عدد اليوم
مع ازدياد حجم السفن التجارية وسرعتها، تتسبب الاصطدامات بأمواج البحار العاتية في اهتزازات ديناميكية سريعة تؤدي إلى إنهاك هيكل السفينة وتزيد من انحنائه، ما قد يتسبب، إن لم يُتنبأ به في الوقت الفعلي، بإجهاد كارثي أو كسور خطيرة فيه.
وتعجز أساليب المحاكاة الهيدروديناميكية التقليدية ونماذج التعلم الآلي المبكرة عن تتبّع أحمال الأمواج المفاجئة وغير المستقرة، إذ تتراكم أخطاء التنبؤ خلال أحداث الاصطدام العنيف بالأمواج، ما يجعل تقدير هوامش السلامة الهيكلية أمراً صعباً.
اقرأ أيضاً.. الذكاء الاصطناعي يكشف 7 معلومات حاسمة عن السرطان
ابتكار ثلاثي المراحل
لمعالجة هذا القصور، طوّر باحثون نظاماً ثلاثي المراحل قائماً على الذكاء الاصطناعي، مصمماً لفصل إشارات الأحمال المعقدة وحساب هوامش أمان مستمرة وموثوقة، وفق دراسة نُشرت على منصة "SciOpen" التابعة لدار نشر جامعة تسينغهوا الصينية.
ويبدأ النموذج بتفكيك بيانات القياسات الخام إلى أجزاء أبسط باستخدام تقنية متخصصة، ما يُقلّص التشويش في الإشارة بنسبة تتراوح بين 30% و80%. ثم تُستخدم شبكة عصبية لتحليل الاتجاهات الزمنية الماضية والمستقبلية وتوليد تنبؤات دقيقة بالأحمال. وأخيراً، يُحدَّد هامش خطأ متوقع حول هذه التقديرات، ما يمنح المشغّلين رؤية واضحة لحدود المخاطر الهيكلية.
.. الذكاء الاصطناعي يساعد في تشخيص لمرض "كرون" وعلاجه
بيانات موثوقة
خلافاً للنماذج السابقة التي تعتمد على مدخلات كسرعة السفينة أو ارتفاع الموج، وهي مدخلات قد تحمل أخطاء قياس، يعمل النظام الجديد اعتماداً على تاريخ الأحمال المباشرة على هيكل السفينة نفسه فقط.
وقال جون دينغ، المؤلف الرئيسي للدراسة: "يُعدّ التنبؤ بإجهاد الهيكل في ظروف الأمواج الفوضوية أمراً بالغ الصعوبة، لأن الارتفاعات المفاجئة عالية التردد تحجب اتجاه الحمل الأساسي".
وأضاف دينغ: "من خلال تحليل ترددات الأمواج المعقدة وحساب حدود الأمان الاحتمالية، يوفر نظامنا لبناة السفن وأطقمها بيانات واضحة وموثوقة حول المخاطر الهيكلية اللحظية".
.. نظام ذكاء اصطناعي يحمي الرياضيين من إصابات الرباط الصليبي
نتائج وآفاق مستقبلية
تحقق الفريق البحثي من دقة النموذج على سفينة شحن سائبة سعة 205 آلاف طن في ظروف بحرية قاسية، محققاً دقة بلغت نحو 95%، وتتبّع بنجاح الأحمال المفاجئة الناتجة عن ارتطام مقدمة السفينة بالأمواج دون فقدان الدقة.
ويتطلع الباحثون مستقبلاً إلى دمج محرك التنبؤ في أجهزة مراقبة الهيكل النشطة في أساطيل النقل البحري التجارية.
وختم دينغ بالقول: "هدفنا الانتقال من المراقبة السلبية إلى التحكم التنبؤي في السلامة، إذ سيساعد دمج هذا النظام في أنظمة الملاحة قادة السفن على ضبط السرعة والاتجاه قبل أن يصل الإجهاد الديناميكي إلى مستويات خطرة".
أمجد الأمين (أبوظبي)
