عدد اليوم
باتت الهندسة الميكانيكية تطبق نظرية التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي في التصميم الهندسي العملي.
يُقدّم الذكاء الاصطناعي فوائد جمّة لمهندسي الميكانيكا، بما في ذلك تصميمات ومحاكاة أسرع وأكثر دقة، وتحسين الكفاءة، وخفض تكاليف التطوير من خلال أتمتة العمليات، وتحسين الصيانة التنبؤية ومراقبة الجودة.
يقول فايز أحمد، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا "عندما يُفكّر الناس في الهندسة الميكانيكية، فإنه يتبادر إلى أذهانهم الأدوات الميكانيكية الأساسية مثل المطارق، وأجهزة مثل السيارات والروبوتات والرافعات، لكن الهندسة الميكانيكية مجال واسع جدًا". ويضيف "في الهندسة الميكانيكية، يلعب التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي والتحسين دورًا كبيرًا".
في الدورة التي يقدمها أحمد (الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في التصميم الهندسي)، يستخدم الطلاب أدوات وتقنيات من الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في تصميم الهندسة الميكانيكية، مع التركيز على ابتكار منتجات جديدة ومعالجة تحديات التصميم الهندسي.
يقول لايل ريجينويتر، مساعد تدريس في هذه الدورة، حيث يركز البحث على تطوير أساليب جديدة للتعلم الآلي والتحسين لدراسة مشاكل التصميم الهندسي المعقدة "هناك العديد من الأسباب التي تدفع مهندسي الميكانيكا إلى التفكير في التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي لتسريع عملية التصميم بشكل أساسي".
بدأت هذه الدورة عام 2021، وسرعان ما أصبحت واحدة من أكثر الدورات غير الأساسية رواجًا في قسم الهندسة الميكانيكية، حيث تجذب طلابًا من أقسام مختلفة في المعهد، بما في ذلك الهندسة الميكانيكية والمدنية والبيئية، والطيران والملاحة الفضائية، وكلية سلون للإدارة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، والعلوم النووية والحاسوبية، بالإضافة إلى طلاب مسجلين في جامعات أخرى مثل جامعة هارفارد وغيرها.
اقرأ أيضا... الذكاء الاصطناعي يكتشف أمراض قلب خطيرة في 15 ثانية
تركز هذه الدورة، المفتوحة لطلاب البكالوريوس والدراسات العليا على حد سواء، على تطبيق استراتيجيات متقدمة للتعلم الآلي والتحسين في سياق مشاكل التصميم الميكانيكي الواقعية. من تصميم هياكل الدراجات إلى شبكات المدن، يشارك الطلاب في مسابقات تتعلق بالذكاء الاصطناعي للأنظمة الفيزيائية، ويواجهون تحديات التحسين في بيئة الفصل الدراسي وتغذيها المنافسة الودية.
يُطلب من الطلاب مسائل صعبة ورموز أولية "تعطي حلاً، ولكنه ليس الحل الأمثل..." كما يوضح إيلان موير، طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية. ويقول "كانت مهمتنا تحديد كيفية تحسين أدائنا؟".
تقول إم لاوبر، طالبة دراسات عليا في تصميم وإدارة النظم، إن العملية أتاحت للطلاب مساحة لاستكشاف تطبيق ما تعلموه وممارسة مهارة "كيفية برمجته حرفيًا".
يتضمن المنهج مناقشات حول أوراق بحثية، كما يمارس الطلاب تمارين عملية في التعلم الآلي مصممة خصيصًا لقضايا هندسية محددة، بما في ذلك الروبوتات والطائرات والهياكل والمواد الخارقة. في مشروعهم النهائي، يعمل الطلاب معًا في مشروع جماعي يستخدم تقنيات الذكاء الاصطناعي لتصميم مشكلة معقدة من اختيارهم.
يقول أحمد "من الرائع رؤية التنوع والجودة العالية لمشاريع الطلاب في هذا المقرر. غالبًا ما تُنشر مشاريع الطلاب في هذا المقرر بحثيًا، بل وتحصد جوائز". ويستشهد بمثال ورقة بحثية حديثة بعنوان "GenCAD-Self-Repairing"، والتي فازت بجائزة الجمعية الأميركية للمهندسين الميكانيكيين لأفضل ورقة بحثية في هندسة النظم والمعلومات وإدارة المعرفة لعام 2025.
تقول ماليا سميث، طالبة الدراسات العليا في الهندسة الميكانيكية "أفضل ما في المشروع النهائي هو أنه أتاح لكل طالب فرصة تطبيق ما تعلمه في الفصل على مجال يثير اهتمامه". اختار مشروعها البحث في التنبؤ بقوة الأرض للعدائين، وهو جهد وصفته بأنه "مُرضٍ للغاية" لأنه نجح بشكل أفضل بأكثر من المتوقع.
استخدمت لاوبر إطار تصميم "شجرة القطط" مع وحدات مختلفة من الأعمدة والمنصات والمنحدرات لابتكار حلول مخصصة لمنازل القطط، بينما ابتكر موير برنامجًا يصمم نوعًا جديدًا من هياكل الطابعات ثلاثية الأبعاد.
يقول موير "عندما ترى التعلم الآلي في الثقافة الشعبية، تجده مُجرّدًا للغاية، ويشعرك بوجود شيء معقد للغاية"، مضيفا "لقد كشفت هذه الدورة الستار عن هذا المفهوم".
مصطفى أوفى (أبوظبي)
