شارك
الرئيسية
4 دقيقة
تُعدّ جائزة "مبتكرون دون 35" واحدة من أبرز الجوائز التي تحتفي بالمواهب الشابة في العالم العربي وتُسلّط الضوء على الابتكارات التي تحمل وعوداً كبيرة بتغيير العالم. أطلقت إم آي تي تكنولوجي ريفيو العربية هذه الجائزة عام 2018، لتكون امتداداً للجائزة العالمية التي أطلقتها إم آي تي تكنولوجي ريفيو عام 1999. والهدف هو تكريم المبتكرين الشباب الذين لا تتجاوز أعمارهم 35 عاماً، والذين قدّموا اختراعات أو دراسات تُعدّ مهمة ومؤثرة في مجالات متنوعة، مثل التكنولوجيا والعلوم والهندسة.
في هذا المقال، سنُسلّط الضوء على اثنين من الفائزين بجائزة "مبتكرون دون 35" لعام 2024، وهما الباحثة القطرية ظبية المهندي، التي أسهمت في تطوير تقنية مبتكرة لمعالجة مياه الصرف الصحي، والباحث الجزائري عقبة فرقاني، الذي ابتكر خوارزمية فريدة لتحسين أنظمة الطاقة المتجددة وكفاءتها.
اقرأ أيضاً: مبتكرون دون 35: تعرّف إلى إنجازات روان عمر وعبد العزيز الزريهي ومها أحمد الجهني
ظبية المهندي: المساهمة في ابتكار لتحويل النفايات إلى منتجات ذات قيمة مضافة
ظبية المهندي هي مبتكرة قطرية تبلغ من العمر 34 عاماً، تعمل أستاذة مساعدة في جامعة حمد بن خليفة وجامعة تكساس إي أند إم في قطر. تتركز أبحاثها حول هندسة نُظم العمليات، وتهدف إلى تطوير تقنيات تسهم في تحسين العمليات الصناعية بطريقة مستدامة.
تحويل النفايات إلى منتجات ذات قيمة مضافة
شاركت ظبية في تطوير عملية مبتكرة تُعرف بـ HyPEC، وهي تقنية تركّز على تحويل النفايات مثل مياه الصرف الصحي إلى منتجات ذات قيمة مضافة، أهمها الهيدروجين. تعتمد هذه العملية على نماذج لتحليل تدفقات المواد والطاقة عبر مراحل مختلفة. يتم تصميم هذه النماذج لمعالجة المدخلات (مثل مياه الصرف) وتحليل مخرجاتها (مثل الهيدروجين)، وهي أداة دقيقة لتحديد التفاعلات الكيميائية المثلى وتقليل الفاقد.
طريقة العمل
تبدأ العملية بجمع مياه الصرف الصحي ومعالجتها لتقليل الشوائب. يتم بعد ذلك إدخالها في وحدات معالجة متخصصة تفصل الهيدروجين باستخدام طرق مختلفة مثل التحليل الكهربائي أو التحفيز الكيميائي. يتمثل دور ظبية في نمذجة هذه العمليات لضمان تحسين استهلاك الطاقة وإنتاجية النظام.
هذه التقنية ليست فقط لإنتاج الهيدروجين، بل تستخدم مياه الصرف الصحي لاستخلاص منتجات أخرى قابلة للاستخدام.
التطبيقات العملية
تُطبّق هذه الطريقة بشكلٍ مباشر في مجالات الطاقة النظيفة والصناعات التحويلية:
- إنتاج الهيدروجين: يستخدم كوقود نظيف في السيارات الكهربائية التي تعتمد على خلايا الوقود، وفي الصناعات الثقيلة.
- إدارة الموارد المائية: إعادة استخدام مياه الصرف الصحي وتقليل الضغط على الموارد المائية.
- تقليل انبعاثات الكربون: من خلال تحويل النفايات إلى طاقة أو منتجات مفيدة، تقل انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
الرؤية المستقبلية
تعتبر هذه التكنولوجيا ملائمة لدول مجلس التعاون الخليجي التي تسعى لتطوير تقنيات تدمج بين الاستدامة وكفاءة الطاقة مع الاحتفاظ بقوتها في قطاع الطاقة التقليدي، وتطمح ظبية مع فريقها إلى تطوير هذه التكنولوجيا لتكون قابلة للتطبيق على نطاقٍ واسع في قطاعات مختلفة مثل الصناعة والطاقة والبيئة.
اقرأ أيضاً: فائزون بجائزة «مبتكرون دون 35»: يزن إبراهيم وأسماء جراد وهند محمد وابتكاراتهم في مجال معالجة المياه
عقبة فرقاني: تطوير خوارزمية لتحسين أنظمة الطاقة المتجددة مستوحاة من سلوكيات الثعالب في الطبيعة
عقبة فرقاني هو باحث جزائري يبلغ من العمر 27 عاماً، وهو طالب دكتوراة في جامعة محمد خيضر بسكرة الجزائرية. يتمتّع بموهبة فذة في تطوير الحلول الحسابية المعقدة، جعلت منه واحداً من أبرز المبتكرين الشباب في المنطقة. يتمحور عمله حول الجمع بين الإلهام من الطبيعة والخوارزميات المتقدمة لتطوير تقنيات جديدة تهدف إلى مواجهة التحديات الكبرى.
خوارزمية لتحسين أنظمة الطاقة المتجددة مستوحاة من سلوكيات الثعالب في الطبيعة
استلهم عقبة فرقاني خوارزميته التي أطلق عليها اسم كيتسون أوبتيمايزر (Kitsune Optimizer) من سلوكيات الثعالب في الطبيعة، وخاصة قدرتها الفريدة على التكيُّف في أثناء الصيد لتحقيق التوازن بين الاستكشاف والاستغلال. هذه الخوارزمية تقدّم طريقة مبتكرة وفعّالة لحل مشكلات معقدة في مجالات متنوعة، أبرزها أنظمة الطاقة المتجددة.
طريقة عمل الخوارزمية:
- محاكاة استراتيجيات الصيد لدى الثعالب: تحاكي الخوارزمية سلوك الثعالب التي تُظهر مرونة عالية في التكيُّف مع بيئاتها. يمثّل كل "ثعلب" حلاً محتملاً، ويعدّل حالته بناءً على تفاعلاته مع الحلول الأخرى.
- آليات لتجنب الحلول غير المرضية: تعتمد الخوارزمية على تعديلات مستمرة لتحسين سرعة الوصول إلى الحلول المُثلى وتجنب الحلول غير المرضية.
- التوازن بين الاستكشاف والاستغلال: تُتيح الخوارزمية الجمع بين البحث في مناطق جديدة (الاستكشاف) وتحسين الحلول المكتشفة سابقاً (الاستغلال) لتحقيق أعلى كفاءة ممكنة.
اقرأ أيضاً: فائزون بجائزة مبتكرين دون 35: هديل اعليان وحامد البلوي وولاء خشيم وابتكاراتهم في الهندسة الحيوية
الفائدة العملية
- تحسين أنظمة الطاقة المتجددة: أثبتت الخوارزمية فاعليتها في تحسين أداء أنظمة الطاقة المتجددة وتعزيز كفاءتها الاقتصادية وتقليل التكاليف التشغيلية.
- حل متعدد الاستخدامات: بفضل قدرتها على التعامل مع المشكلات المعقدة ومتعددة الخطوات، تُعد الخوارزمية أداة قابلة للتطبيق في مجموعة واسعة من المجالات.
- تعزيز الابتكار الصناعي: توفر الخوارزمية أساساً قوياً لتطوير تقنيات جديدة تواجه التحديات المعقدة في مجال الصناعة والتكنولوجيا.
التطبيقات العملية
- أنظمة الطاقة المتجددة: استُخدِمت هذه الخوارزمية لتحسين إدارة الموارد في أنظمة الطاقة المتجددة وتقليل تكاليفها التشغيلية، ما يسهم في تحقيق الاستدامة البيئية.
- الروبوتات والتطبيقات الصناعية: يمكن تطبيق هذه التقنية في مجال الروبوتات لتحسين كفاءتها وقدرتها على التكيُّف مع البيئة التي تعمل بها، بالإضافة إلى حلول صناعية أخرى تتطلب تقنيات متقدمة.
إن الخوارزمية التي طوّرها عقبة فرقاني ليست مجرد إنجازٍ تكنولوجي، بل رؤية جديدة للتعامل مع المشكلات المعقدة التي تواجه العالم بأسلوبٍ مستوحى من الطبيعة. تمثّل هذه الخوارزمية إضافة قيمة لعالم التكنولوجيا والابتكار، وتساعد على دفع حدود الكفاءة والتكيف بشكلٍ كبير.
إن إنجازات ظبية المهندي وعقبة فرقاني تُظهر أهمية دعم المبتكرين الشباب وتشجيعهم على تقديم أفكار جريئة وغير تقليدية. من خلال جائزة "مبتكرون دون 35"، يُسلَّط الضوء على هذه الإسهامات الفريدة، بهدف إلهام الجيل القادم من المبدعين للابتكار والمشاركة في تشكيل مستقبل العالم.