في محاولة لإعادة تعريف استكشاف المحيطات، طوّر باحثون من معهد MIT بالتعاون مع جامعة ويسكونسن-ماديسون جيلًا جديدًا من الغواصات الصغيرة أو “المنزلقات المائية” (Underwater Gliders)، مستوحاة من الحركة السلسة والفعالة للكائنات البحرية مثل الأسماك والفقمات. واللافت أن هذه التصاميم الذكية اعتمدت بشكل كامل على الذكاء الاصطناعي، الذي حدد أفضل الأشكال التي يمكنها الانسياب في الماء بأقل مقاومة ممكنة، مما يقلل من استهلاك الطاقة ويُحسن من كفاءة الاستكشاف العلمي تحت الماء.

تصاميم ثلاثية الأبعاد مدعومة بالذكاء الاصطناعي

ووفقًا لدراسة نُشرت على منصة arXiv العلمية، استخدم الفريق خوارزميات تعلم آلي لتوليد آلاف النماذج ثلاثية الأبعاد لمنزلقات بحرية مبتكرة، مستوحاة من أشكال طبيعية وتقليدية كالغواصات وأسماك القرش.

قامت شبكة عصبية بدراسة وتقييم كل تصميم بحسب نسبة الرفع إلى السحب (Lift-to-Drag Ratio)، وهي العامل الأساسي في كفاءة الانزلاق، وبمجرد تحديد التصاميم المثلى، تم تصنيعها باستخدام مواد خفيفة عبر الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما قلل الحاجة إلى نماذج أولية مادية مكلفة.

نماذج مستوحاة من الكائنات البحرية… وتفوق على التصاميم التقليدية

في اختبارات عملية، قام الفريق ببناء نموذجين رئيسيين:
• الأول يشبه الطائرة ذات الجناحين
• الثاني مستوحى من شكل السمكة المفلطحة ذات الزعانف الأربع

تم اختبار النموذجين في أنفاق هوائية وبيئات مائية حقيقية، وشملت الأجهزة الداخلية وحدة للتحكم بالطفو عبر مضخة، بالإضافة إلى نظام لتحريك الكتلة لتغيير زاوية الانزلاق حسب الحاجة، وقد أظهرت النتائج أن هذه النماذج الجديدة تتفوق على التصميم التقليدي الشبيه بالطوربيد من حيث المسافة المقطوعة وكفاءة استهلاك الطاقة.

ابتكار يوفر الوقت والمال

أحد أبرز جوانب المشروع هو أنه يفتح الباب أمام تصاميم غير مسبوقة بفضل الذكاء الاصطناعي، مع تقليص كبير في الوقت والتكلفة. وأوضح الباحث بيتر ييشن تشين، باحث ما بعد الدكتوراه في MIT وأحد قادة المشروع، أن “الأنماط الشكلية المتنوعة التي تم اختبارها لم تُدرس بهذا الشكل من قبل”، مؤكدًا أن النظام الآلي “يُتيح استكشاف أشكال يصعب على البشر تصميمها يدويًا”.

مستقبل الغواصات الذكية: أبحاث مرنة لعالم متغير

يعمل الفريق حاليًا على تطوير منزلقات أنحف وأكثر قدرة على المناورة، وتحسين النظام الذكي لمزيد من المرونة في التكوين، ويرى الباحثون أن المركبات المستوحاة من الطبيعة ستكون ضرورية لاستكشاف المحيطات في ظل التغيرات البيئية المتسارعة بفعل النشاط الصناعي.

ويأملون أن تساهم هذه التكنولوجيا في جمع بيانات أفضل عن التيارات البحرية، ونسب الملوحة، وتأثيرات المناخ، مما يُمكّن العلماء من فهم “الحدود الأخيرة لكوكب الأرض” بطريقة أكثر استدامة ودقة.