ذكاء اصطناعي يحل معادلات رياضية عسيرة بتقنية تمليس رياضي مبتكرة

باحثون في جامعة بنسلفانيا يطورون طبقات التمليس الرياضي لتعزيز استقرار الشبكات العصبية عند معالجة المعادلات التفاضلية الجزئية العكسية، بتطبيقات في أبحاث الجينات وعلم المواد.

تحرير
ألمعي · هيئة التحرير
النشر
٧ مايو ٢٠٢٦
المصدر
ScienceDaily ↗
القراءات
١
الوقت
قراءة دقيقتين
رسم توضيحي لمعادلات رياضية وشبكة عصبية اصطناعية

في اختراق بحثي قد يُحدث أثراً بعيد المدى على مجالات علمية متعددة، طوّر باحثون في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة بنسلفانيا منهجية حسابية جديدة تُعرَّف بـ"طبقات التمليس" لتمكين نماذج الذكاء الاصطناعي من معالجة ما يُعرف بالمعادلات التفاضلية الجزئية العكسية، وهي من أشد المسائل الرياضية تعقيداً في العلوم التطبيقية.

نُشرت نتائج البحث في مجلة Transactions on Machine Learning Research، وسيُقدَّم العمل في مؤتمر NeurIPS 2026، المنتدى العلمي الأبرز عالمياً في مجال الذكاء الاصطناعي.

لفهم أهمية هذا الإنجاز، علينا استيعاب طبيعة المسألة العكسية: بينما تبدأ المسألة الأمامية التقليدية من معرفة السبب لاستنتاج النتيجة، تسير المسألة العكسية في الاتجاه المعاكس تماماً، من النتائج الملاحظة نحو الأسباب المجهولة. استخدم البروفيسور فيفيك شينوي مثلاً شعرياً لتوضيح الفكرة: "حل مسألة عكسية يُشبه النظر إلى تموجات البركة والعمل للخلف لمعرفة أين وقعت الحصاة."

يواجه الذكاء الاصطناعي عند معالجة هذه المسائل مشكلة جوهرية: ضوضاء البيانات. فالملاحظات الميدانية تتضمن أخطاء قياس واضطرابات متنوعة، مما يجعل الاشتقاق الرياضي المباشر غير مستقر ويُؤدي إلى نتائج متذبذبة. وطبقة التمليس الرياضي تحل هذه الإشكالية بتنعيم البيانات قبل التحليل، مستعيرةً مفهوماً ابتكره عالم الرياضيات كورت أوتو فريدريكس في أربعينيات القرن الماضي وأضافته إلى هندسة الشبكة العصبية الاصطناعية.

التطبيق المباشر الذي دفع الباحثين إلى هذا الطريق هو دراسة الكروماتين والتعبير الجيني. فتنظيم الحمض النووي داخل نواة الخلية في مساحة لا تتجاوز 100 نانومتر يُشكّل بنية تؤثر على الجينات التي تعمل والجينات التي تظل صامتة. وفهم هذه العلاقة يستلزم حل مسائل عكسية معقدة تعجز الطرق التقليدية عن التعامل معها بفاعلية في ظل ضوضاء البيانات الحقيقية.

لكن تطبيقات المنهجية تمتد أبعد من علم الأحياء؛ إذ يرى الباحثون إمكانية تطبيقها في علم المواد لتصميم مواد ذات خصائص مستهدفة، وفي ديناميكيات الموائع لنمذجة الأنماط المعقدة، وفي التصوير الطبي لتحسين دقة استخلاص الصور الطبية من الإشارات الخام.

وفي تصريح يلخص رسالة البحث، قال الباحث فيناياك فيناياك: "بعض التحديات العلمية تحتاج إلى رياضيات أفضل لا مجرد حوسبة أكبر." في عالم يسعى كثيرون فيه إلى حل مشكلات الذكاء الاصطناعي بمجرد زيادة القدرة الحسابية وضخ المزيد من البيانات، يقترح هذا الفريق أن الإطار الرياضي الصحيح يمكن أن يُحقق قفزات لا تستطيع الموارد الإضافية وحدها بلوغها.

يُمثّل هذا البحث نموذجاً لتعاون ثمين بين علم الرياضيات التطبيقية وهندسة الشبكات العصبية الاصطناعية، وتُذكّرنا بأن بعض أكثر الأدوات الحسابية فاعليةً لم تُولد في مختبرات الذكاء الاصطناعي الحديثة، بل في كتابات رياضيين نظريين من القرن الماضي.

المصدر الأصلي
ScienceDaily
قراءة المقال الأصلي ↗
قصة اليوم · كل صباح

أعجبك التقرير؟ استلم واحداً كل صباح.

قصةٌ تقنية واحدة تستحقّ وقتك، بالعربية. بلا إعلانات، بلا إزعاج.

بلا إعلانات · إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة · بياناتك آمنة

اقرأ أيضًا

المزيد من ذكاء اصطناعي

رسم تخطيطي لتعزيز التوصيل الفائق عبر تقلبات الفراغ الكمي

تقلبات الفراغ الكمي تعزز قدرة التوصيل الفائق دون أي تلامس مباشر

أظهر باحثون صينيون أن تقلبات الفراغ الكمي داخل تجويف تيراهرتز رفعت درجة الحرارة الحرجة لمادة فائقة التوصيل بنسبة 5.4%، في أسلوب تحكم جديد غير تلامسي.

ScienceDaily
خريطة لتضاريس القمر والشذوذات المغناطيسية

عينات تشانغ آه-6 القمرية تكشف كبسولة زمنية مغناطيسية نادرة

اكتشف علماء صينيون حديد غاما النادر محفوظاً في زجاج ارتطامي ضمن عينات القمر الصينية، في اكتشاف يفتح نافذة على تاريخ المجال المغناطيسي القمري القديم.

ScienceDaily
خريطة لتراكم الإجهاد على طول نظام صدع سان أندرياس الجنوبي

بوابة زلزالية في كاليفورنيا تسجل أعلى إجهاد صدعي منذ ألف عام

كشفت دراسة سويسرية أن الإجهاد عند ملتقى صدعي سان أندرياس وسان خاسينتو بلغ مستويات قياسية، في تحذير من احتمال تمزق مزدوج يهدد جنوب كاليفورنيا.

ScienceDaily
تصور فني لتلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي

تلسكوب رومان الفضائي يفتح عينه الكورونوغرافية لصيد الكواكب الخارجية

أثبت تلسكوب نانسي غريس رومان التابع لناسا دقة توجيه استثنائية والتقط كورونوغرافه أولى صوره الكونية، تمهيداً لاكتشاف آلاف الكواكب الخارجية الجديدة.

ScienceDaily
شون باركر، أحد مؤسسي نابستر ومستثمر في Stability AI

شون باركر يعيد بناء Stability AI حول صناعة الموسيقى بدعم سوني ووارنر

يقود مؤسس نابستر السابق تحولاً استراتيجياً لشركة Stability AI نحو أدوات ذكاء اصطناعي موسيقية، بتمويل جديد وشراكة مع كبرى شركات التسجيلات العالمية.

TechCrunch
شعار OpenAI على خلفية من الشيفرة البرمجية

استقالة مسؤول سلامة في OpenAI وسط اتهامات بانهيار ثقافة السلامة

استقال ديفيد روبنسون من فريق سلامة OpenAI متهماً الشركة بثقافة مؤسسية مهتزة غير مؤهلة لتطوير ذكاء اصطناعي متقدم بأمان، وسط حادثة اختراق Hugging Face.

TechCrunch