في عام 2025، سيخطو العلم الروسي خطوات كبيرة نحو المستقبل بفضل الاكتشافات الجديدة. وفي هذا المقال سيتحدث رامبلر عن أهمها.
1) مساعد الذكاء الاصطناعي للأطباء
قدم علماء من جامعة ولاية نوفوسيبيرسك (NSU) نظام ذكاء اصطناعي مبتكر يسمى “دكتور بيروجوف”، قادر على مساعدة الأطباء في تشخيص أكثر من 250 مرضا. وكما أفاد المركز الصحفي للجامعة، فإن هذا التطوير يهدف إلى تخفيف العبء على الأطباء وتقليل أوقات المواعيد للمرضى دون التأثير على جودة الرعاية الطبية.
يعمل النظام على مبدأ المساعد الافتراضي: يمكن للمريض وصف شكاواه مسبقًا وتحميل نتائج الاختبارات والفحوصات وحتى الاختبارات الجينية. وبناءً على هذه البيانات، يقوم الذكاء الاصطناعي بإنشاء قائمة بالتشخيصات المحتملة – من الأكثر خطورة إلى الأقل خطورة – ويقدم توصيات لإجراء المزيد من الاختبارات والعلاج. وفي الوقت نفسه، يأخذ البرنامج في الاعتبار توافق الأدوية وموانع الاستعمال المحتملة، حسبما ورد في Rusfonde.
تم إنشاء “دكتور بيروجوف” على أساس خوارزميات الشبكة العصبية وقاعدة بيانات واسعة النطاق للعلاقات بين الأعراض والأمراض والأدوية التي يجمعها خبراء NSU مع علماء من معهد SB RAS لعلم الخلايا وعلم الوراثة منذ أكثر من عشر سنوات. يتم حاليًا اختبار النظام للتأكد من دقته وثباته. من المقرر إجراء التجارب السريرية والتسجيل في Roszdravnadzor في عام 2026. ويشير المطورون إلى أن مساعد الذكاء الاصطناعي هذا سيكون مفيدًا بشكل خاص للمستشفيات الإقليمية والعيادات الخارجية، حيث لا يوجد ما يكفي من المتخصصين.
2) تقوم الروبوتات بعمليات الإنقاذ
ابتكر علماء من الجامعة الفيدرالية الجنوبية (SFU) جيلًا جديدًا من ذراع الروبوت القادر على تمييز درجة الحرارة والصلابة ونوع السطح. يعتمد التطوير على التقنيات العصبية – الرقائق الدقيقة التي تعمل وفقًا لمبادئ الدماغ البشري. وبحسب “إزفستيا” فإن هذا النظام يحاكي وظيفة الحواس ويمكن استخدامه في الأطراف الصناعية وعمليات الإنقاذ.
ويوضح رئيس مختبر نيورومين، فلاديمير سميرنوف، أن البشر يميزون بين المواد بفضل الذاكرة اللمسية والألم، فنشعر بالدفء أو النعومة أو الخشونة دون التفكير في ذلك. وتسمح التكنولوجيا الجديدة للروبوتات بالقيام بنفس الشيء: حيث تقوم الشبكات العصبية بتحليل الإشارات المشابهة لتلك الموجودة لدى البشر والتي تمر عبر النهايات العصبية والناقلات العصبية في الجلد. وبفضل ذلك تتلقى الآلة “المشاعر” وتكون قادرة على التكيف مع البيئة الخارجية.
ابتكرت جامعة SFU ذراعًا آلية تعمل في وضع الظل: شخص يرتدي قفازات مزودة بأجهزة استشعار وذراع ميكانيكية تكرر حركاته، ويتعلم في هذه العملية. وبمرور الوقت، سوف يصبح مثل هذا النظام قادراً على العمل بشكل مستقل ــ دون تدخل بشري. ويعتقد الباحثون أن هذه التكنولوجيا ستصبح الأساس لإنشاء الروبوتات المساعدة المنزلية وستساعد روسيا أيضًا على تعزيز مكانتها في السوق الدولية للتكنولوجيا الفائقة.
سبعة اكتشافات علمية عرضية غيرت العالم مرة واحدة وإلى الأبد
3) الخلايا العصبية لأبحاث الدماغ
قام علماء من جامعة ولاية ساراتوف، التي تحمل اسم ن.ج. تشيرنيشفسكي، بإنشاء خلية عصبية اصطناعية جديدة – وهو جهاز إلكتروني يحاكي نشاط الخلايا العصبية الحية. ويهدف هذا التطور إلى أبحاث الدماغ، وإنشاء أجهزة عصبية اصطناعية وذكاء اصطناعي. وفقا للبيانات المنشورة في مجلة Chaos, Soliton & Fractal، فإن هذه الخلية العصبية أبسط وأكثر اقتصادا من نظائرها: قام العلماء بإزالة عناصر الدائرة غير الضرورية، مع الحفاظ على الشيء الرئيسي – القدرة على توليد نبضات، مثل الخلايا العصبية الحقيقية.
وقال طالب الدراسات العليا ليف تاكايشفيللي إن القرار الرئيسي كان استخدام الثنائيات، التي تعمل على تحسين تشغيل الدائرة وجعلها أكثر استقرارا. أجرى الفريق دورة الاختبار بأكملها – بدءًا من النمذجة وحتى النماذج الأولية الفعلية وتجميع الأجهزة الأربعة. ووفقا للبروفيسور إيليا سيسويف، فإن شكل الإشارة يمكن أن يتغير ليناسب أنواعا مختلفة من خلايا الدماغ.
وكما أشار البروفيسور فلاديمير بونومارينكو، يمكن استخدام هذه الخلايا العصبية في الأطراف الصناعية العصبية وفي نمذجة أشكال الحياة البسيطة. ويأمل العلماء أن تتمكن هذه التقنيات في المستقبل من إنشاء “حيوانات اصطناعية” تحاكي الجهاز العصبي الحقيقي. تم تنفيذ العمل بدعم من مؤسسة Idea ومؤسسة العلوم الروسية (RSF).
4) أصغر مصدر للضوء
ابتكر علماء من جامعة ITMO مادة جديدة ذات بنية نانوية تسمح للسيليكون بامتصاص وإصدار الضوء بفعالية أكبر بـ 10000 مرة من ذي قبل. يمهد هذا الاكتشاف الطريق لأجهزة بصرية أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة تستخدم في الاتصالات والطب والبحث العلمي والصناعة.
تم تنفيذ التطوير بتوجيه من ديمتري زويف، الباحث الرائد في قسم الفيزياء في ITMO. يعتمد مصدر الضوء الجديد على سطح خارق، وهو عبارة عن هيكل جسيمات نانوية صناعية يتكون من ركيزة ذهبية وطبقات متناوبة من السيليكون والذهب. ويقول الباحثون إن هذا التصميم يخلق “فخًا” للفوتونات، مما يعزز تفاعلها مع السيليكون ويزيد من كثافة الإشعاع. ووفقا للباحث أرتيم لارين، فإن هذه المادة قادرة على إصدار ضوء أبيض واسع النطاق، بما في ذلك جميع ألوان الطيف وجزء من نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة، وهو أمر ذو قيمة خاصة لأنظمة الحوسبة البصرية والتحليل الطيفي النانوي.
تسمح الهندسة الخاصة للبنية النانوية بتركيز الضوء في المساحة الواقعة بين طبقة الذهب وقرص السيليكون، مما يحفز التحولات البصرية في النطاق المرئي. وهذا يجعل السيليكون ليس مجرد جهاز استقبال فحسب، بل أيضًا مصدر للضوء يمكن دمجه في الرقائق الدقيقة باستخدام تقنية الطباعة الحجرية القياسية. ووفقا للباحثين، فإن هذه التكنولوجيا ستصبح الأساس لإنشاء جيل جديد من أجهزة الإرسال وأجهزة الاستشعار النانوية القادرة على العمل في أنظمة الاتصالات والأجهزة الطبية وأجهزة المجهر القريب.
5) قاعدة بيانات للمواد الأساسية لتحسين النوم
أنشأ علماء من المعهد الطبي بجامعة ولاية سيكتيفكار، الذي يحمل اسم بيتيريم سوروكين، أول قاعدة بيانات في العالم للكرونوبيوتيك – المواد التي تؤثر على إيقاع الساعة البيولوجية للشخص: النوم، واليقظة، والتركيز، والمزاج، وحتى التمثيل الغذائي. تم تنفيذ المشروع بدعم من مؤسسة العلوم الروسية كجزء من برنامج “إنشاء أول قاعدة بيانات دوائية في العالم لمعدلات إيقاع الساعة البيولوجية”. تم تصميم هذا التطور لمساعدة الأطباء والباحثين على فهم أفضل لآليات “الساعة الداخلية” للجسم واختيار علاجات الأرق والتعب المزمن واضطرابات النوم الأخرى بشكل أكثر دقة.
تجمع قاعدة البيانات الجديدة، التي تسمى ChronobioticsDB، معلومات عن أكثر من 300 مادة تمت دراستها في المنشورات العلمية على مدى العقود القليلة الماضية. وهو يشتمل على مركبات طبيعية – على سبيل المثال، الميلاتونين والريسفيراترول – والأدوية الاصطناعية. لكل كرونوبيوتيك، تم إنشاء علامة منفصلة لوصف خصائصه وتأثيراته على الجسم والآثار الجانبية المحتملة وحالة الموافقة من قبل الهيئات التنظيمية الصحية. وفقًا لقائد المشروع، مرشح العلوم البيولوجية إيليا سولوفيوف، يتيح لك ChronobioticsDB العثور بسرعة على معلومات حول التركيب الكيميائي للمادة، بالإضافة إلى الجينات والبروتينات التي تتفاعل معها، مما يجعل قاعدة البيانات أداة لا غنى عنها للبحث العلمي والسريري.
تم دمج قاعدة البيانات مع منصات الأدوية الرائدة في العالم مثل PubChem وDrugBank، مما يتيح الوصول إلى أحدث الأبحاث الدولية. يعتقد المطورون أن ChronobioticsDB ستصبح موردًا مهمًا للأطباء الذين يمكنهم اختيار الأدوية بدقة أكبر لعلاج اضطرابات النوم، وكذلك للصيادلة وأخصائيي المعلومات الحيوية الذين يبحثون عن أساليب جديدة لعلاج اضطرابات إيقاع الساعة البيولوجية. وهذا المشروع يجعل العلوم الروسية واحدة من الدول الرائدة في مجال أبحاث الساعة البيولوجية البشرية.
لقد أخبرنا سابقًا كيف ساعد البطيخ القديم في اكتشاف المضادات الحيوية.