاذ القرارات.
تطوير الأجهزة والأنظمة البرمائية: تلعب البرمجة دورًا في تطوير أجهزة الحاسوب والأنظمة البرمائية، مما يسهم في تحسين الأداء والكفاءة.
التواصل والتشارك العالمي: تتيح البرمجة التواصل والتشارك عبر الإنترنت وشبكات الحاسوب، مما يسهم في توسيع الأفق وتبادل المعرفة.
باختصار، تمثل أنظمة الحاسوب البرمائية الركيزة الأساسية لتطور التكنولوجيا والابتكار في مختلف المجالات.
تطبيقات البرمجة البرمائية , وشمل أهم التطبيقات الحالية للبرمجة البرمائية مجموعة واسعة من الأدوات والبرامج التي تساعد المبرمجين على تطوير تطبيقات برمجية مختلفة بكفاءة وسرعة. إليك بعض الأمثلة:برامج تعلم البرمجة: تطبيقات مثل سكراتش (Scratch) ومايكروسوفت ميك كود (Microsoft MakeCode) تساعد المبتدئين على فهم أساسيات البرمجة من خلال واجهات رسومية تعتمد على البلوكات.
المترجمات والمفسرات: هذه الأدوات ضرورية لتحويل الشيفرات البرمجية إلى لغة يمكن للحاسوب فهمها وتنفيذها.
بيئات التطوير المتكاملة (IDEs): توفر بيئات مثل Eclipse وVisual Studio وغيرها مجموعة من الأدوات المساعدة للمبرمجين، مثل الاستكمال التلقائي للشيفرات وأدوات التنقيح.
منقّحات الأخطاء (Debuggers): تساعد المبرمجين على اكتشاف وإصلاح الأخطاء في الشيفرات البرمجية.
أنظمة التحكم في الإصدارات: مثل Git، تساعد في إدارة التغييرات على الشيفرات البرمجية وتعاون الفرق.
برامج البرمجة المعتمدة على الذكاء الاصطناعي: تستخدم لتحسين عملية التطوير وتسريعها من خلال توفير توصيات ذكية وأتمتة بعض المهام.
نصائح للشباب لاستخدام تقنيات الحوسبة البيولوجية ,التعليم المستمر: ابقَ على اطلاع دائم بأحدث التطورات والابتكارات في مجال الحوسبة البيولوجية.
التخصص المبكر: إذا كان لديك اهتمام بمجال معين، مثل البرمجيات الدماغية أو الحوسبة الجزيئية، فابدأ بالتعمق فيه مبكرًا لبناء خبرة قوية.
المشاركة في المشاريع العملية: الانخراط في مشاريع بحثية أو تطبيقية يمكن أن يعطيك خبرة عملية قيمة ويساعدك على فهم كيفية تطبيق هذه التقنيات في العالم الحقيقي.
بناء شبكة مهنية: التواصل مع المهنيين والباحثين في مجال الحوسبة البيولوجية يمكن أن يفتح أبوابًا للفرص البحثية والوظيفية.
التفكير الإبداعي: استخدم التقنيات الجديدة لحل المشكلات بطرق مبتكرة وغير تقليدية، ولا تخف من تجربة أفكار جديدة.
التركيز على الأخلاقيات: مع تطور التكنولوجيا، من المهم الحفاظ على معايير أخلاقية عالية والتفكير في الآثار الاجتماعية والبيئية للتقنيات التي تستخدمها.
zuhair.osman@aol.com
المصدر: سودانايل
كلمات دلالية: الذکاء الاصطناعی الشبکات العصبیة یمکن أن من خلال
إقرأ أيضاً:
بحضور وزير الصحة.. انعقاد مؤتمر دولي للسكتة الدماغية 6 أبريل
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
تستضيف مصر المؤتمر الدولي الثاني للسكتة الدماغية والقسطرة المخية التداخلية، تحت عنوان "مؤتمر الشرق الأوسط وشمال أفريقيا للأوعية الدماغية و القسطرة المخية"، وذلك برعاية وحضور الدكتور خالد عبد الغفار نائب رئيس مجلس الوزراء ووزير الصحة والسكان، في 6 أبريل المقبل، بأكاديمية الأميرة فاطمة بوزارة الصحة المصرية، في الفترة من 6 - 9 أبريل القادم.
وسيناقش المؤتمر أسباب وطرق علاج السكتات الدماغية، حيث تصيب السكتة الدماغية، واحد من كل 4 اشخاص، وتعد السبب الأول في الإعاقة على مستوى العالم والسبب الثالث للوفاة.
يشهد المؤتمر حضورا دوليا وإقليميا متميزا من كبار المتخصصين بالعالم، حيث سيحضر رئيس منظمه السكتة الدماغية العالمية ورئيس المنظمة الأوروبية للسكتة الدماغية وأمين صندوق الجمعية الأمريكية للأوعية الدماغية والقسطرة المخية ورئيس الجمعية الشرق أوسطيه للسكتة الدماغية ورئيس الجمعية السعودية للسكتة الدماغية والكثير من الضيوف البارزين.
من جانبه دعا الدكتور أحمد البسيوني رئيس المؤتمر و أستاذ المخ والأعصاب بطب عين شمس، كل المهتمين بمجال أمراض الأوعية الدماغية و القسطرة المخية التداخلية لحضور المؤتمر الدولي الثاني، لافتا إلى أن المؤتمر سوف يناقش أسباب وطرق علاج السكتات الدماغية، حيث تصيب السكتة الدماغية واحد من كل 4 أشخاص، كما تعد السبب الأول في الإعاقة على مستوي العالم و السبب الثالث للوفاة، مشيراً أن مصر تعاني من حدوث 300 ألف حالة سكته دماغيه سنويا و تحتاج لعمل 60 ألف حالة قسطره مخيه علاجية سنويا.
وأضاف البسيونى ، أن المؤتمر سوف يشهد حضورا متميزا على المستوي الدولي لافتا إلى أن المؤتمر مقام بالتعاون مع منظمه MENA-SO برئاسة عادل الهزاني من المملكة العربية السعودية، وبإشراف من الجمعية المصرية للأمراض العصبية.
وحرصت اللجنة المنظمة، أن يكون برنامج علمي و تدريبي شامل يشهد العديد من المحاضرات الاكلينيكية العملية، بث مباشر لحالات القسطرة المخية من العديد من الجامعات المصرية و القوات المسلحة ووزارة الصحة، كما يشهد بثا مباشرا من استراليا و فرنسا و الولايات المتحدة الأمريكية.
وأشار رئيس المؤتمر، إلى حرص اللجنة المنظمة، أن يكون المؤتمر متميزا في كافة اركانه لتتبوأ مصر مكانتها كمركز إقليمي سواء على المستوى العربي أو الأفريقي للتدريب و التعليم في هذا التخصص الصعب.
وأكد أستاذ المخ والأعصاب بطب عين شمس، أن المؤتمر سوف يشهد جلسات حوارية حول دور الدولة المصرية و المجتمع المدني في التصدي لمشكلة الإعاقة وإعادة تأهيل مرضي السكتات الدماغية، كذاك دور الرياضة في الحد من خطورة هذا المرض حيث يصيب المرض كل الأعمار السنية و زيادة حدوثه حتى في الأوساط الرياضية مؤخرا.