يُتوقع أن تتسارع الاكتشافات التكنولوجية لتحدث تأثيرات عميقة عبر قطاعات الاقتصاد والمجتمع ككل، من تطبيقات الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات، والبحث والتطوير الذي يقوده الذكاء الاصطناعي في مجال الأدوية واللقاحات، وصولاً إلى التحسين التلقائي لنظم إدارة البيانات والزراعة المدعومة بذكاء البيانات.
تقدم أكاديمية دامو، وهي مبادرة بحثية عالمية من مجموعة علي بابا، توقعاتها لأهم 10 اتجاهات رائدة ستشكل ملامح قطاع التكنولوجيا خلال العام المقبل.
- سيتوسع نطاق تطبيق الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات، التي يمثلها نيتريد الغاليوم وكربيد السيليكون، في الصناعات الجديدة
تتميز الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات، المتمثلة في نيتريد الغاليوم وكربيد السيليكون، بمقاومة درجات الحرارة العالية، وجهد انهيار عالٍ، وتردد عالٍ، وطاقة عالية، ومقاومة عالية للإشعاع. لكن اقتصرت تطبيقات تلك المواد فقط لفترة طويلة على نطاق ضيق من المجالات بسبب تعقيدات أساليب المعالجة وارتفاع التكاليف. وفي السنوات الأخيرة، ساعدت الاكتشافات العلمية في نمو المواد وطرق تصنيع الأجهزة على تقليل تكاليف الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات، مما مكّن توسيع نطاق تطبيقاتها. مثلاً، تُستخدم الأجهزة المعتمدة على كربيد السيليكون في محولات السيارات، كما تظهر أجهزة شحن سريعة تعتمد على نيتريد الغاليوم في السوق. وفي السنوات الخمس المقبلة، سيشهد العالم ظهور الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات في مجالات مثل محطات قواعد 5G، والمركبات التي تحركها الطاقة الجديدة، وشبكات الطاقة فائقة الجهد، ومراكز البيانات.
وفي الشرق الأوسط، بدأت دول منها الإمارات والسعودية في نشر شبكات 5G. وتماشياً مع رؤية الإمارات 2021، أصبحت الإمارات أول دولة في المنطقة العربية ورابع دولة على مستوى العالم تطلق وتستخدم شبكات 5G بينما قامت المملكة العربية السعودية بتركيب أكثر من 5,797 برجاً لشبكات 5G في 30 مدينة.
- تصحيح الأخطاء الكمية وتعزيز المنفعة العملية للحوسبة الكمية سيشكلان رأس أولويات عصر “ما بعد التفوق الكمي“
أصبحت سنة 2020 أول عام يمر بعد تحقيق التفوق الكمي. ففي عام 2020، ركز المستثمرون في جميع أنحاء العالم على مجال الحوسبة الكمية، وازدهرت التقنيات والنظم المتصلة بها، وبرزت العديد من منصات الحوسبة الكمية. وعام 2021، سيحصل ذلك الاتجاه على المزيد من الاهتمام من جانب جميع أركان المجتمع. ويجب أن تقدم الحوسبة الكمية قيمة مضافة كافية تجعلها جديرة بذلك الاهتمام. كما يجب مواءمة المهمات في عصر “ما بعد التفوق الكمي” عبر كل أنحاء القطاع بهدف معالجة المشكلات العلمية والهندسية الأهم عن طريق الابتكار التعاوني وتمهيد الطريق لتصحيح الأخطاء الكمية وتحقيق المنفعة العملية، وهما إنجازان ضروريان في مجال الحوسبة الكمية.
- الاختراقات العلمية في مجال المواد الكربونية ستحفز نمو قطاع الإلكترونيات المرنة
توفر الإلكترونيات المرنة أداءً مستقراً حتى بعد حدوث تشوهات ميكانيكية مثل الانحناء والطي والتمدد. وتعد التكنولوجيا المفضلة في مجال الأجهزة القابلة للارتداء والجلد الإلكتروني والشاشات المرنة. في السابق، لم تكن تلك المواد مرنة بدرجة كافية أو لم تستطع التنافس مع المواد الصلبة المعتمدة على السيليكون من حيث الخصائص الكهربائية، مما حد من استخدامها تجارياً. لكن في السنوات الأخيرة، سمحت التطورات الرائدة في مجال المواد المعتمدة على الكربون للإلكترونيات المرنة بتجاوز قدراتها السابقة. مثلاً، تُستخدم الأنابيب الكربونية النانوية الآن لإنتاج دوائر كهريائية متكاملة واسعة النطاق تقدم أداءً أفضل من الدوائر المعتمدة على السيليكون من نفس الحجم. كما دخل الجرافين مرحلة الإنتاج على نطاق واسع، وهو مادة واعدة تعتمد على الكربون للإلكترونيات المرنة.
- الذكاء الاصطناعي سيسرع البحث والتطوير في مجال الأدوية واللقاحات
تم اعتماد تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع لقراءة الصور الطبية وإدارة السجلات الطبية بينما لا تزال تطبيقاتها في مجال تطوير اللقاحات والبحوث السريرية للأدوية في المرحلة التجريبية. ومع ظهور خوارزميات جديدة في مجال الذكاء الاصطناعي ووصول قوة الحوسبة إلى آفاق جديدة، ستسهّل هذه التكنولوجيا إكمال عملية البحث والتطوير في مجال الأدوية واللقاحات، والتي كانت تستغرق وقتاً طويلاً وتعد مكلفة إلى حد بعيد في الماضي. وتعد تقنيات الفحص المركب، وتوليد نماذج الأمراض، وتحديد الهدف، واكتشاف المركبات الرئيسية، وتحسين الأدوية الأهم بعض المجالات التي تتفوق فيها تلك التكنولوجيا. وسيؤدي دمجها في هذا المجال إلى تقليل الأعمال المكررة وتحسين كفاءة البحث والتطوير. وسيكون الناس عموماً أول المستفيدين، إذ سيتمكنون من التمتع برعاية طبية وأدوية أفضل في المستقبل القريب.
وقد أعلنت السعودية مؤخراً عن الاستراتيجية الوطنية للبيانات والذكاء الاصطناعي، والتي ستركز على سد فجوة المهارات، وتحفيز السوق عبر البحث والابتكار واستخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الهيئات الحكومية والخاصة.
- تكنولوجيا واجهة الدماغ والحاسوب ستسمح لنا بتجاوز حدود جسم الإنسان
تعد تكنولوجيا واجهة الدماغ والحاسوب ضرورية للجيل الجديد من التفاعلات بين الإنسان والآلات والذكاء التعاوني بين البشر والآلات. وتعتبر تلك التكنولوجيا ركيزة ومحركاً مهماً للهندسة العصبية. إذ تحلل كيفية عمل الدماغ البشري من بعد أعلى. وتشكل واجهة الدماغ والحاسوب مسار اتصال مباشر بين الدماغ وجهاز خارجي، فتكتسب وتحلل وتترجم إشارات الدماغ للتحكم في الآلات. وفي المستقبل، ستساعد تكنولوجيا واجهة الدماغ والحاسوب في التحكم بالأذرع الروبوتية بدقة أكبر من أي وقت مضى، لتدعم بذلك المرضى الواعين بالكامل الذين لا يستطيعون الكلام أو التحرك للتغلب على قيودهم الجسدية.
- عملية معالجة البيانات ستصبح مستقلة وذاتية التطور
أدى التطور السريع للحوسبة السحابية والنمو الهائل في كميات البيانات إلى تحديات هائلة في حوسبة معالجة المهام، والتحكم في تكلفة التخزين، وإدارة الكتل خلال معالجة البيانات التقليدية. فلا تقدر الإدارة والضبط اليدويين على معالجة كميات هائلة من البيانات في سيناريوهات متنوعة ومعقدة. لذا، سيصبح التحسين التلقائي لنظم إدارة البيانات القائم على الذكاء الاصطناعي الخيار الأفضل حتماً لمعالجة البيانات في المستقبل. وسيتم اعتماد الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في مجموعة متنوعة من المجالات، مثل الفصل الذكي بين البيانات الأكثر والأقل استخداماً، واكتشاف الشوائب، والنمذجة الذكية، وجدولة الموارد، وضبط الوسائط، واختبار الضغوط على توليد البيانات، وتوصيات الفهرسة. ستُقلل بهذه الطريقة تكاليف الحوسبة والمعالجة والتخزين والتشغيل والصيانة. كما سيتم توفير أنظمة إدارة بيانات ذاتية التطور.
- التقنيات المتأصلة في مجال الحوسبة السحابية ستعيد تشكيل أنظمة تكنولوجيا المعلومات
لطالما شكلت المدة الطويلة لتطوير المنتجات وانخفاض كفاءة البحث والتطوير في مجال البرامج التقليدية مصدراً للإزعاج. يبدو الآن أن البنى المتأصلة في الحوسبة السحابية التي تتميز بقدرة التوزع وقابلية التوسع والمرونة هي العلاج. فهي تسمح للمؤسسات باستخدام وإدارة أجهزتها غير المتجانسة وموارد الحوسبة السحابية بشكل أكثر فعالية. وتسمح المنهجيات ومجموعات الأدوات وأفضل الممارسات والمنتجات والتقنيات المتأصلة في الحوسبة السحابية للمطورين بالتركيز على إنشاء تطبيقات جديدة فقط. وفي المستقبل، ستكون الشرائح ومنصات التطوير والتطبيقات وحتى أجهزة الكمبيوتر متأصلة في الحوسبة السحابية. وتكثر الفوائد التي ستجلبها التقنيات المتأصلة في الحوسبة السحابية بحيث يضيق مجال الحديث عن ذكرها. وعلى سبيل المثال، لا الحصر، تساعد تلك التقنيات في تجريد العديد من طبقات مكونات البنية التحتية مثل الشبكات والخوادم وأنظمة التشغيل، وتقليل تكاليف الحوسبة، وتحسين كفاءة التكنولوجيا، وتذليل العقبات أمام تطوير التطبيقات عبر الحوسبة السحابية، وتوسيع نطاق التطبيقات السحابية.
- سيتم دعم الزراعة ببيانات الذكاء الاصطناعي
قد تعاني الزراعة التقليدية من أوجه قصور تنجم عن سوء استخدام الأراضي والانفصال بين جانبي الإنتاج والبيع. اليوم، تُطبّق تقنيات رقمية من الجيل الجديد، بما يشمل إنترنت الأشياء، والذكاء الاصطناعي، والحوسبة السحابية، على قطاع الزراعة في كل جوانب عملية الإنتاج وصولاً إلى البيع. ويساعد الجيل الجديد من أجهزة الاستشعار في الحصول على بيانات حول الأراضي الزراعية بشكل مباشر. وتعمل تحليلات البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي على تسريع معالجة كميات كبيرة من البيانات الزراعية. ويمكن للمزارعين مراقبة المحاصيل وتحقيق التربية الدقيقة وتخصيص الموارد البيئية عند الطلب. كما تُستخدم تقنيات مثل 5G وإنترنت الأشياء والبلوك تشين للتحكم في نقل المنتجات الزراعية وتتبعها، مما يضمن سلامتها وإيصالها بشكل موثوق. لم تعد الزراعة معتمدة بشكل كبير على الظروف الطبيعية بوجود هذا الجيل الجديد من التقنيات الرقمية وستصبح مدفوعة بتحليلات البيانات الذكية.
- استخدام الذكاء الاصطناعي في مجال الصناعة سيقفز من التنفيذ في موقع واحد إلى التنفيذ على مستوى قطاع الصناعة ككل
تم استخدام الذكاء الصناعي بشكل أساسي لتلبية متطلبات جزئية لأن تنفيذه مكلف ومعقد، وتعد البيانات المعروضة معزولة، والمنظومة ككل غير ناضجة. لكن بعد ظهور كوفيد-19 في أوائل عام 2020، جذبت المرونة الملحوظة للاقتصاد الرقمي اهتماماً كبيراً من المؤسسات، وتطورت التقنيات الرقمية وانتشرت بسرعة، وجرى ضخ المزيد من الاستثمارات في إنشاء بنية تحتية جديدة. ساعدت هذه العوامل على بناء صورة يمكننا عبرها أن نشهد قفزة الذكاء الصناعي من التطبيق على نقطة واحدة إلى التنفيذ على مستوى الصناعة ككل. ويصح ذلك بشكل خاص في الصناعات التحويلية التي تمتلك أنظمة تكنولوجيا معلومات ناضجة، وتشمل صناعة السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية والملابس عالية الجودة والصلب والأسمنت والصناعات الكيماوية. وسيظهر الذكاء الصناعي في كل زاوية ويساعد على اتخاذ قرارات ذات حلقة مغلقة في تلك الصناعات. كما سيحقق تأثيراً واسعاً ينطبق على سلسلة التوريد والإنتاج وإدارة الأصول والخدمات اللوجستية والمبيعات.
- مراكز العمليات الذكية ستصبح ضرورية للمدن في المستقبل
أُطلقت مبادرات المدن الذكية لأول مرة منذ عقد، وأدت إلى تحسن كبير في إدارة المدن عبر التقنيات الرقمية. تعد الإمارات والسعودية من الاقتصادات الناشئة التي تمتلك طموحات كبيرة لتحويل مدنها إلى مدن ذكية. وتعد “دبي الذكية” إدارة حكومية مكلفة بتسهيل التحول الذكي للمدينة لتمكين وتقديم وتعزيز تجربة فعالة ومؤثرة في المدينة للمقيمين والزائرين عبر الابتكار التكنولوجي. ونفذت السلطات السعودية مشروع المدن الذكية في مدن متعددة في جميع أنحاء المملكة، تماشياً مع أهداف رؤية السعودية 2030.
واجهت عدة مدن ذكية تحديات عند التعامل مع تفشي كوفيد-19، مما تسبب بقبول مراكز العمليات الذكية وانتشارها على نطاق واسع لتعظيم استخدامات موارد البيانات وتعزيز الحوكمة والخدمات العامة العالمية والدقيقة والمباشرة. وستصبح مراكز العمليات أكثر ذكاءً مع نضج تقنية الذكاء الاصطناعي للأشياء وتحسين تقنيات الحوسبة المكانية المطبقة على نطاق واسع. وعبر الحفاظ على “توائم رقمية” للمدن، تعتبر مراكز العمليات الذكية كل مدينة نظاماً موحداً وتقدم خدمات على مستوى المدينة. ستشكل مراكز العمليات الذكية البنية التحتية الرقمية للمدن في المستقبل.