مختبر لتوسيع نطاق الذكاء الاصطناعي في تحليل البيانات الفلكية

أطلق قسم علوم الفضاء في أكاديمية الشارقة لعلوم وتكنولوجيا الفضاء والفلك، التابعة لجامعة الشارقة، مختبر الذكاء الاصطناعي الفضائي لتطوير أبحاث علمية في مجال الذكاء الاصطناعي وعلم الفلك.

ويهدف المختبر إلى توسيع نطاق الذكاء الاصطناعي في تحليل البيانات الفلكية، وتعزيز المشاريع متعددة التخصصات التي تجمع بين علوم الحاسب الآلي والفضاء، إلى جانب تعزيز التعاون بين الباحثين والطلبة لدفع عجلة الابتكار والاكتشاف في مجال علوم الفضاء.

ويضم القسم، إضافة إلى مختبر الذكاء الاصطناعي، عدداً من المختبرات العلمية، مثل مركز النيازك، ومختبر الأقمار الصناعية المكعبة، ومختبر الفيزياء الفلكية عالية الطاقة، ومختبر الطقس الفضائي والأيونوسفير.

وتسهم أبحاث المختبر في تعزيز المعرفة العلمية ضمن مجال علم الفضاء والفلك، حيث يقوم الذكاء الاصطناعي بمعالجة وتحليل كميات هائلة من البيانات الفلكية، ما يؤدي إلى تسريع عملية فرز البيانات وتنقيحها بشكل تلقائي.

وتتمكن برمجيات الذكاء الاصطناعي من التنبؤ بالأنماط والسلوكيات، وبعض الأحداث قد تحصل في المستقبل بناء على البيانات المتوافرة.

كما تحسّن من سهولة الوصول إلى البيانات، ما يؤدي إلى تحسين نجاح البرمجيات التي تخدم قطاع الفضاء والفلك بشكل عام.

ومن المشاريع التي يعمل عليها المختبر: تطوير خوارزميات التعلم العميق لتمييز النيازك من الصخور الأرضية، واكتشاف الشهب باستخدام التعلم الآلي، واكتشاف الانفجارات الشمسية بناءً على التعلم العميق في الفلك الراديوي.

أمّا مركز النيازك فيضم «مجموعة النيازك» التي تشكل قرابة 8000 قطعة من النيازك والتيكتايت من مختلف المناطق والأنواع، بما في ذلك النيازك الحجرية والحديدية والقمرية والمريخية.

وتمثل هذه المجموعة الفريدة فرصة مميزة لدراسة العوامل الفيزيائية والكيميائية التي طرأت عليها خلال تكوين النظام الشمسي.

ويتكوّن المركز من وحدتين رئيستين: الأولى وحدة تحليل النيازك، وتختص بدراسة النيازك لتمييزها عن الصخور الأرضية باستخدام المعدات والأجهزة المتطورة لمعرفة تركيبها الكيميائي والمعدني، ما يسهم في إثراء الأبحاث العلمية التي تعزز فهم النيازك ونشأة وتطور النظام الشمسي.

والثانية وحدة رصد وتحليل الشهب من خلال شبكة الإمارات لرصد الشهب، وتتكون من ثلاثة أبراج رصد موزعة في ثلاث مناطق من الدولة (الشارقة، اليحر، ليوا).

ويتم تزويد كل برج بكاميرات رصد موجهة للسماء تعمل بشكل تلقائي من غروب الشمس حتى شروقها.

ويعمل مختبر الأقمار الصناعية المكعبة على إجراء البحوث المختصة بالأقمار الصناعية المكعبة بدءاً من مرحلة التصميم المبدئي والتحليل الأولي حتى اكتمال تطوير المشروع واختباره وإطلاقه، إضافة إلى إجراء الدراسات والبحوث المتعلقة بالبيانات التي يتم الحصول عليها من الأقمار الصناعية المكعبة.

وأوضحت الأكاديمية أن المختبر يقوم بتدريب الكوادر الشابة لتصميم الأقمار الصناعية المكعبة والعمل على مشاريع تخدم المجتمع المحلي وتواكب رؤية دولة الإمارات العربية المتحدة في تطوير برنامج الفضاء الوطني الطموح، حيث تعمل الأكاديمية على إطلاق سلسلة من الأقمار الصناعية المكعبة تحت مسمى «الشارقة - سات»، بإطلاقها أول قمر صناعي مكعب لها وهو الشارقة سات-1 في عام 2023. ويتم حالياً العمل على تطوير الشارقة سات-2 بالتعاون مع جهات محلية عدة لتطوير مشاريع الإمارة من خلال تزويد الجهات بصور ذات دقة عالية، لافتة إلى تجهيز المختبر بالأجهزة والمعدات الأساسية لتصميم مشاريع الأقمار الصناعية، وإنشاء الغرفة النظيفة للحفاظ على أنظمة القمر الصناعي من الغبار والأتربة والعوامل المؤثرة على كفاءتها، وبناء المحطات الأرضية مختلفة الترددات لتدعم التواصل مع القمر الصناعي بعد إطلاقه في مداره الخارجي. وكشفت أن مختبر الفيزياء الفلكية عالية الطاقة الذي يضمه القسم هو المختبر العلمي المعني بدراسة الأنظمة النجمية والمجرّية التي تشع في النطاق عالي الطاقة، وتتميز هذه الأنظمة بديناميكية فيزيائية شديدة الكثافة وذات درجات حرارة مرتفعة جداً تمكنها من الإشعاع في النطاق الكهرومغناطيسي عالي التردد والطاقة، ويعمل الباحثون في المختبر على دراسة الأنظمة النجمية الثنائية التي تشع في نطاق الأشعة السينية عالية الطاقة.

وتتكوّن هذه الأنظمة من الأجسام الفلكية المضغوطة عالية الكثافة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية، وباستخدام بيانات التلسكوبات الفضائية التي طورتها وكالات الفضاء الدولية، تتم دراسة هذه الأنظمة وبناء استنتاج حول طبيعة هذه الأنظمة وتطورها باستخدام برامج متخصصة في مجال تحليل البيانات.

وأشارت الأكاديمية إلى أن مختبر الطقس الفضائي والغلاف الأيوني يعمل على دراسة ومتابعة حالة طبقة الأيونوسفير في الدولة، وبالتالي المساهمة في توفير بيانات ومعلومات حول الطقس الفضائي، كما يقوم بإجراء العديد من التجارب لدراسة العمليات الفيزيائية التي تحدث داخل الغلاف الأيوني، لتعزيز المعرفة حول التفاعل بين الغلاف الأيوني والمجال المغناطيسي للأرض، وتأثيرهما في الأنظمة الفضائية والأرضية.

ويركز المختبر على إجراء البحوث العلمية لفهم أثر النشاط الشمسي على حالة الغلاف الأيوني، ومراقبة مدى استجابة طبقة الغلاف الأيوني لتأثير ظروف الطقس الفضائي المختلفة التي تتمثل في حالة الشمس ونشاطها المتباين.

وتسهم دراسات المختبر في توسيع فهم ظروف الغلاف الأيوني في المنطقة، إضافة إلى قابلية تعرض التقنيات الفضائية والأرضية للتأثيرات السلبية الناجمة عن ظواهر الطقس الفضائي، مثل الانفجارات الشمسية.

• أبحاث المختبر تعزّز المعرفة ضمن مجال علم الفضاء والفلك.