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
٠
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

توربين هيدروجيني بلا ضاغط من معهد كارلسروه

إنجاز ألماني في توربينات الهيدروجين: 303 ثوانٍ بلا ضاغط ميكانيكي

سجّل معهد كارلسروه الألماني رقماً قياسياً بتشغيل توربين هيدروجيني بلا ضاغط لـ303 ثوانٍ معتمداً موجات الانفجار، مما يُبشّر بتوليد طاقة نظيفة أعلى كفاءة.

ScienceDaily
تجربة فيزياء كمومية تقيس الزمن السالب للفوتون

تجربة كمومية تُثبت أن الفوتونات تقضي زمناً سالباً حقيقياً داخل السحاب الذري

أكد باحثون من جامعة غريفيث الأسترالية بقياسات ضعيفة دقيقة أن الفوتونات تُمضي زمناً سالباً قابلاً للقياس داخل سحاب ذري، مؤكدين أن هذه الظاهرة الكمومية حقيقية لا وهم رياضي.

ScienceDaily
روبوت متقدم في مختبر أبحاث أمريكي

حمائية تكنولوجية تطال الروبوتات: حظر الاستيراد يُقلق مختبرات الجامعات الأمريكية

حظرت لجنة الاتصالات الفيدرالية استيراد الروبوتات الأجنبية المتقدمة بدواعي الأمن القومي، وسط مخاوف من تضرر 90 بالمئة من الأبحاث الجامعية الأمريكية التي تعتمد على روبوتات يونيتري الصينية.

MIT Technology Review
نموذج GLM-5.2 من شركة Z.ai الصينية

نماذج الذكاء الاصطناعي مفتوحة الأوزان تقترب من الحدود التقنية وفجوة السلامة تتسع

كشف تقرير SaferAI أن نموذج GLM-5.2 الصيني يقترب من قدرات النماذج الحدودية رافضاً صفراً من المهام الخطرة، في حين تفرض نماذج مثل كلود قيوداً أمنية صارمة.

TechCrunch
سيارة أجرة ذاتية القيادة من وايمو الجيل الخامس

وايمو تُلغي قائمة الانتظار وتفتح سيارات الأجرة ذاتية القيادة في دالاس للجميع

أتاحت شركة وايمو خدمتها في دالاس لجميع السكان والزوار دون قائمة انتظار، بعد أن جذبت 150 ألف راكب خلال مرحلة الإطلاق التجريبي منذ فبراير 2026.

TechCrunch
شعار كلود من أنثروبيك

أنثروبيك توقّع صفقة حوسبة بعشرة مليارات دولار مع شركة فولتا الناشئة

أبرمت أنثروبيك اتفاقية لمدة ست سنوات مع مزوّد الحوسبة السحابية فولتا بقيمة 10 مليارات دولار، تشمل مركز بيانات في النرويج بقدرة 133 ميغاواط ومعالجات إنفيديا الأحدث.

TechCrunch