المنزل الذكي؛ العلم داخل حوائط المنزل !

المنزل الذكي؛ العلم داخل حوائط المنزل !

إعداد: محمد عصام

في حوار تخيلي؛ جلس العلماء حول مائدة مستديرة يناقشون إحدى أهم القضايا "كيف سنستفيد من كل ما حولنا؟" لن نترك بضعة سنتيمترات إلا ونستفيد منها لخدمة البشرية حتى وإن كانت حوائط منزلنا !

سنذهب معكم عبر الحوائط لِنمُرَّ بأحد أعظم ما سنراه حولنا في وقت قريب؛ وهي "أتمتة المنازل" أو المنازل الذكية ، حيث سيمتلك المنزل بعض المميزات التي تم تصميمها لإضافة تحكمٍ أكبر لصاحب المنزل على كل شيء في المنزل والأجهزة المنزلية من خلال جهاز تحكم بسيط كالهاتف المحمول مثلاً.

لم تكن الفكرة حديثة ولا البداية قريبة، فمنذ خمسينات القرن الماضي والعلم يسبح في خياله ليصل لحاضرنا فكانت البداية في الستينيات مع نظام (ECHO IV) حيث يقوم بحسابات قائمة المشتريات وتحديد درجة حرارة المنزل، وتشغيل وإطفاء بعض الأجهزة، صحيح أنه لم يكن عملياً كحال اليوم، لكنه كان كافياً ليكون البداية.

سننتقل عبر الزمن سريعًا لنعرف ما وصلنا إليه، فمع الثورة الرقمية الحديثة وظهور إنترنت الأشياء (internet of things IOT)، ومع ظهور الأجهزة المنزلية الذكية كالثلاجات والغسالات والتلفازات الذكية وغيرها، صار بالإمكان توصيل جميع أجهزة المنزل بشبكة تخضع لأوامر من المستخدم صوتية كانت أو عن طريق جهاز تحكم خاص أو تطبيقات على هاتفك الذكي، ومع وجود مساعدات رقمية مثل (Apple’s Siri) و(Google’s Assistant) و(Amazon’s Alexa)، أصبح الخيال حقيقة.

إن أحد أهم الميزات التي يوفرها لك المنزل الذكي هي الحماية والإنذار عن بعد في حالة حدوث تسريب في المواسير مثلاً، ومرورًا بالتحذير في حالة ارتفاع مفاجئ في درجة الحرارة، إلى مراقبة أمان المنزل وإرسال رسالة أو تحذير في حالة وجود حركة في الأماكن التي لا يجب أن يحدث فيها حركة، أو عند اختراق لخصوصية المنزل.

بالإضافة إلى الحفاظ على الطاقة، فبسهولة يمكنك إغلاق جميع الأجهزة في أي وقت لتحافظ على الاستهلاك، لكن لم نتوقف عند هذا الحد فوجود ألواح الطاقة الشمسية أعلى المنزل يمكن الاستفادة منها وتحليل الكم الذي تحتاجه والذي تنتجه لمنزلك، مرورًا بالتطبيقات التي توفر لك مراقبة المنزل والتحكم بدرجات الحرارة، وتحديد إضاءة الغرف وأوقات الإضاءة، ومراقبة جميع الأجهزة الكهربية، بالإضافة إلى غلق الأبواب عن بعد، وإبلاغك بقائمة الحوائج والأطعمة وطلبها مباشرةً، أوالصيانات المحتملة، والتحكم بري الحديقة، وغيرها !

لم يعد خيال كتاب الأفلام بعيدًا عن الواقع فنحن الآن نمر بأحد أكثر العصور سرعة في التطور الرقمي، فماذا بعد؟
يتجه العلم الآن لتوظيف الذكاء الإصطناعي ليتعلم منزلك ما تريده ويقوم بتوفيره لك، فإحدى شركات لندن الناشئة توفر الآن جهازاً مزوداً بكاميرا 360 درجة يقوم بتصوير الغرفة والتعرف على الوجوه وأماكن الأشياء؛ ليتعلم كل شيء عن المنزل ويبدأ بالتفاعل كأصحاب المنزل تماماً !

مراجعة: فراس كالو

المصادر

https://thedoctorweighsin.com/smart-home-tech-that-will-make-life-better-for-the-elderly/

https://www.nytimes.com/guides/technology/how-to-make-a-smart-home

https://www.forbes.com/sites/freddiedawson/2016/05/24/the-house-that-learns-bringing-artificial-intelligence-into-the-home/#32d29a713fa3

https://www.link-labs.com/blog/applications-of-home-automation

أفضل النصائح للحصول على عمر مديد لبطارية الهاتف المحمول والحفاظ على شحن الهاتف

أفضل النصائح للحصول على عمر مديد لبطارية الهاتف المحمول والحفاظ على شحن الهاتف

كمستخدمين للهواتف النقالة والأجهزة الالكترونية المحمولة فإن كل مانريده هو عمر أطول لبطاريات أجهزتنا، وكذلك فإنه من المحبط جداً أنه كلما تقادم الجهاز فإن قدرة بطاريته على تخزين الطاقة تصبح أقل.

في الواقع، إن عمر بطاريات هواتفنا النقالة في يوم معين يعتمد على عاملين رئيسيين: 

أولاً- كيف نستخدمها في ذلك اليوم بالذات.
ثانياً- كيف استخدمناها في الماضي.

- تستخدم الهواتف النقالة بطاريات من نوع ليثيوم - أيون لتخزين الطاقة، وفي هذا النوع من البطاريات تتحرك أيونات الليثيوم داخل وخارج الأقطاب مما يسبب تباعد وترابط مادي بهذه الأقطاب ، ولسوء الحظ فهذه العمليات ليست انعكاسية تماماً وتفقد بطارياتنا قدرتها على الشحن وجهدها تدريجياً مع ازدياد عدد مرات الشحن والتفريغ ، والأسوأ من ذلك أن السائل الموصل الكهربائي الذي يربط الأقطاب ببعضها البعض يتحلل طوال هذه الدورات.

إن قدرة بطاريات ليثيوم-أيون على تخزين الطاقة تعتمد على مدى تحللها وتآكلها، هذا يعني أن هناك صلة بين كيفية تعاملنا مع أجهزتنا اليوم ومدى قدرتها على تخزين الطاقة الكهربائية في المستقبل .

نصائح للحفاظ على عمر بطارية الهاتف المحول أو الجوال

- من خلال الخطوات البسيطة القادمة نستطيع كمستخدمين للأجهزة النقالة تقليل هذا التحلل والتآكل وإطالة عمر أجهزتنا:

1- التحكم بتفريغ البطارية:

من المفترض أن تحتفظ بطاريات ليثيوم - أيون النموذجية بنسبة 80% من قدرتها على التخزين بعد 300 - 500 دورة شحن/تفريغ ، ومع ذلك نادراً ما تنتج البطاريات هذا المستوى من الأداء مع تقليل سعة التخزين في بعض الأحيان إلى 80% في غضون 100 دورة فقط.
لحسن الحظ يمكننا تمديد قدرة البطاريات في المستقبل عن طريق الحد من كمية تفريغ بطاريات هاتفنا المحمول .

وحيث أن معظم تهالك البطاريات يحدث أثناء التفريغ العميق لذلك من الأفضل الحد من عملية التفريغ خلال كل دورة قبل شحنه مرة أخرى.

كما أنه لدينا أجهزة تحتوي على أنظمة إدارة للبطارية مما يقلل من الضرر الناجم عن الشحن الزائد وكذلك يتوقف الجهاز عن العمل عندما يصل لمستوى بطارية منخفض، ومع ذلك يجب تجنب أن تصل البطارية لمستوى شحن 0% وكذلك تجنب تخزين البطاريات المشحونة جزئياً لفترات طويلة لتجنب التفريغ العميق.

2- تمديد أوقات الشحن (تجنب الشحن السريع للبطارية):

تحتوي العديد من الأجهزة على خيار الشحن السريع والتي تمكننا من شحن فائق بدقائق بدلاً من ساعات وهو أمر مناسب عندما نكون في عجلة من أمرنا ولكن يجب تجنبها بخلاف ذلك وذلك لأن شحن البطارية بسرعة كبيرة جداً يقلل من سعة التخزين.

فيزيائياً الانتقال بين معدن الليثيوم وأيونات الليثيوم بين الأقطاب عملية بطيئة، لذلك فإن الشحن البطيء يسمح أن يكون هذا الانتقال أكثر اكتمالاً مما يعزز من قدرة البطارية، وعلى سبيل المثال فإن شحن الهاتف في خمس دقائق مقارنة مع ساعتين بحالة قياسية يمكن أن يقلل من سعة البطارية لدورة الشحن أكثر من 20%.

3- الحفاظ على درجة حرارة مناسبة:

لحسن الحظ فإن درجات الحرارة في معظم البلدان تتراوح بين 0 و 45 درجة مئوية على مدار السنة وهو النطاق الدقيق الذي يمكن فيه تخزين بطاريات ليثيوم - أيون للحفاظ على أفضل قدرة شحن على المدى الطويل .

-في درجات حرارة أقل من 0 مئوية يتم تقليل كمية الطاقة المتاحة داخل نظام البطارية بسبب وجود قيود على حركة الليثيوم المعدني وأيونات الليثيوم داخل الأقطاب.

- في درجات حرارة فوق 45 مئوية يتم تعزيز كمية الطاقة المتاحة في الواقع مقارنة مع انخفاض الحرارة ومع ذلك فإنه في مثل هذه الظروف يتم تسريع تهالك البطارية بشكل كبير .
وبذلك فإنه يجب إبقاء الهواتف بعيداً عن أشعة الشمس المباشرة لفترة طويلة وخاصة في الصيف.

4- استخدام أدوات وخطوات لتوفير الطاقة:

قام كل من آرون كارول و جيرنوت هيسر من DATA61 بتحليل كمية استهلاك مكونات الهواتف الذكية للطاقة وخلصوا إلى أنه هناك مجموعة من التقنيات والاستراتيجيات البسيطة التي يمكن استخدامها للحفاظ على عمر أطول للبطارية وهي كما يلي :

* التقليل من سطوع الشاشة من أسهل الطرق لإطالة عمر البطارية، أما بالنسبة للأجهزة التي تحتوي على ضوء الصمام الثنائي العضوي ( OLED ) في شاشاتها فيمكنك استخدام خيار ( الضوء في الظلام ) للعرض.

* أوقف تشغيل الشبكة الخلوية أو حدد وقتاً للتحدث حيث يستخدم الاتصال بالشبكة الخلوية النظام العالمي لوحدة الاتصالات المتنقلة ( GSM ) وهو العنص الأكثر استهلاكاً للطاقة في الهاتف ، فمن المفيد إيقاف تشغيله تماماً أو على الأقل الحد من وقت المكالمات .
* استخدم Wi-Fi بدلاً من 4G ، فباستخدام Wi-Fi ستحصل على اتصال انترنت أقل استهلاكاً للطاقة بنسبة 40% مقارنة مع اتصال 4G .

* تقييد محتوى الفيديو ، حيث أن معالجة الفيديو من أكثر العمليات استهلاكاً للطاقة في الأجهزة المحمولة.

* فعل أوضاع البطارية الذكية ، فجميع الأجهزة النقالة الحديثة تحوي على وضعية توفير الطاقة ، وهذه الميزات البرمجية تعدل من استخدام وحدة المعالجة المركزية في تطبيقات مختلفة مثل سطوع الشاشة والإشعارات وخيارات مختلفة في هذه الأجهزة للحد من استهلاك الطاقة.

* استخدم وضع طيران حيث يعطل هذا الوضع كل من GSM و Wi-Fi وتقنية بلوتوث ووظائف عديدة على الجهاز والتي يساعد إيقافها على تخفيف استهلاك الطاقة إلى 5% من استهلاك الطاقة المعتاد.

وهكذا فإن تعزيز قدرة البطارية يحتاج الجد من استخدام الأجهزة والتطبيقات والتقنيات المستهلكة للطاقة مما يمدد من عمر البطارية ويقلل من تهالكها ويضمن استخدام أكثر اتساقاً للجهاز.

المصدر
sciencealert.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

تويوتا تسعى لإضاءة شعلة أولمبياد 2020 بسيارةٍ طائرة !

تويوتا تسعى لإضاءة شعلة أولمبياد 2020 بسيارةٍ طائرة !

خرجت علينا شركة تويوتا اليابانية منذ فترة بمشروعٍ حديثٍ يهدف لتصنيع سيارةٍ طائرةٍ قبل عام 2020؛ لتقومَ هذه السيارة بإضاءة شعلةِ الأولمبياد في العام نفسه.

لاتزال تويوتا في أول الطريق، فلم يبلغ المشروع المراد تحقيقه غير مرحلةٍ بدائيةٍ جداً، أما عن الاستثمارات؛ فإن الشركة وضعت مبلغ 386 ألف دولارٍ لتطوير مشروعها هذا تحت مسمى “Sky Drive”.

النموذج الأولي من سيارة تويوتا الطائرة عبارةٌ عن وصلاتٍ من الألمنيوم مدعومةً بثماني مراوحٍ، تُساعد السيارة على الارتفاع عن الأرض، وبالطبع لم تغفلِ الشركة مسألة الأمان؛ فكرات السلة الملتصقة أسفل السيارة لتعمل كوسادةٍ لامتصاص الصدمات في تجاربها. إلا أن الشركة تطمح للحصول على أول قيادةٍ في السماء عامَ 2019 بوسائلَ أمانٍ أكبر.

لكن المحاولة الأولى باءت بالفشل، فبعد أن ارتفعت السيارة الطائرة قليلاً عن الأرض، وأصدرت صوتاً مزعجاً للغاية، سقطت بعد ثوانٍ قليلة وتحطمت.

لايزال أمام الباحثين طريقٌ طويلٌ، فالتصميم النهائي يهدف إلى ارتفاعِ السيارة إلى 10 أمتارٍ فوق الأرض، وأن تستطيع الحركة بسرعة 100 كم/ساعة.

لا تعدُّ هذه المرة هي الأولى التي تترك فيها شركة تويوتا عالم السيارات التقليدية فهي لديها استثماراتٌ في مجالات الذكاء الاصطناعي وصناعة الروبوتات، ولكن هل تتمكن من صناعة سيارتها الطائرة هذه؟ لننتظر الأولمبياد ونرى!

المصدر
businessinsider.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

نسيج كهروحراري مرن حديث بإمكانيات واعدة في استغلال حرارة أجسامنا !

نسيج كهروحراري مرن حديث بإمكانيات واعدة في استغلال حرارة أجسامنا !

شكلت الإستفادة من الطاقة الحرارية الضائعة من جسم الإنسان هاجساً لدى العلماء في العقود الماضية، وأخيراً يبدو أننا على أعتاب تقنية جديدة ستغير معادلة الطاقة بأكملها؛ إذ ﺻﻤﻢ العلماء حديثاً ﺍﻟﻤﻮﻟﺪ ﺍﻟﻜﻬﺮﻭﺣﺮﺍﺭﻱ ﺍﻟﻤﺮﻥ ﻟﻴﻨﺎﺳﺐ ﺃﻱ ﺷﻜﻞ، ﻭيسمح بتشغيل ﺃﺟﻬﺰﺓ إنترنت ﺍﻷﺷﻴﺎء ﺑﺪﻭﻥ ﺑﻄﺎﺭﻳﺎﺕ!

وقد إﻧﺸﻐﻞ ﺍﻟﺒﺎﺣﺜﻮﻥ أخيراً ﻓﻲ ﺟﻌﻠﻨﺎ ﺟﺰءﺍً ﻣﻦ ﻋﺎﻟﻢ ﺍﻟﺮﻭﺑﻮﺕ، وقد عمِل ﺑﺎﺣﺜﻮﻥ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ (ﺑورﺩﻭ) ﻋﻠﻰ ﺗﺄﻛﻴﺪ ﻗﺪﺭﺗﻨﺎ ﻋﻠﻰ ﺇﻋﺎﺩﺓ ﺗﺪﻭﻳﺮ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺒﺸﺮﻳﺔ ﺑﺸﻜﻞ ﻓﻌﺎﻝ ﻣﻊ ﻧﺴﻴﺞ ﻣﺼﻤﻢ ﺧﺼﻴﺼﺎً ﻟﺬﻟﻚ، يمكنه ﺗﺴﺨﻴﺮ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻟﺘﺰﻭﻳﺪ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻼﺯﻣﺔ ﻟﺘﺸﻐﻴﻞ ﺃﺟﻬﺰﺓ ﺇﻧﺘﺮﻧﺖ ﺍﻷﺷﻴﺎء (IOT)، ﻭﺳﺘﻜﻮﻥ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﺑﻤﺜﺎﺑﺔ ﻓﺠﺮ ﻋﺼﺮ ﺟﺪﻳﺪ ﻓﻲ ﺍﻟﻄﺐ.

وﺑﺎﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺗﻘﻨﻴﺔ ﺍﻟﻤﻮﻟﺪ ﺍﻟﻜﻬﺮﻭﺣﺮﺍﺭﻱ ﺍﻟﻤﺮﻥ ﺍﻟﻤﻄﻮﺭﺓ، ﺗﻤﻜﻦ كازواكي يازاوا من مركز ﺗﻘﻨﻴﺔ ﺍﻟﻨﺎﻧﻮ ﺍﻟﺘﺎﺑﻊ ﻟﺸﺮﻛﺔ (ﺑﻮﺭﺩﻭ) ﺩﻳﺴﻜﻔﺮﻱ ﺑﺎﺭﻙ، ﺃﻥ ﻳﺤﻮﻝ ﺍﻟﺴﻼﺳﻞ ﻧﺼﻒ ﺍﻟﻨﺎﻗﻠﺔ ﺇﻟﻰ ﻧﺴﻴﺞ ﻣﺘﻜﺎﻣﻞ، وهي ﺗﻘﻨﻴﺔ ﺑﺎﻟﻐﺔ ﺍﻟﺪﻗﺔ ﺗﺴﺘﻄﻴﻊ ﺃﻥ ﺗﺄﺧﺬ ﺍﻟﺤﺮﺍﺭﺓ ﻣﻦ ﺃﻱ ﺳﻄﺢ ﻣﺮﻛﺐ ﻭﺗﺤﻮﻟﻬﺎ ﺇﻟﻰ ﻛﻬﺮﺑﺎء، وﺑﺎﻟﺮﻏﻢ ﻣﻦ ﺃﻧﻬﺎ ﻛﻤﻴﺔ ﺿﺌﻴﻠﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﻮﻟﺪﺓ، ﺇﻻ ﺃﻧﻬﺎ ﺗﻌﺘﺒﺮ ﺗﺤﺴﻴﻨﺎً ﻟﻠﻤﻮﻟﺪﺍﺕ ﺍﻟﻜﻬﺮﻭﺣﺮﺍﺭﻳﺔ، ﻭﻋﻠﻰ ﺧﻼﻑ ﺍﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﺍﻟﺴﺎﺑﻘﺔ ﻟﻬﺎ ﺗﺼﺒﺢ ﺳﻼﺳﻞ (ﻳﺎﺯﻭﺍ) ﺍﻟﻨﺼﻒ ﻧﺎﻗﻠﺔ ﺍﻟﻤﻤﻴﺰﺓ ﺃﻗﺮﺏ ﻟﻠﻤﺮﻭﻧﺔ ﻭﺃﺳﻬﻞ ﻟﻺﺩﺍﺭﺓ.

إذ ﻃﻮﺭ (ﻳﺎﺯﻭﺍ) ﺁﻟﻴﺔ ﺗﺼﻤﻴﻢ ﺗﺴﻤﺢ ﻟﻠﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺎ ﺃﻥ ﺗﻜﻮﻥ ﻣﺴﺨﺮﺓ ﻟﺘﻨﺎﺳﺐ ﺃﻱ ﺷﻜﻞ ﻟﺘﺠﻤﻴﻊ ﺍﻟﺤﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﺰﺍﺋﺪﺓ، وﻣﻊ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻓﺈﻥ ﺍﻟﻤﺤﺮﻙ ﺍﻟﻜﻬﺮﻭﺣﺮﺍﺭﻱ ﺍﻟﺘﺤﺮﻳﻀﻲ ﻳﺴﺘﻄﻴﻊ ﺃﻥ ﻳﺴﺘﻔﻴﺪ ﻣﻦ ﺍﻟﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﻀﺌﻴﻠﺔ ﻣﻦ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺟﺴﻢ ﺍﻹﻧﺴﺎﻥ، ﺃﻭ ﻣﻦ ﺃﻱ ﻣﺼﺪﺭ آخر، ولذلك فإن لها ﺍﻟﻘﺪﺭﺓ على إلغاء ﺣﺎﺟﺘﻨﺎ ﻟﻠﺒﻄﺎﺭﻳﺎﺕ ﻟﻘﺪ ﻛﺎﻥ ﻫﺪﻑ (ﻳﺎﺯﻭﺍ) ﺍﻟﻨﻬﺎﺋﻲ ﻣﻦ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺘﻄﺒﻴﻖ ﻫﻮ ﺗﺄﻣﻴﻦ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﻷﺟﻬﺰﺓ ﺇﻧﺘﺮﻧﺖ ﺍﻷﺷﻴﺎء ﺧﺼﻮﺻﺎً ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺸﺎﻓﻲ ﻭﺍﻟﻤﻄﺎﺭﺍﺕ - وهي ﺍﻟﺒﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻜﻮﻥ ﻋﻠﻰ ﺗﻤﺎﺱ ﻣﺒﺎﺷﺮ ﻣﻊ ﺍﻟﻨﺎﺱ - ﻓﻔﻲ ﺍﻟﻤﺸﻔﻰ ﺳﺘﺸﻐﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﺃﺟﻬﺰﺓ ﺍﻟﻤﺮﺍﻗﺒﺔ ﺍﻟﻄﺒﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺗﺮﺍﻗﺐ ﺍﻟﻤﺮﻳﺾ ﺑﻌﺪ ﺍﻟﺼﺪﻣﺔ ﻣﻦ ﺃﺟﻞ ﺍﻹﺷﺎﺭﺍﺕ ﺍﻟﺤﻴﻮﻳﺔ، ومثال على ذلك : ﻣﻌﺪﻝ ﺿﺮﺑﺎﺕ ﺍﻟﻘﻠﺐ، ﻭﺿﻐﻂ ﺍﻟﺪﻡ.

ﺃﻣﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﺮﻳﺎﺿﺔ ﻳﺴﺘﻄﻴﻊ ﺍﻟﻤﺪﺭﺑﻮﻥ ﻣﺮﺍﻗﺒﺔ ﺃﺩﺍء ﺍﻟﻼﻋﺒﻴﻦ ﻓﻲ ﺍﻟﺰﻣﻦ ﺍﻟﺤﻘﻴﻘﻲ، ﻛﻤﺎ ﻳﻤﻜﻦ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺍﻟﺘﻘﻨﻴﺔ ﻟﺘﺒﺮﻳﺪ ﺍﻟﻤﺴﺘﺨﺪﻣﻴﻦ ﺣﻴﺚ ﺃﻥ ﺍﻟﺠﻬﺎﺯ ﺳﻴﺴﺘﺨﺪﻡ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻭﻳﺤﻮﻟﻬﺎ ﺇﻟﻰ ﻃﺎﻗﺔ ﻛﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔ، ﺑﻴﻨﻤﺎ ﻳﺴﺎﻫﻢ ﺑﺬﻟﻚ ﺑﺨﻔﺾ ﺣﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﺠﺴﻢ ﻭﻫﺬﺍ ﻣﻔﻴﺪ ﻭﺑﺸﻜﻞ خاص ﻟﻠﺮﻳﺎﺿيين ﻛﻤﺎ ﺃﻧﻬﺎ ﻣﺪﻫﺸﺔ ﻓﻲ ﺍﺳﺘﺪﺍﻣﺘﻬﺎ، ﺣﻴﺚ ﺃﻧﻬﺎ ﺗﻌﻴﺪ ﺗﺪﻭﻳﺮ ﺍﻟﺤﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﺒﺸﺮﻳﺔ ﺑﺸﻜﻞ ﻛﺎﻣﻞ ﻭﺗﺤﻮﻟﻬﺎ ﺇﻟﻰ ﻣﺼﺪﺭ ﻃﺎﻗﺔ ﻟﻸﺟﻬﺰﺓ، ﻭﺑهذا لا يكون هناك أي هدر للطاقة !

المصدر:
futurism.com

مراجعة: براءة البكور
تدقيق لغوي: محمد مرتجى

قريباً سيكون شحن أجهزتك بسيطاً ولاسلكياً مثل اتصال واي فاي !

قريباً سيكون شحن أجهزتك بسيطاً ولاسلكياً مثل اتصال واي فاي !

بعد أن طور باحثون من "ديزني" تكنولوجيا مبتكرة؛ تسمح للناس بشحن أجهزتهم بنمطٍ لاسلكيٍ حقيقيٍ، وفي حال أمكن تبنّي هذه التكنولوجيا تجارياً، فإنه يمكن أن تحدث ثورةٌ في طريقة استخدام وصنعِ كلِّ شيء؛ ابتداءً من الهواتف الذكية وانتهاءً بجميع أنواع الروبوتات.

وفي حين يبدو أن كل شيءٍ تقريباً سيصبح لاسلكياً، مع ذلك؛ عندما يتعلق الأمر بشحن الأجهزة الإلكترونية، فإنه لا يزال يتعيّن علينا أن نتعامل مع الأسلاك.
رغم أن الشحن اللاسلكي موجودٌ طبعاً، ولكنه محصورٌ فقط للأجهزة الصغيرة مثل الهاتف الذكي الخاص بك، ومع ذلك فهو ليس طريقةً مناسبة ًكما قد نأمل.

فلتشغيل الجهاز بالفعل، يجب أن يكون محافظاً على اتصاله مع لوحة الشحن، مما يعني أن استخدامه أثناء الشحن غير ممكن. ويبدو ذلك متعباً أكثر من التعامل مع الأسلاك والكابلات. ولكنَّ كل ذلك لا يعني أنه لا يجري تقدمٌ في هذا المجال.

مؤخراً أظهر باحثون من ديزني طريقةً جديدةً للتوصيل تدعى : (quasistatic cavity resonance : QSCR)
أو مايعرف بتجويف الرنين شبه التام، والتي تسمح بإرسال الطاقة لاسلكياً عبر الغرفة، مما يعني أنه يمكنك بسهولةٍ استخدام الأجهزة أثناء شحن البطارية.
إن تقنية (QSCR) تعمل بطريقةٍ مشابهةٍ للنقاط الساخنة في الاتصال اللاسلكي (Wi-Fi hotspot) في تأمين الاتصال اللاسلكي بالإنترنت.

ولإظهار ذلك قام الفريق ببناء غرفةٍ بمقاس 16 × 16 قدماً مع جدران من الألمنيوم، وسقفٍ وأرضية بإطار مغلق من الألمنيوم، وعندها أصبح لدينا في الداخل موجاتٌ دائمةٌ من الحقل المغناطيسي القريب، وكانت النتيجة هي غرفةٌ قادرة ٌعلى تغذية الهواتف المحمولة، المراوح، والأضواء في وقت واحد دون استخدام الأسلاك، والكابلات، أو لوحات شحنٍ غير ملائمة.

حيث أنه من خلال تحريض التيارات الكهربائية في الداخلية المعدنية (الألمنيوم في الجدران والسقف والأرضية) وذلك بالاستعانة بالمكثفات، استطاعوا توليد الحقول المغناطيسية النظامية التي ستصل بعد ذلك إلى (ملفات الاستقبال) والتي تتأثر بنفس تردد الرنين. حيث أن الأجهزة التي تعمل على نفس تردد الميغاهرتز (MHZ) يمكنها الحصول على الطاقة في أي نقطة من الغرفة، في حين أن الموجات المغناطيسية التي ليس لها نفس التردد لن تكون مؤثرة. وتُظهِر هذه المحاكاة البحثية أن هذه الطريقة يمكن أن تنقل بفعالية 1.9 كيلوواط من الطاقة، والتي يمكن أن تشحن 320 هاتف ذكي بالكامل.

شحن لاسلكي حقيقي!

يعمل العلماء منذ سنواتٍ لإجراء عمليةٍ مستقرةٍ وموثوقةٍ لنقل الطاقة لاسلكياً. ولكن، أقرب ما توصلنا إلى تحقيقه اليوم قبل هذا التقدم المفاجئ كان عبر استخدام منصات الشحن والتي لم تكن تتيح الكثير من المسافة. وبهذا يكون التطور الجديد هو الخطوة الأولى نحو تكنولوجيا شحنٍ لاسلكيٍ حقيقيٍ. ولجعل هذه التكنولوجيا متاحةً تجارياً، فلن تكون هناك حاجةٌ لبناء غرفٍ معدنيةٍ جديدةٍ. حيث يعتقد الباحثون أنه كما تم تحسين التكنولوجيا، سوف يكون من الممكن تقليل المعدن المطلوب للداخلية.

ويعتقدون أيضاً أن الناس سيكونون قادرين على إضافة لوحات قياسية، واستخدام الطلاء الموصل، أو تثبيت أقطاب النحاس في الهياكل الموجودة عوضاً عن الداخلية المعدنية (الألمنيوم) للحصول على نفس النتائج.

إن هذه الطريقة المبتكرة يمكن أن تغير قواعد لعبة التكنولوجيا لأنها في الأساس تجعل الوصولية إلى الطاقة الكهربائية شبيه باتصال(Wi-Fi)، وبالتالي سيقودها ذلك إلى تطبيقاتٍ بمجالاتٍ جديدةٍ للإلكترونيات المحمولة والروبوتات.

المصدر:
futurism.com

تدقيق : براءة البكور
تدقيق لغوي : محمد طحان

زرعات دماغية لاسلكية تُعيد الحركة لنسناسٍ مشلول !

زرعات دماغية لاسلكية تُعيد الحركة لنسناسٍ مشلول !

اعتُقِدَ يومًا أن الشّلل عبارة عن حالةِ عجزٍ دائمة، والّذي غالباً سببه انقطاع الإشارات  بين الدّماغ والحبل الشّوكي، والّتي تعذر إصلاحها، ولكن حدث في السّنوات القليلة الماضية فهمٌ أفضل للوصلات العصبيّة في الدّماغ مكّنَّ العلماء من تغيير مفهوم إمكانيّة علاج حالة الشلل الدائم، وأنّه في الواقع يمكن استعادة الحركة في المناطق المشلولة !

واليوم؛ تقدّم الباحثون خطوةً إلى الأمام من خلال جهازٍ لاسلكيٍّ جديد، وصغير جدًّا، تمّت زراعته في نسناسٍ مشلول؛ مكّنه من إستعادة التحكّم بأجزاءٍ من ساقيه أصيبت سابقًا بالشلل، ممكّنةً إياه من المشي مرّة أخرى!

ويمثّلُ هذا النّجاح خطوةً أخرى في طريق صناعة أجهزةٍ مماثلة من أجل البشر، ففي بعض حالات الشّلل تكون معظم -وليس كلّ- الخلايا العصبيّة الّتي تساعد العضلات على الحركة تكون تالفة، وهذا يمنع الدّماغ من القدرة على إرسال إشارات تخبر مجموعاتٍ عضليّةٍ معيّنة بالحركة، ولكن إذا وجد الجسم طريقة لتقويةَ خلايا عصبيّة سليمة، فإن الأخيرة تكون قادرة على إنجاز المهمّة الصعبة، بنفسها،واستعادة القدرة على الحركة.

في الدّراسة الجديدة الّتي نُشرت نتائجها هذا الأسبوع في مجلّة Nature، زرع الباحثون أجهزة لاسلكيّة صغيرة في أدمغة نسناسين مشلوليّ الأطراف الخلفيّة.

سجّل الجهاز إشارات كهربائيّة من القشرة الدّماغيّة المسؤولة عن الحركة، وأرسلها إلى حاسوب، وبعد ذلك، قام الحاسوب بترجمة تلك الإشارات إلى إشارة تستطيع تفسيرها أقطابٌ متّصلةٌ بمجموعة من الخلايا العصبيّة في النّخاع الشّوكي، وقد تمكنت القرود من تحريك سيقانها المشلولة.

وعلى عكس التّقنيات المشابهة الّتي تتطلّب أن يكون الشّخص مرتبطًا بأسلاك إلى جهاز حاسوب، فإن هذه التّقنية الجديدة لا سلكيّة تمامًا، وترتدي القرود فقط حقيبةَ ظهرٍ تستقبل وترسل إشاراتٍ من وإلى الدّماغ.

هذا النّجاح هو واحدٌ من عدّةِ إنجازات تحقّقت في السّنوات الماضية، حيث يواصل العلماء تحسين فهمهم لِكيف تُمكِّن الإشارات الكهربائيّة المرسلة من الدّماغ الأطراف من الحركة.

يقول عالم الأعصاب في جامعة نيوكاسل أندرو جاكسون:
"إنّها فريدة من نوعها، ليس فقط لأنّها تلغي الحاجة للأسلاك، بل لأن الجهاز الجديد هو تحفيز في حلقة مغلقة"، الّذي يفسّر إشارات المخّ في الوقت الفعليّ، عكس الأجهزة المستخدمة حاليًّا في حالات الشّلل لدى البشر، فإنّها عبارة عن حلقة مفتوحة (مقطوعة).

والّذي يعني أنّها تتطلّب تحفيزّاً متكررًا لإثارة أو إيقاظ الخلايا العصبيّة الناجية من الإصابة. هذا يقوّي تلك الخلايا العصبيّة مفردة، لكن نظام الحلقة المغلقة يقوّي اتّصال شبكة كاملة من الخلايا العصبيّة بين المخ والحبل الشوكي.

وفي حين أن هذه تجربة هدفها إثبات صحّة فكرة معيّنة، لكن العمل على إيجاد جهازٍ يربط بين الدماغ والحاسوب ومناسبٍ للبشر، لم يكتمل بعد.

نجح هذا النّظام في السماح بحركة عضلاتٍ أوسعُ نطاقًا، كتحريك الأقدام للمشي، ولكنّه سيكون أقلّ نجاحًا في حالات تحتاج حركة أكثر دقّة، مثل التغيير الطّفيف في اتّجاه طرف معيّن لتحقيق التوازن؛ كما تستمرّ الأبحاث؛ فإن العلماء بحاجة لفهم أفضل لكيفيّة عمل هذه الحركات الدّقيقة، وكيف يمكن ربطها بالجهاز اللاسلكيّ.

المصدر:
popsci.com

شركة IBM تختبر رُقاقةً الكترونيةً جديدةً مستوحاةٌ من الدماغ في مجال التعلم العميق !

شركة IBM تختبر رُقاقةً الكترونيةً جديدةً مستوحاةٌ من الدماغ في مجال التعلم العميق !

تعدُّ برمجيات التعلم العميق جزءاً مهماً من ثورة الذكاء الصنعي الحديثة، والتعلم العميق إذا أردنا تعريفه بأبسط صيغة فهو حقلٌ جديدٌ في مجال تعلم الآلة لتقريب هذا التعلم باتجاهٍ واحدٍ. أحد أهدافه الأساسية هو الذكاء الصنعي، ويدور حول تعليم مستويات عديدة من التمثيل والتجريد في سبيل تحقيق فهمٍ أكبر للمعطيات والبيانات كالصور والنصوص ومقاطع الفيديو.

وفي الوقت الذي وظف بعض عمالقة التكنولوجيا مثل جوجل وإنتل جزءاً كبيراً من مواردها في سبيل إنشاء وتطوير رقائق حاسوبية أكثر تخصصاً مصممة للتعلم العميق فإن شركة IBM قد قامت باختبار الرقاقة الحاسوبية (TrueNorth) المستوحاة من الدماغ البشري كمنصة للتعلم العميق.

وتعتمد قدرات التعلم العميق القوية على خوارزميات تدعى (شبكات التلافيف العصبونية) والتي تتكون من طبقاتٍ من العقد القادرة على تصفية كمياتٍ هائلةٍ من البيانات من خلال طبقاتها العميقة لتخرج بطريقة أفضل ومثال على ذلك التمييز التلقائي للوجوه البشرية الفردية أو فهم اللغات المختلفة، وهي أنواعٌ من قدرات الخدمات الالكترونية التي تقدمها شركات من أمثال جوجل - فيسبوك - أمازون - مايكروسوفت.

وقد نشرت IBM ورقة عملها في 9 سبتمبر 2016 وذلك ضمن وقائع مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم، وقد تم تمويل هذا البحث من قبل وكالة حماية مشاريع البحوث المتقدمة (DARPA) في الولايات المتحدة، وشكل هذا التمويل جزءاً من برنامجها للمعالج الرامي لمحاكاة العقل البشري، والتي يمكن بها تمييز الأنماط المعقدة، والتكيف مع البيئات المتغيرة.

وضعت IBM النموذج المبدئي لهذه الشريحة عام 2011 ولذلك فإن TrueNorth سبقت ثورة التعلم العميق التي تقوم على أساس التلافيف العصبونية والتي ظهرت ابتداءً من عام 2012.

لتحقيق الدقة في مهام التعلم العميق فإن الشبكات العصبونية الشائكة عادة ما تقوم بدورات متعددة من المعالجة لإيجاد متوسط نتائج الخرج وهذا ما يبطئ بشكلٍ فعالٍ الحساب الإجمالي في مهام عديدة مثل التعرف على الصور ومعالجة اللغة.

وقد ينظر خبراء التعلم العميق عموماً إلى الشبكات العصبونية الشائكة على أنها غير فعالة على الأقل بالمقارنة مع شبكات التلافيف العصبونية من أجل أغراض التعلم العميق، وقد انتقد يان لاكين وهو مدير أبحاث منظمة العفو الدولية في فيسبوك ورائد في مجال التعلم العميق في وقت سابق رقاقة TrueNorth لأنها تدعم بشكل أساسي تقنية الشبكات العصبونية الشائكة، حيث إن تصميم TrueNorth قد يدعم بشكلٍ أفضل أهداف الحوسبة المحاكية للأعصاب والتي تركز على محاكاة وفهم الأدمغة البيولوجية بشكلٍ دقيقٍ.

ولجعل شريحة TrueNorth مناسبةً أكثر لأغراض التعلم العميق فإن IBM قد طورت خوارزميةً جديدةً تمكن شبكات التلافيف العصبونية من العمل بشكلٍ جيدٍ على الأجهزة الخاصة بالحوسبة العصبية ، وبهذا النهج حققت IBM ماتعتبره التقنية الأحدث، حيث دقة التصنيف تعتمد على ثماني مجموعات من البيانات التي تنطوي على رؤية ومخاطبة التحديثات ووجدوا بذلك مابين 65% إلى 97% دقة في أحسن الظروف.

ونجح الاختبار على هذه الشريحة أيضاً في معالجة مابين 1200 - 2600 إطار فيديو في الثانية وهذا يعني أن شريحةً مفردةً منها قادرةٌ في الزمن الحقيقي على أن تكشفَ الأنماط من ما يقارب 100 كاميرا في وقت واحد ، على فرض أن تستخدم كل كاميرا 1024 بكسل (32 * 32) وتدفق بياناتٍ بمعيار التلفاز بمعدل (24 لقطة في الثانية ).

على مايبدو أن الباحثين في IBM متحمسون لاستمرار اختبار هذه الشرائح للتعلم العميق ويأملون في اختبارها على مايسمى التعلم العميق غير المقيد، الذي ينطوي على إدخالٍ تدريجيٍّ للقيود على الأجهزة أثناء تدريب الشبكات العصبونية بدلاً من تقييدها من البداية.

إن شريحة TrueNorth ليست فقط قادرةٌ على تنفيذ شبكات التلافيف التي لم تصمم لها أصلاً ،ولكنها تدعم أيضاً مجموعةً متنوعةً من أنماط الاتصال (كردود الفعل والتغذية الراجعة) ويمكنها تنفيذ مجموعةٍ واسعةٍ من الخوارزميات الأخرى في وقتٍ واحدٍ.

ويقول الباحثون أن رقائق الحوسبة العصبية كهذه سوف تستخدم بشكلٍ متسارعٍ من قبل صانعيها في تطوير رقائق أكثر تركيزاً على تطبيقات التعلم العميق العملية وأقل تركيزاً على المحاكاة البيولوجية.

المصدر:
spectrum.ieee.org

تدقيق لغوي: محمد طحان

فيسبوك توقف إعلاناتها في تايلاندا حداداً على وفاة ملك البلاد !

فيسبوك توقف إعلاناتها في تايلاند حداداً على وفاة ملك البلاد !

في خطوة غير عادية، وغير مسبوقة، وغريبة من نوعها؛ قامت شركة فيسبوك وشركات أخرى بإيقاف إعلاناتها على الشبكة؛ تزامناً مع موت ملك تايلاند (بوميبول أدولياديج) الذي توفي يوم 13 أكتوبر/تشرين الأول الماضي عن عمر 88 سنة، وقد لاحظ المعلنون أن فيسبوك أوقف القدرة على تقديم الإعلانات يوم الجمعة 14 أكتوبر.

وقد صرح موقع فيسبوك:
"احتراماً لوفاة ملك تايلاند بوميبول ادولياديج، فإننا مؤقتاً لن نظهر الإعلانات في تايلاند...نحن نعتذر عن أي إزعاج ونقدر دعمكم للمجتمع التايلاندي خلال فترة الحداد".

وكانت شركة فيسبوك قد فتحت مكتباً لها في تايلاند في أيلول/سبتمبر عام 2015؛ وفي ذلك الوقت، وقد قال الرئيس التنفيذي لعمليات فيسبوك شيريل ساندبرج أن 34 مليون شخص استخدموا الشبكة الاجتماعية في تايلاند.

وقد أظهرت شركات تقنية أخرى مثل أبل و جوجل تصرفاً مماثلاً بتحولها إلى اللون الأحادي على مواقعها؛ فبحسب ما ورد فإن يوتيوب أوقفت الإعلانات في تايلاند أيضاً!

وبذلك تكون هذه المرة الأولى التي يوقف فيها فيسبوك الإعلانات في بلد بأكمله !

المصدر:
businessinsider.com

وات أب؛ راوتر لشحن الأجهزة الذكية لاسلكياً !

وات أب؛ راوتر لشحن الأجهزة الذكية لاسلكياً !

تخيلوا أن جهاز الراوتر في منزلكم يشحن بطارية هاتفكم الذكي إذا شارفت على الانتهاء تلقائياً، وتخيلوا أيضاً شحن الهاتف دون وجود أسلاك! في الحقيقة هذا لن يكون خيالاً بعد اليوم !

هذا ما أعلنت عنه شركة الالكترونيات (Energous) في معرض الكترونيات المستهلك في (لاس فيغاس) العام الماضي؛ حيث قامت الشركة بِعرض جهاز راوتر جديد يسمى (وات أب) أو (WattUp)؛ وهو عبارة عن مُوجِه (راوتر) باستطاعته شحن الأجهزة على بعد حوالي 5 أمتار بشكلٍ فعلي، هذا يعني أنه بات بالإمكان شحن الهاتف الجوال و الحاسب المحمول أو اللوحي في وقت واحد؛ دون الحاجة إلى وجود أسلاك مبعثرة ومتشابكة !

ويمكن تعليق الجهاز على الحائط كما في الصورة؛ ورغم حجمه الصغير؛ إلا أن بإمكانه توفير الطاقة لحوالي 12 جهازاً في المنزل؛ في وقت واحدٍ عن بُعد.

آلية عمل الجهاز

يتصل وات أب مع الأجهزة عن طريق البلوتوث، ويوجه حزمة من الطاقة ضمن تردد من 5.7 الى 5.8 غيغا هيرتز، فيتم الشحن لاسلكياً، وهو مايبدو مريحاً أكثر من وجود عدة أسلاك متشابكة في المقبس الكهربائي، وطبعاً لن يكون بمقدورنا الاستفادة منه إذا لم تكن بطارية الأجهزة مهيئة بمستقبل خاص لذلك.

ميزات وعيوب الجهاز

الأمر المميز في وات أب أنه ذكي؛ فبإمكاننا اختيار ما نريد شحنه، وبالترتيب، على سبيل المثال بإمكاننا برمجته على جعل بطارية الجوال مشحونة أولاً ودائماً؛ بحيث يبدأ الشحن عندما تصبح البطارية نصف ممتلئة، وإذا كان عندك أكثر من جهاز؛ فإن جوالك سيشحن من الجهاز الأقرب !

لكن من عيوب الجهاز الجديد ضياع الطاقة فكلما ابتعدنا عنه قلت الإستطاعة الواصلة للأجهزة، كما أن فعاليته الحالية تصل إلى 70% والشركة المصنعة تعمل على تطويرها لتصل 100%، أيضاً سعره الذي يصل إلى 300 دولار تقريباً !

المصدر:
energous.com
sciencealert.com

رسمياً سامسونج توقف إنتاج وبيع غالاكسي نوت 7 !

رسمياً سامسونج توقف إنتاج وبيع غالاكسي نوت 7 !

في سابقة في تاريخ الشركة؛ أعلنت عملاق التقنية الكورية سامسونج (samsung) إيقافها بيع وإنتاج هاتف غالاكسي نوت 7 الذي صدر أوائل شهر أيلول/سبتمبر؛ بشكلٍ نهائي، وذلك عقب شكاوٍ وتقارير عالمية حول فشلِ البطارية، واحتراقها، مع تسجيل حوادث انفجارٍ لبعض الأجهزة !

ورغم محاولاتِ الشركة إصلاح المشكلة، وإرسال دفعات بديلة عن الأجهزة المعطوبة ودعوة المستخدمين لتبديلها؛ إلا أن مشكلة احتراق البطارية وانفجارها بقيت على حالها حتى مع الأجهزة البديلة !

وجراء ذلك طلبت شركة سامسونج ولجان سلامة المنتجات في الولايات المتحدة الأمريكية ودول أخرى إيقاف تشغيل أجهزة غالاكسي نوت 7 بشكلٍ عاجل؛ وسحب جميع الأجهزة بشكلٍ كامل، وقد تمت خطوات مماثلة في جميع أنحاء أوروبا وآسيا.

وقالت الشركة في بيانٍ صحفي:
"لأن سلامة عملائنا من أولوياتنا، فقد قررنا وقف إنتاج وبيع غالاكسي نوت 7".
وقد طلبت الشركة من مالكي الأجهزة إعادة هواتفهم إلى الوكلاء لاستبدالها بموديلات أخرى أو استعادة القيمة.

وقامت شركة سامسونج بإرسال عبوات خاصة مقاومة للحريق لإعادة شحن الأجهزة بحراً؛ وتواجه الشركة الآن مهمة صعبة في التخلص مما يقارب 2.5 مليون هاتف من طِراز غالاكسي نوت 7، إضافةً إلى سحب مئات الآلاف من الهواتف المباعة حول العالم.

وتشير التقديرات الأولية إلى أن الخسارة الإجمالية للشركة قد تتراوح بين 7 إلى 17 مليار دولار؛ وترافقت الكارثة مع هبوط في سعرأسهم الشركة؛ مع تراجع في ثقة المستخدمين، الغريب في الأمر أن سامسونج لم تستطِع تشخيص السبب حتى الآن !

المصادر:

phonearena.com

androidcentral.com

androidauthority.com

www.androidauthority.com

ساعة يد تجعل المجموعة الشمسية في معصمك !

ساعة يد تجعل المجموعة الشمسية في معصمك !

في أوائل عام 2014، قامت شركة فرنسية متخصصة في مجال المجوهرات والساعات تدعى (Van Cleef & Arpels) بالشراكة مع (Christiaan van der Klaauw)؛ قامت بتصميم وصناعة ساعة يد تمثل المجموعة الشمسية !

وقد مثّل صانعو هذه الساعة حركة ستة من كواكب المجموعة الشمسية فيها، فعلى سبيل المثال يحتاج كوكب الأرض إلى 365 يوم ليتم دورته، و عطارد يحتاج 88 يوماً، و الزهرة 224 يوماً، بينما سيستغرق زُحل 29 عاماً ليتم دورته حول مركز الساعة المتمثل بالشمس !

وهذه الساعة المميزة مصنوعة من الذهب؛ والأحجار الثمينة، ولا تحوي على عقرب الدقائق، بل عقرب على شكل مذنب يشير إلى الساعة، وقد صُنِع منها نموذجين؛ الأول من الذهب والثاني من الذهب والألماس؛ وصُنِع من ساعة الكواكب هذه 396 قطعة فقط !

المصادر:
theverge.com
twistedsifter.com

أول روبوت آلي رخو في التاريخ !

أول روبوت آلي رخو في التاريخ !

ماذا لو فكرتَ قبل عشرةِ أعوامٍ من الآن؛ في آليٍّ يقوم بمهامٍ صعبةٍ، ويمكنه أن يحلَّ محلَّ البشرِ؟
كنتَ ستتخيله آلةً ضخمةً تقوم بحركاتٍ بطيئةٍ وغير منسجمةٍ، ومن الصعبِ أن تتخيله بالحركة الانسيابية التي يقوم بها البشر؛ لكن في هذا العام يمكنك ليس فقط أن تتخيله، بل أن تراه بعينيك أيضاً!

فقد استطاع فريقٌ من جامعةِ هارفارد أن يقدِّم للعالم أول آليٍّ (Robot) رخوٍ في التاريخ!
فكرة الروبوت الرخو كانت موجودةً منذ فترةٍ؛ لكن وقفت عوائق عديدةٌ أمام العلم لتنفيذها، وهي الأجزاء الكهربائية مثل البطاريات، والدوائر الكهربائية التي من المستحيل أن تكون رخوة.

قام هذا البحث بتوضيحِ طُرقٍ لطباعةِ المكونات الصلبة داخل جسم الروبوت بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد 3D؛ على موادٍ رخوةٍ لتقوم بنفس عمل المواد الصلبة وتضع حجر الأساس لانطلاق عصر الروبوتات الرخوة.

هذا الروبوت التي أطلقت عليه هارفارد اسم (octobot)؛ والذي استوحته من الأخطبوط، يستمد طاقته من تفاعل بيروكسيد الهيدروجين ليُطلِقَ غازاتٍ بكمياتٍ تكفي لانتفاخِ الآلي octobot.

وتعدُّ هذه الطريقة الأكثرَ فعاليةً لأن التفاعل لا يحتاج لمكانٍ صلبٍ يضمه مما يجعل التفاعلَ يحدث ويحافظ على أن يكون الروبوت رخواً في ظل وجود دائرةٍ منطقيةٍ صغيرةٍ تتحكم في ضخ الغاز داخل الروبوت.
يعد البحث الذي قدمته جامعة هارفارد نقلةً نوعيةً في علم الروبوتات الذي سيفتحُ الطريق إلى ظهورِ جيلٍ جديدٍ من الروبوتات بتصاميمٍ أكثر تعقيداً.

المصادر:
news.harvard.edu
sciencedaily.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

DuoSkin وشم مؤقت للتحكم بالأجهزة عن بعد !

DuoSkin وشم مؤقت للتحكم بالأجهزة عن بعد !

MIT تواصل إبهار العالم، فمن معامل جامعة MIT تخرجُ لنا اليوم تكنولوجيا جديدة لا نعرف كيف يمكن استغلالها في وقتنا الحالي؛ لكننا نقف أمامها متعجبين أن يصل العقل البشري يومًا للتفكير بهذه الإختراعات!

الجامعة الأمريكية خرجت علينا هذه المرة بـ DuoSkin ؛ وهو أقرب لوشم مؤقت، ولكن ليس لأغراض الزينة فحسب وإنما للتحكم بالأجهزة عن بعد !

كل ما عليك فعله هو أن تقتني تصميمًا تختاره ثم تلصقه كالوشم المعتاد على يدك وتبدأ باستخدام وظائفه التي صنعت له.

DuoSkin مُصنع من أوراق الذهب، وهو مرن على الجلد، ويأتي للنساء على شكل سوِار أو عقد حتى، كما يمكن استخدامه بشكل يومي، ولا يتأثر بوجود ملابس فوقه، كما أنه متصل بجهاز تحكم صغير للغاية وجهاز اتصال لاسلكي ليتمكن من التواصل مع الأجهزة الأخرى !

بالتعاون مع قسم الأبحاث في شركة ميكروسوفت خرجت إلينا 4 أنماط لهذا الجهاز بوظائف بسيطة للغاية، وهي زر ليقوم بالنقر، وشريط تمرير يقوم بعمل scroll مرة واحدة، وشريط آخر لعمل أكثر من scroll وأخيرًا شكل معقد قليلًا لعمل لوحة تتبع.

المصادر:
dezeen.com

duoskin.media.mit

كيف يتعلم الكمبيوتر؟

كيف يتعلم الكمبيوتر؟ 

جميعنا سمع ببرنامج كورتانا Kortana المساعد الآلي الصوتي في نظام التشغيل ويندوز، كذلك سمعنا بخدمة سكايب الجديدة في الترجمة الفورية و غيرها من البرامج التي تتعرف على الصوت وتحلله، والسؤال الآن كيف تتمكن الآلات من فهم هذا وما علاقة ذلك بالذكاء الصناعي؟ تابعوا معنا.

كنا تحدثنا سابقاً عن نظريات التعلم في الذكاء الصناعي وذكرنا ثلاث طرق إجمالاً، واليوم سنتعلم شيئاً جديداً، وسنعرف كيف يمكن للكمبيوتر أو الروبوت أن يفهم ويتعلم من المعلومات المقدمة له.

بدايةً الكمبيوتر لايفهم المعلومات كما هي بل يعتمد على نظام الترميز الثنائي (0\1) لفهم المعلومات، بمعنى آخر أي معلومة يتم تقديمها للجهاز بواسطة أدوات الإدخال (لوحة المفاتيح، الكاميرا، الميكروفون، الخ..) يتم تحويلها إلى ترميز ثنائي حتى يتمكن الحاسب من فهمها، ثم يتم تخزين المعلومات في الذاكرة (قصيرة المدى وطويلة المدى) لتسجيل البيانات.

ولكن كيف يتم فهم هذه البيانات؟ وكيف يتعلم الكمبيوتر منها ويستعملها في تحليل بيانات أخرى؟ 

هنالك طرق عديدة سنتعرف عليها تباعاً في سلسلتنا، نبدأ اليوم بإحداها وهي مبنية على نظرية لأحد العلماء يسمى MARKOV: وتسمى السلسلة "ماركوفية" أو ذات الخاصية الماركوفية نسبة إلى العالم الروسي "أندريا ماركوف" الذي قدم إثبات لعلاقة الاحتمالات المتتالية ببعضها البعض.

فماهي سلسلة ماركوف (Markov chain)؟

سلسلة ماركوف في وقت متقطع: هي السلسلة X1, X2, X3,... متكونة من متغيرات عشوائية ، مجموعة القيم الممكنة تدعى فضاء الحالات.
بمعنى آخر أن (X1)  تعبر عن قيمة المتغير في اللحظة 1
فإذا كان توزيع الاحتمال الشرطي ل Xn+1=x  في اللحظة n+1  مرتبطا بكل الحالات التي قبلها يعني (P(Xn+1=x)|X0,X1,….,Xn).
حيث Xnهي حالة العملية في اللحظة n.
قام مركوف بتبسيط هذه الإحتمالية فأثبت أنها تساوي  (P(Xn+1=x)|Xn).

والمهم بالنسبة لنا بعيداً عن المعادلات، هو أن معرفة الحالة في اللحظة (n+1) لا يلزم معرفة كل الحالات السابقة بل يكفي معرفة الحالة التي قبله وهكذا دواليك، أي كل حالة مرتبطة بالتي قبلها مباشرة.

وتتمثل الفائدة من هذه السلسلة في ربط مجموعة من الأحداث بنسب وهو ما يمكننا من فهم وتوقع أحداث جديدة بناءً على المعلومات المجمعة والمحسوبة سابقاً.

الآن كيف نستعمل هذه السلسة في الذكاء الصناعي وإعطاء القدرة للكمبيوتر على فهم المعلومات المقدمة له والتعلم منها ؟

سنستعين بالمثالين السابقين كورتانا وسكايب، حسناً عمل هذه البرامج بسيط في جانبه النظري، فكما قلنا في المقال السابق يتم تجميع عدد كبير من البيانات الصوتية وتقديمها "للبرنامج" ليتعلمها ثم عندما نعطيه كلام جديد يتم التعرف عليه بنجاح مع وجود نسبة خطأ.
حسنا الكلمة التي بين علامتين "البرنامج" هي في الحقيقة سلسلة ماركوف...نعم هي!
(ملاحظة هنالك نظريات أخرى أحدث).

نعم فكيف يتم ذلك ؟

نعطي للبرنامج مجموعة كبيرة من الكلام مع نص هذا الكلام.
يقوم البرنامج بتقطيع الكلام إلى وحدات صغيرة حجم كل واحدة تقريبا 10 ملي ثانية.
ثم يقوم كل وحدة مع الحرف الذي تتكرر معه.
ثم يقوم بربط كل وحدة بالوحدة التي تليها في الكلام وتحديد عدد مرات الارتباط.
وهكذا عند دخول كلام جديد يتقم تقطيعه ومقارنته بالنموذج المبني من معلومات التعلم وترجيح أي سلسلة من الحروف هي الأقرب إلى الكلام الجديد من الكلام القديم ثم يتم إخراجها كنتيجة.
نعم هكذا يتم الأمر بإستعمال سلسلة ماركوف.
يعني مقطع الصوت في لحظة معينة مرتبط بما قبله مباشرة دون الحاجة إلى ربطه بباقي السلسلة.

ملاحظة هنالك تحسينات عليها باستعمال تقنيات أخرى نتعرف عليها لاحقاً.

المصادر:
cds.cern.ch
ar.wikipedia.org

الدَارَّة الكهربائية الورقية والقلم السحري العجيب !

الدَارَّة الكهربائية الورقية والقلم السحري العجيب !

مهلاً في الحقيقة العنوان صحيح وهو ليس من قصص ألف ليلة وليلة أو قصص الخيال العلمي، ما سنقرأه في الأسطر التالية هو ابتكارٌ حقيقي !

Circuit Scribe

وهي الدارة الكهربائية المرسومة باليد على الورق، وتُرسم هذه الدارة لتصبح جاهزةً للتطبيق على الفور حيث يتم الرسم بقلمٍ يحتوي على حبر من الفضة السائلة التي تعتبر أفضل المعادن ناقليةً للتيار الكهربائي، كما أنها تعتبر آمنةً وغير سامةٍ للإنسان.

فيبقى عليك أن تضع مصدر للطاقة كالبطارية وتضع العناصر التي تريد تشغيلها في مكانها في الدارة، وبعدها اطلق العنان لخيالك!

يوجد أنواعٌ كثيرةٌ لهذه الأقلام وتختلف بالأبعاد والأشكال وبحسب سعتها كسعةٍ تكفي لرسم خطٍّ بطول 200 مترٍ، كما أنَّ لهذه الخطوط مقاومةً تتراوح بين 2-10 أوم للسانتي متر الواحد.

يعتقد أن هذه التقنية الجديدة سيكون لها تطبيقات عديدة أهمها تبسيط العلوم المتعلقة بالكهرباء وتحفيز الإبداع، وربما ليس انتهاءً بالأجهزة الالكترونية !

المصادر:
kickstarter.com
www.amazon.com
www.electroninks.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

تطوير شاشات شفافة قابلة للارتداء !

تطوير شاشات شفافة قابلة للارتداء !

فريقٌ بحثيٌّ يطور رقائق أوكسيد ترانزستور كشاشاتِ عرضٍ قابلةٍ للارتداء !

مع ظهور إنترنت الأشياء* ومع انتشاره الواسع؛ نما الطلب المتزايد على شاشاتِ عرضٍ شفافةٍ قابلةٍ للارتداء والتي يمكن الاستفادةُ منها في مختلف مجالاتِ الواقع المعزز، وعلى الرغمِ من أنهُ تمَّ طرح شاشات شفافةٍ مرنةٍ مسبقاً، إلا أنها واجهت تحدياتٍ حقيقيةً وجب التغلب عليها والتي كان من أهمها ضعف الشفافية وانخفاض الأداء الكهربائي.

لتحسين الشفافية والأداء، حاولتِ الجهودُ البحثيةُ السابقة استخدام الأجهزة الإلكترونية على أساسٍ غير عضوي ، ولكن عدم الاستقرار الحراري للركائز البلاستيكية كان دافعاً أساسياً لتصنيع الأجهزة الإلكترونية عالية الأداء.

وكحلٍّ لهذه المشكلة قام فريقٌ بحثيٌّ من قسم علوم وهندسة المواد في معهد كوريا المتقدم للعلوم والتكنولوجيا بتطوير رقائق أوكسيد ترانزستور شفافةٍ ورقيقةٍ كلوحاتٍ غشائيةٍ إلكترونيةٍ معززةٍ حيوياً باستخدام تقنية ليزر LLO وترانزستورات من نوع (TFT(Thin film -transistor؛ وهي ترانزستورات خاصة تستخدم في صناعة شاشات الكريستال السائل LCD بحيث تحتوي على ترانزستور لكل بيكسل؛ ويعرف نظام الترانزستورات هذا بتكنولوجيا مصفوفةِ العرض النشط، وهي أكثر استجابةً للتغيير فعلى سبيل المثال عند تحريك الفأرة mouse فإن تقنية TFT سريعةٌ بما فيه الكفاية لتعكس حركة المؤشر.

حيث قام فريق البحث بنصب حزمةٍ عاليةِ الأداء من أوكسيد ترانزستور TFT في أعلى الركيزة التفاعلية المشعة لليزر، تبتعد حزم أوكسيد TFT عن المنصة المولدة للإشعاع كنتيجةٍ للتفاعل بين إشعاع الليزر والطبقة المتفاعلة معه، وتبعاً لذلك فإن التتابع الدائري للأوكسيد المشع من واجهة العرض المرنة يؤثر نسبياً على سطح الجلد البشري حيث تظهر حزم أوكسيد TFT المتتابعة مشهداً مرئياً شفافاً بنسبة 83%.

ويقول الدكتور جاي لي قائد فريق البحث المذكور :
"باستخدام تقنية LLD وباستخدام الحواجز التكنولوجية، تم التغلب على تلك المشاكل بتكلفةٍ منخفضةٍ نسبياً عن طريق إزالة الركائز البوليميدية باهظة الثمن وإضافةً إلى ذلك؛ أكاسيد أشباه الموصلات".
________________

* إنترنت الأشياء:

وهو مفهومٌ متطورٌ لشبكة الإنترنت بحيث تمتلك كل الأشياء في حياتنا قابليةَ الاتصال بالإنترنت أو ببعضها لإرسال واستقبال البيانات وذلك لأداء وظائفَ محددةٍ من خلال الشبكة، باختصارٍ وبعيداً عن التعريفات النظرية فهو العالم الذي بدأنا نعيش بعض جوانبه حالياً مع قدرة الكثير من الأشياء التي نستخدمها على الاتصال بالإنترنت مثل الساعات، النظارات.

المصدر:
phys.org

تدقيق لغوي: محمد طحان

هوفر بورد ما هو؟ وكيف يعمل؟

هوفر بورد Hoverboard

في الدول ذات الكثافة السكانية العالية أو التي تفتقد إلى التخطيط الصحيح، ومع ازدياد أعداد السيارات والازدحام، يصبح المشي حلاً مثالياً أسهل وأسرع من المواصلات، ومِن الممكن أن يأخذ وقتاً أقل، ولكن ماذا لو أخبرتك أن هناك إختراع يسمح لك بالمشي دون تعب ؟

نعم؛ هو ببساطة الهوفر بورد (Hoverboard) ابتكار جديد يسمح لك بالتحكم الكامل بمجرد وقوفك عليه، حيث يمكنك التحكم في إتجاهك والوصول للمكان الذي تريده، ولست بحاجة إلى مهارات رياضية خاصة أو وزن نفسك أو أي شيء آخر، قليل من الهدوء والتوازن يكفي!

تعتمد فكرة جهاز Hoverboard في الأساس على الضغط بالقدم على حساسات (sensors) كي تبدأ بالحركة، ولكن كيف يحدث ذلك؟

كيف يعمل الهوفر بورد Hoverboard ؟

يحوي ‫‏الجهاز‬ على عجلتين تتصل كل واحدة فيهما بمحرك (motor) وبوجود حساسات الضغط (Pressure sensors) فإنك بمجرد ميلانك للأمام تُضغط الحساسات وتُرسِل رسالة للمحركات أنها تتحرك، فيتحرك العجل إما للأمام أو حسب الاتجاهات.
ومع ذلك لم تحل مشكلة التوازن‬ ؟
لحل هذا المشكلة يوجد حساس اسمه (tilt sensor) غالباً يحوي في داخله على الزئبق وبمجرد أن يميل الجسم مع الهوفربورد، يميل معه الزئبق ويتحرك ويتجمع في زاوية معينة مرسلاً إشارة للجهة الثانية كي تحافظ على توزنها!

ورغم انتشاره السريع إلا أن بعض المواقع المختصة بالتجارة الإلكترونية مثل أمازون أوقفت بيعه، لأسباب تتعلق بالسلامة لتسببه ببعض الحوادث، ومع ذلك الطموحات لم تقف عند هذا الحد، بل يتم حالياً تطوير مايسمى بلوح الهواء Airboard وهو شبيه بالـ Hoverboard لكنه يطير فقط!

المصادر:
youtube.com
instructables.com
thewirecutter.com

سبعةُ ميزاتٍ تجعل تقنية Li-Fi تتفوق على Wi-Fi !

سبعةُ ميزاتٍ تجعل تقنية Li-Fi تتفوق على Wi-Fi !

تعرفوا عليها الآن!

بعد أن تعرفنا على تقنية Li-Fi في مقالٍ سابقٍ، فلابدّ لنا أن نستعرض معكم أهم مزايا وميزات هذه التقنية، وأسباب تفوقها على تقنية Wi-Fi في العديد من المجالات:

1- السرعة:

نبدأ بأهمها وهي السرعة الهائلة في نقل البيانات والتي يمكن أن تصل إلى واحد GB في الثانية !

2- الوثوقية:

لعل أهم الميزات التي حملتها Li_Fi معها هي الوثوقية العالية؛ حيث أن أي مصادر ضوء إضافية لايمكنها أن تشوش على عملية نقل البيانات؛ لأن هذه التقنية تعتمد على رقائق تقوم بعملية ترشيح وفلترة تضمن عدم التأثير على عملية نقل البيانات.

3- الأمان:

تعد ميزة الأمان من الميزات الهامة فيها؛ حيث تنحصر عملية تبادل البيانات باستخدام هذه التقنية بمدى انتشار الضوء المرئي المحدود النطاق، مما سيفوت الفرصة على المخترقين والمتجسسين للوصول إلى البيانات المنقولة بواسطتها، بعكس الواي فاي التي تجدها منتشرة بنطاقٍ واسع حول مركز الإشارة!

4- إمكانية الانتشار والاتصال تحت الماء !

ومن الإمكانيات الجديدة التي أتاحتها هذه التقنية فهي عديدة أهمها إمكانية الاتصال تحت الماء وفي الأعماق وذلك لقدرة الضوء المرئي على النفاذ خلال الماء لتردده العادي على عكس موجات الراديو في Wi-Fi التي تتلاشى في الماء وهذا يُمَكِن الغواصات في الأعماق من الاتصال فيما بينها.

5- إمكانية الاتصال والتواصل بين مركبات النقل بسهولة

ستُمكِن تقنية Li-Fi المَرْكبات من الاتصال فيما بينها بسهولة؛ حيث يمكن تزويد المركبات بأضواء أمامية وخلفية تحوي مرسلات ومستقبلات Li -Fi لتتمكن من تبادل معلومات عن حالة الطرقات تفادياً لأية حوادث طارئة، كما يمكن عبر أضواء إشارات المرور أن يتم بث معلومات عن حالة الطقس وتحديثات الحركة المرورية وفقاً لها وذلك خلال فترة انتظار المركبات على إشارات المرور.

6- سهولة الانتشار والوصول

لاعتمادها على الضوء فقط، فسيكون انتشارها ووصولها سهلاً جداً، هذا وقد مكَنَّت تقنية Li-Fi مزودي خدمة الإنترنت من تقديم خدماتها للزبائن والسائحين عبر أضواء الإنارة الطرقية دون الحاجة لأية تجهيزات زائدة سوى الجهاز المحمول الداعم لهذه التقنية.

7- استهداف الإعلانات

أما في مجال الإعلانات فتعتبر تقنية Li-Fi أسهل الطرق وأبسطها لنشر الإعلانات، مع ميزة تحديد الفئة المستهدفة!

المصدر:
techworld.com

ما هي تقنيةُ Li-Fi الجديدة ؟

ما هي تقنيةُ Li-Fi الجديدة ؟ ولماذا هي أسرعُ 100 مرةٍ من Wi-Fi ؟ 

تقنية Li-Fi

إن كلمة Li-Fi هي اختصارٌ لمصطلح Light Fidelity، وهي تقنيةُ اتصالاتٍ لاسلكيةٍ ضوئيةٍ عاليةُ السرعة،ِ تعتمد على اتصالاتِ الضوء المرئيِّ (VLC).

في نقل البياناتِ عبرَ WI-FI، كانتِ البيانات تنتقل عبر موجاتِ الراديو، والمشكلة أنَّ هذه الموجةَ تحتل مجالاً ضيقاً على طولِ الطيفِ التردديِّ الكهرومغناطيسي، الأمرُ الذي يحدُّ من عرضِ النطاق الترددي المتوفر للهواتفِ الذكيةِ وغيرها من الأجهزة.

وكما يقول مخترع تقنية Li-Fi؛ البروفيسور هارالد هاس (Harald Haas) بروفيسور هندسة الاتصالات بجامعة أدنبرة:

"أنتَ لا يمكنُ أبداً أن تخلقَ المزيدَ من الطيفِ"

إذاً موجاتُ الراديو هي بمثابةِ ممرٍ واحدٍ مزدحمٍ، بينما الموجة الضوئية المرئية هي بمثابة طريقٍ واسعٍ مفتوحٍ. ومن المعلوم أن موجات الضوء المرئيِّ ذات ترددٍ أكبر من تردد موجات الراديو بمقدارِ 10000 ضعفٍ وهنا يكمنُ الفرقُ بينهما.

الضوء ينقل البيانات !

وتكون آليةُ عمل Li-Fi عن طريقِ جهازٍ معدلٍ ومعالجِ إشارةٍ فنخلق ومضاتاً سريعةً (تشغيل وإيقاف تشغيل) للديود الضوئي (LED)، وبذلك يُمكن نقل البيانات عبر الضوء المرئي من خلال مصابيحِ LED، و الثنائيات الضوئية (photodiodes) بإمكانها استقبالُ هذه الإشارات وتحويلها من جديدٍ إلى بياناتٍ للاستفادةِ منها في الحاسبِ أو الأجهزةِ المحمولة.

يجدرُ بالذكرِ أن مصباحَ الفلوريسنت لا يمكنهُ فعلُ هذه الومضات، وأيضاً لن تشعرَ العينُ بهذه الومضات.

وليست سرعةُ نقلِ البيانات التي تتجاوز مائة جيجابايت في الثانيةِ فقط من ميزات هذه التقنية، بل الأمان أيضاً لأن الضوءَ لا يمكنه اختراق الجدران وبالتالي يبقى محصوراً آمناً بالإضافة إلى أنَّ هذا سيقللُ من التداخل مع المحيط.

بينما العيبُ يكمنُ في أن الضوءَ يجب أن يبقى دون إيقاف تشغيل ولكن يمكن أن يتم تخفيف الإضاءة حتى 10% وسيبقى انتقالُ البيانات فعالاً.

استغرق الأمرُ 15 عاماً لحصولِ الجميع على WI-FI ويعتقد هارالد هاس أن تقنية Li-Fi سوف تستغرقُ خمسَ سنواتٍ لتطويرها على النحو المثالي!

المصادر:
popsci.com
sciencealert.com

تدقيق لغوي: محمد طحان

ما هي الموصلية الفائقة وما هي المواد فائقة التوصيل ؟

ما هي الموصلية الفائقة وما هي المواد فائقة التوصيل ؟

ظاهرة التوصيل الفائق

اكتشف العالم الهولندي هيك كامرلين أونيس (Onnes .K.H) مع مساعديه ظاهرة الموصلية الفائقة أثناء دراسة بعض مقاومات المعادن في درجات حرارة تصل إلى الصفر، ففي عام 1908 تمكن العالم أونس من تسييل غاز الهيليوم الذي تبلغ درجة غليانه -269 درجة مئوية أي ما يعادل 4.2 كلفن.
وفي عام 1911 اكتشف أونس أن المقاومة الكهربائية للزئبق المتجمد تنخفض إلى الصفر تقريباً.
وفي عام 1913 حاز أونِس علي جائزة نوبل في الفيزياء لدراسته خواص المواد عند درجات حرارة منخفضة وتسييله للهليوم.

تعريف ظاهرة التوصيل الفائق أو الموصلية الفائقة

وهي ظاهرة تحدث في بعض المواد عند تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة جداً تقترب من الصفر المطلق (صفر كلفن) حيث تسمح الموصلات الفائقة بمرور الكهرباء خلالها دون أي مقاومة كهربائية تقريباً، وهي ظاهرة غريبة فسلوكها الكهربي من حيث عدم المقاومة للتيار الكهربائي، وسلوكها المغناطيسي هما السمتان البارزتان لها، ما جعل من بعض المواد ذات تطبيقات غير محدودة، ويحدث التوصيل الفائق في الفلزات والسبائك في درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، ويصبح كل من الرصاص والزئبق والصفيح فائق التوصيل في هذه الدرجة.

المواد فائقة التوصيل Superconductors

عادة تنخفض المقاومة الكهربية للموصلات المعدنية تدريجياً مع انخفاض درجة الحرارة، وفي حالة الموصلات العادية كالنحاس أو الفضة فإن الشوائب الموجودة في المادة تمنع الوصول الي حد أدني من المقاومة في درجات الحرارة المنخفضة ولذلك فعند الإقتراب الي درجة حرارة تقارب درجة الصفر المطلق فان عينة من النحاس مثلاً لايمكن أن تصل لدرجة مقاومة تساوي الصفر، أما في حالة الموصلات الفائقة فان المقاومة تنخفض على نحو مفاجئ إلى الصفر؛ عندما يتم تبريد المادة إلى درجة حرارة أقل من الدرجة الحرجة لهذه المادة، غالباً 20 كلفن أو أقل.

وتحدث حالة التوصيل الفائق في تشكيلة واسعة من المواد مثل المعادن الخفيفة كالقصدير والألمنيوم والسيراميك والسبائك الثقيلة وبعض أشباه الموصلات ولكن لايمكن صنع موصلات فائقة من المعادن النبيلة كالذهب والفضة ومن المعادن ذات مغناطيسية حديدية.

ليس للموصل الفائق أية مقاومة كهربية على الإطلاق لذلك إذا أدخلنا تياراً كهربياً في دائرة تتكون من سلك فائق التوصيل فإن التيار الكهربي يستمر في السريان طالما استمرت للسلك موصليته الفائقة، ويسمي التيار حين إذا بالتيار المداوم (Persistent Current).

إن اكتشاف الموصلات الفائقة سوف يساعد في المستقبل على إدخال العديد من التقنيات المتقدمة ولكن هناك العديد من المشاكل التي لها علاقة بعلوم المواد والتي يجب أن نتغلب عليها قبل أن تصبح مثل هذه التطبيقات على أرض الواقع، ربما من أهم الصعوبات التقنية هي كيف يمكن صب مثل هذه المادة الخزفية القابلة للكسر في أشكال يمكن الاستفادة منها مثل أسلاك أو أشرطة لاستعمالها في التطبيقات الكبيرة، أو الأفلام الرقيقة في حالة الأجهزة الصغيرة مثل SQUID؟

هناك مشكلة أخرى وهي قلة كثافة التيار في حالة المركبات الخزفية ذات الحجم مقارنة بالأفلام الرقيق، وإذا افترضنا بأننا تغلبنا على مثل هذه المشاكل فإنه من المشوق بأن نتنبأ ببعض التطبيقات المستقبلية لهذه المواد التي تم اكتشافها حديثاً.

أهم تطبيقات المواد فائقة التوصيل

وأهمها المغنطيسات فائقة التوصيل، فهي من أقوى المغنطيسات الكهربية المعروفة، وهي تستخدم في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي الطبية ، وفي القياس بواسطة مطياف الكتلة، ومغناطيسات توجيه حزم الجسيمات المشحونة معجلات الجسيمات مثل معجل LHC التي تديره المنظمة الأوروبية للبحث النووي سيرن.

كما يمكن استخدامها أيضا في الفصل المغناطيسي، حيث يتم استخلاص الجزيئات ضعيفة المغنطة من مخلوط جزيئات أقل مغنطة أو عديمة المغنطة كما في صناعة الدهانات.

تستخدم الموصلات الفائقة أيضاً في صنع الدوائر الرقمية مثل مرشحات ترددات الراديو لمحطات الهواتف المحمولة والميكروويف.

كما يُعد من أهم تطبيقاتها القطار المغناطيسي المعلق (Magnetically levitating train) أو ما يُعرف بالقطار الفائق أو القطار الطائر؛ والذي بُنيت فكرة تصميمه على ظاهرة الطرد المغناطيسي بحيث تطفو أو تعوم عجلات القطارات المصنوعة من المواد فائقة التوصيل على مغناطيس فائق شديد وبالتالي ينعدم الاحتكاك بين عجلات القطارات والقضبان مما يساعد في زيادة سرعة القطارات و هذه القطارات التي تسير مرتفعة عن الأرض.

المصادر:
1- digitaltrends.com
2- crazyengineers.com

3- مقدمة في الفيزياء الحديثة وميكانيكا الكم؛ د. محمد سالم الليد؛ منشورات الدار الأكاديمية – طرابلس - الطبعة الأولى - 2009.

4- د. رأفت كامل واصف – أساسيات