نجح فريق من علماء جامعة كولومبيا في حل لغز بنية البلورات النانوية، الذي حيّر الباحثين لأكثر من مائة عام، باستخدام خوارزمية ذكاء اصطناعي متطورة تُدعى PXRDnet.

البلورات النانوية، لصغرها وعدم انتظامها، استعصت على التحليل عبر التقنيات التقليدية مثل حيود الأشعة السينية.

لكن الخوارزمية الجديدة تمكنت من تحليل أنماط الحيود المعقدة والتعرف على الترتيب الذري بدقة غير مسبوقة، ما يفتح المجال لتطوير مواد جديدة وتحقيق إنجازات في مجالات متنوعة من الإلكترونيات إلى علم الآثار.

ووفق "إندبندنت" فقد نُشرت الدراسة في مجلة Nature Materials، ووصف العلماء هذا الاكتشاف بأنه نقلة نوعية، تظهر قوة الذكاء الاصطناعي في مواجهة التحديات العلمية المستعصية.

وقال البروفيسور سيمون بيلينغ، أستاذ علوم المواد والفيزياء والرياضيات التطبيقية في جامعة كولومبيا : "استطاع الذكاء الاصطناعي حل هذه المشكلة المعقدة من خلال تعلم أنماط الترتيب الذري التي تسمح بها الطبيعة، حتى دون توفر معرفة فيزيائية مباشرة بالمواد المدروسة".

وتعمل خوارزمية PXRDnet على تحليل أنماط الحيود الناتجة عن بلورات نانوية يصل حجمها إلى 10 أنغستروم فقط، أي أرقّ بنحو عشرة آلاف مرة من شعرة الإنسان، ما يفتح آفاقًا لفهم المواد على مستوى بالغ الدقة.

واعتبر العلماء هذا التطور نقلة نوعية في علم المواد، لأنه يتيح تحديد بنية المواد النانوية بدقة عالية دون الحاجة إلى بلورات كبيرة أو أدوات باهظة الثمن.

وقال غابي غو، قائد الفريق البحثي : "حين كنت في المدرسة الإعدادية، كانت أنظمة الذكاء الاصطناعي لا تزال تكافح لتمييز القطط من الكلاب. أما اليوم، فها نحن نستخدمها لحل مشكلات علمية معقدة كانت مستعصية على البشر لعقود".

وأضاف البروفيسور هود ليبسون، رئيس قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة كولومبيا : "المثير للدهشة هو أن الذكاء الاصطناعي، على الرغم من افتقاره إلى فهم مباشر للفيزياء أو الهندسة، تمكّن من التوصل إلى حل لمعضلة حيّرت العلماء لأكثر من مائة عام. وهذا يعطي لمحة عمّا يمكن أن يقدمه الذكاء الاصطناعي في مجالات علمية أخرى تواجه تحديات مماثلة".