حاسوب حراري جديد يفتح آفاقًا ثورية لتسريع الذكاء الاصطناعي
تاريخ النشر: 25th, April 2025 GMT
كشفت دراسة علمية حديثة نشرت في مجلة "Nature Communications" عن تطوير حاسوب من نوع جديد يُعرف باسم "وحدة المعالجة العشوائية الحرارية"، يُعد أول نموذج عملي لأنظمة الحوسبة الحرارية المصممة خصيصًا لتطبيقات الذكاء الاصطناعي، لا سيما الذكاء الاصطناعي الاحتمالي وتوليد البيانات (Generative AI).
يتكون هذا الجهاز المبتكر من دارات كهربائية تناظرية تعتمد على عناصر RLC، وقد صُمم ليحاكي الديناميكيات الحرارية التي تتحكم في الأنظمة الفيزيائية العشوائية.
ثورة في الذكاء الاصطناعي الاحتمالي
أوضح الباحثون أن الذكاء الاصطناعي الاحتمالي، والذي يعتمد على التقديرات غير المؤكدة (مثل الاستدلال البايزي)، يواجه تحديات كبيرة عند تنفيذه على الحواسيب الرقمية بسبب الحاجة إلى حسابات مكثفة. إلا أن الرياضيات الكامنة في هذه النماذج تتطابق بشكل طبيعي مع قوانين الديناميكا الحرارية، ما يجعل من الحوسبة الحرارية البديل المثالي.
تمكّن الفريق، بقيادة الباحث باتريك كولز من شركة Normal Computing، من استخدام الحاسوب الحراري كأداة حوسبة خطية، حيث يُبرمج توزيع غيبس (Gibbs) لتمثيل النظام المستهدف، ثم تُستخدم التقلبات العشوائية الطبيعية لاستخلاص النتائج بدقة عالية.
نتائج واعدة تتجاوز الأداء الرقمي
اختُبر الجهاز في مهام معقدة مثل توليد توزيعات غاوسية متعددة الأبعاد وعكس مصفوفات بحجم 8×8. وقد أظهرت النتائج أن نسبة الخطأ تنخفض تدريجيًا مع زيادة عدد العينات، وتم التحقق من تكرار النتائج عبر ثلاث نسخ متطابقة من الجهاز، ما يعزز مصداقية الأداء.
كما أظهرت النمذجات الرقمية أن الحاسوب الحراري يوفر توفيرًا في الطاقة يتجاوز عشرة أضعاف مقارنةً بوحدات معالجة الرسومات من نوع NVIDIA A6000، عند الوصول إلى 10,000 بعد.
أخبار ذات صلة
نحو نسخة قابلة للتوسعة صناعيًا
أكد الباحثون أن التصميم الحالي للجهاز - رغم نجاحه - يواجه تحديات في التصغير والتكامل على شريحة سيليكون. ولهذا، طوّر الفريق تصميمًا بديلًا يعتمد على مقاومات بدلاً من المحاثات، مما يجعله أكثر قابلية للتصنيع على نطاق واسع باستخدام تكنولوجيا CMOS التقليدية.
بديل واقعي للحوسبة الكمومية؟
رغم أن الحوسبة الكمومية قد تحظى بالاهتمام الأكبر، يشير الباحثون إلى أن الحوسبة الحرارية لا تتطلب ظروفًا بيئية صارمة كدرجات حرارة فائقة الانخفاض أو عزلاً تامًا من البيئة، ما يجعلها خيارًا عمليًا أكثر واقعية في المدى القريب لتسريع تطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي الاحتمالي.
آفاق مستقبلية
تفتح هذه التقنية المجال أمام تطوير تطبيقات ذكاء اصطناعي أكثر كفاءة واستدامة، قادرة على التعامل مع سيناريوهات عالية المخاطر تتطلب تقييماً دقيقاً لدرجة عدم اليقين، مثل الرعاية الصحية، والقيادة الذاتية، وتحليل الأسواق المالية.
وقد تم إتاحة البيانات المصدرية ورمز المحاكاة جزئياً عبر منصة Thermox، في خطوة تشجع الباحثين حول العالم على المساهمة في تطوير هذا المجال الناشئ.
إسلام العبادي (أبوظبي)
المصدر: صحيفة الاتحاد
كلمات دلالية: الكمبيوتر حاسوب الذكاء الاصطناعي الذکاء الاصطناعی
إقرأ أيضاً:
جهاز ذكي يساعد المكفوفين على التنقل باستخدام الذكاء الاصطناعي
تمكن العلماء في الصين من تحقيق إنجاز علمي بارز في مجال دعم ذوي الإعاقة البصرية، حيث قاموا بتطوير جهاز ذكي قابل للارتداء يساعد المكفوفين وضعاف البصر على التنقل بحرية واستقلالية تامة.
ويعتمد الجهاز على تقنيات الذكاء الاصطناعي لتمكين المستخدمين من التنقل دون الحاجة إلى الاعتماد على الآخرين.
ويعمل الجهاز، الذي تم الكشف عن تفاصيله في دراسة حديثة نُشرت في دورية Nature Machine Intelligence، باستخدام مزيج من الفيديو، الاهتزازات، والإشارات الصوتية لتوفير إرشادات لحظية للمستخدم، مما يساعده على التعرف على محيطه واتخاذ القرارات بشكل فوري أثناء التنقل.
ويعتمد النظام على كاميرا صغيرة تُثبت بين حاجبي المستخدم، حيث تقوم هذه الكاميرا بالتقاط صور حية لبيئة المستخدم المحيطة، ثم يحلل المعالج الذكي هذه الصور باستخدام الذكاء الاصطناعي ليرسل أوامر صوتية قصيرة وواضحة عبر سماعات توصيل عظمي.
وتتمثل ميزة هذه السماعات في أنها لا تعزل المستخدم عن الأصوات المحيطة، مما يتيح له الاستماع إلى محيطه بشكل طبيعي أثناء تلقي الإرشادات الصوتية.
ولزيادة مستوى الأمان، تم تزويد الجهاز بحساسات دقيقة تُرتدى على المعصمين، وهذه الحساسات تهتز تلقائيًا في حال اقتراب المستخدم من جسم أو حاجز، مما يعطي إشارة لتنبيه المستخدم بتغيير اتجاهه لتفادي الاصطدام.
وتم تطوير هذا الجهاز من خلال تعاون بين عدة مؤسسات أكاديمية وعلمية بارزة، من بينها جامعة شنغهاي جياو تونغ، مختبر شنغهاي للذكاء الاصطناعي، جامعة شرق الصين للمعلمين، جامعة هونغ كونغ للعلوم والتكنولوجيا، والمختبر الوطني الرئيسي لعلم الأعصاب الطبي في جامعة فودان.
وما يميز الجهاز أيضاً هو خفة وزنه وتصميمه المدمج الذي يراعي راحة المستخدمين أثناء تنقلهم طوال اليوم. حيث يسمح للمستخدمين بالتنقل بحرية دون إجهاد، مما يسهم في تحسين جودة حياتهم اليومية.
وخضع النظام لاختبارات أولية في الصين شملت 20 متطوعاً من ضعاف البصر، وأظهرت النتائج أن معظم المشاركين تمكنوا من استخدام الجهاز بكفاءة بعد تدريب بسيط استغرق ما بين 10 إلى 20 دقيقة فقط.
وفي نسخته الحالية، يتمكن الجهاز من التعرف على 21 عنصراً شائعاً في البيئة المحيطة مثل الكراسي والطاولات والمغاسل وأجهزة التلفزيون والأسِرّة وبعض أنواع الطعام. ومع تطور الأبحاث، يطمح الفريق البحثي إلى توسيع قدرات الجهاز ليشمل التعرف على المزيد من العناصر في المستقبل.
ويعد الجهاز خطوة مهمة نحو تحقيق الاستقلالية التامة للمكفوفين في تنقلاتهم اليومية، ويعد نموذجًا للتطورات المستقبلية التي قد تحدث في مجال التكنولوجيا المساعدة للمكفوفين، مما يبشر بمستقبل أكثر إشراقًا لهذه الفئة من المجتمع.
انطلاق برنامج “أردننا جنة” بحلة جديدة ووجهات متنوعة