من "النانو" إلى "المشتري".. كيف تفوق باحث إيراني عالمياً؟

العالِم الإيراني في جامعة كامبردج الدكتور بابك باخيت، يقود فريقاً أوروبياً ويطلق شريحة "نانو" الكترونية جديدة قادرة على خفض استهلاك الطاقة في أنظمة الذكاء الاصطناعي، ويسهم في مستكشف أقمار المشتري الجليدية (JUICE) التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA).

0:00
  • من
    من "النانو" إلى "المشتري".. كيف تفوق باحث إيراني عالمياً؟ (غرافيك: حسين بلحص)

احتلت الجمهورية الإسلامية في ايران المرتبة الرابعة عالمياً في انتاج العلم في مجال النانو بتدوين 8 آلاف و791 مقالاً علمياً في علوم تكنولوجيا النانو، في حين حلت الصين في المرتبة الأولى حيث قدمت 56,948 بحثاً علمياً في هذا المجال، وتفوقت على أميركا، الدولة الثانية، بأكثر من 31500 بحث.

والمركز الرابع تتشاركه إيران واليابان، وفقاً للتطورات الحديثة ونشاط البحوث، حتى أوائل  عام 2026 الحالي، على الرغم من العقوبات الأميركية والغربية  منذ قيام الثورة، والتي تحوّلت إلى عامل قوة،  وعدوان  الـ 12 يوماً في حزيران/ يونيو 2025، و العدوان الحالي الذي بدأ في شباط/فبراير.

وتشير مراجعة إحصاءات الصادرات لعام 2023  إلى أن حجم صادرات النانو  لم يشهد زيادة فحسب، بل تنوّعت وجهاتها الدولية أيضاً، ما يدل على ترسيخ مكانة في الاقتصاد العالمي القائم على المعرفة.

شريحة "نانو" متطورة

لقد أصبحت صادرات المنتجات التكنولوجية والمعرفية، وخاصةً في مجال النانو، أحد المؤشرات المهمة لقياس التطور العلمي والاقتصادي للدول.

وعام 2025 صمّم باحثون في جامعة كامبريدج، بقيادة الدكتور بابك باخيت، العالم الإيراني، شريحة "نانو" الكترونية جديدة قادرة على خفض استهلاك الطاقة في أنظمة الذكاء الاصطناعي بنسبة تصل إلى 70 %.

و تم تطوير هذه التقنية المبتكرة بالاعتماد على الحوسبة العصبية "النورومورفية"  واستلهام آليات معالجة المعلومات في دماغ الإنسان. 

والحوسبة العصبية "النورومورفية" (Neuromorphic Computing) هي تقنية تحاكي بنية الدماغ البشري وخلاياه العصبية. بدلاً من المعالجة التقليدية، تستخدم هذه الرقائق "مشابك" و"خلايا" إلكترونية تحسن الكفاءة وتقلل استهلاك طاقة الذكاء الاصطناعي بشكل جذري. 


 أجهزة "ميمريستور" مستوحاة من الدماغ 

والدكتور باباك بخيت هو باحث إيراني وعالم مواد متخصص في المواد النانوية والأغشية الرقيقة وأجهزة الذكاء الاصطناعي الموفرة للطاقة.وهو منتسب حالياً إلى معهد طوكيو للعلوم كزميل ما بعد الدكتوراه في  (JSPS Japan Society for the Promotion of Science)

 وهو معروف بتطوير  أجهزة "ميمريستور"  (Memristor devices) مستوحاة من الدماغ يمكنها تقليل استهلاك طاقة الذكاء الاصطناعي بنسبة تصل إلى 70%.

 وبحسب الدكتور باخيت، "يُعدّ الطلب الهائل على الطاقة أحد أكبر التحديات التي تواجه العتاديات المستخدمة حالياً في أنظمة الذكاء الاصطناعي". 

أداء أكثر استقراراً وموثوقية

وتعتمد التكنولوجيا الجديدة على نسخة معدّلة من  "أكسيد الهافنيوم"  لإنشاء "ممريستور" عالي الاستقرار ومنخفض استهلاك الطاقة.

و "الممريستورات"  هي مكوّنات إلكترونية تتصرّف بطريقة مشابهة للروابط بين الخلايا العصبية في الدماغ، إذ يمكنها دمج الذاكرة والمعالجة في نقطة واحدة. ويُعدّ هذا النهج أساس الحوسبة العصبية «النورومورفية»، التي تمتلك قدرة كبيرة على خفض استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ.

  •  عام 2025 صمّم باحثون في جامعة كامبريدج، بقيادة الدكتور بابك باخيت، العالم الإيراني، شريحة
     عام 2025 صمّم باحثون في جامعة كامبريدج، بقيادة الدكتور بابك باخيت، العالم الإيراني، شريحة "نانو" الكترونية جديدة قادرة على خفض استهلاك الطاقة (كامبردج)

وعلى خلاف  الممريستورات التقليدية التي تعتمد على تكوّن خيوط موصلة دقيقة داخل المواد، وهو ما يؤدي إلى سلوك غير قابل للتنبؤ، فإن الجهاز الجديد يتحكّم في الطاقة عبر ضبط "حاجز الطاقة" عند واجهة المواد. وقد أسفر هذا الأسلوب عن أداء أكثر استقراراً وموثوقية، مع استهلاك أقل للطاقة.

 
 
 
 
 
View this post on Instagram
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

A post shared by Sidney Sussex College, University of Cambridge (@sidneysussexcollegecambridge)


 اختبارات الجهاز الفائقة

وتُظهر الاختبارات التي أجريت على الجهاز ما يلي:

– يعمل الجهاز بتيارات أقل بنحو مليون مرة مقارنة بالممريستورات التقليدية.

– يوفّر أكثر من 100 مستوى ثابت من التوصيلية، وهو عنصر أساسي في الحوسبة التناظرية.

– حافظ على استقراره خلال عشرات الآلاف من دورات الاختبار.

– احتفظ بالحالات المبرمجة لمدة تقارب يوماً كاملاً من دون أي تراجع.

– وأظهر أيضاً سلوكيات تعلّمية شبيهة بالدماغ، بما في ذلك «المرونة المعتمدة على توقيت النبضات العصبية".

وتشير هذه النتائج إلى أن الشريحة المطوَّرة يمكن أن تمهّد الطريق لتطوير جيلٍ جديد من عتاديات الذكاء الاصطناعي؛ عتاديات تستهلك طاقة أقل بكثير، وتوفّر تعلّماً أكثر طبيعية وقدرة أعلى على التكيّف. ويمكن لهذا الإنجاز أن يشكّل أساساً لتطوير أنظمة ذكية أخف وزناً، وأقل استهلاكاً للطاقة، وأقرب إلى طريقة عمل دماغ الإنسان.

انجازات هامة لـ  "بخيت"

-باحث في مجال فيزياء المواد (Materials physicist).

-عمل كباحث مشارك في كلية سيدني ساسكس  (Sidney Sussex College) بجامعة كامبريدج.
-يحمل شهادة الدكتوراه من جامعة لينشوبينغ (Linköping University)  في السويد.
-حاصل على منحة "ماري كوري" للزملاء الباحثين (Marie Curie Postdoc Research Fellow)  في الجامعة التقنية في الدنمارك (DTU)  اعتبارًا من شباط/فبراير 2026.
-ساهمت بحوثه في مجالات الطلاءات الواقية  (protective coating)  للبعثات الفضائية لاستكشاف المشتري.

  •  الدكتور بخيت يحمل مسبار الاختبار. المركز: رسم توضيحي فني لـ JUICE في رحلتها نحو كوكب المشتري. اليمين: المجسات وأعقابها بعد طلاءها بأغشية رقيقة كثيفة وناعمة من مادة TiAlN. (كامبردج)
     الدكتور بخيت يحمل مسبار الاختبار. المركز: رسم توضيحي فني لـ JUICE في رحلتها نحو كوكب المشتري. اليمين: المجسات وأعقابها بعد طلاءها بأغشية رقيقة كثيفة وناعمة من مادة TiAlN. (كامبردج)

وهذا البحث الخاص بكوكب المشتري، كان موضوع بحث نشرته مجلة "جامعة كامبردج" عام 2025 قالت فيه:

واجه الباحث الدكتور بخيت  أحد أكثر مشاريعه تحدياً حتى الآن - وهو المساهمة في مهمة مستكشف أقمار المشتري الجليدية (JUICE) التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA).

وهذه المهمة مهمة فضائية تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية تم إطلاقها في 14 نيسان / أبريل 2023، بعد تأجيل إطلاقه بسبب البرق، نحو الأقمار الصناعية الطبيعية لكوكب المشتري بواسطة صاروخ "أريان 5" (VA260). 

 اكتشاف الغلاف الجوي لأقمار المشتري

وكان الدكتور بخيت، في قسم الهندسة، مسؤولاً عن وضع طبقة واقية على أحدث أجهزة الاستشعار التي تشكل أجهزة الراديو وموجات البلازما (RPWI). ,وهو يتكون  من  4 مجسات Langmuir بقطر 10 سم لاستكشاف الغلاف الجوي حول أقمار المشتري الجليدية.

ويتم تركيب كل مسبار عند نهاية أذرع قابلة للنشر يبلغ طولها 3 أمتار، ما يمكنه من الامتداد من جسم المركبة الفضائية.

هذه المجسّات، التي ستحدد خصائص البلازما وتقيس الانبعاثات الراديوية، مصنوعة من سبائك التيتانيوم درجة 5، ولها أشكال كروية، مصممة لتكون مثل قشر البيض، بسمك 400 ميكرومتر. كما توجد عناصر دائرة المقاوم والمكثف داخل المجالات.

  • أحد المجسات الكروية أثناء عملية ترسيب TiAlN، يُظهر تأثير قوس شديد (يظهر على شكل صواعق) نتيجة للشحنات الكهربائية غير المحايدة الموزعة على الكرة (كامبردج)
    أحد المجسات الكروية أثناء عملية ترسيب TiAlN، يُظهر تأثير قوس شديد (يظهر على شكل صواعق) نتيجة للشحنات الكهربائية غير المحايدة الموزعة على الكرة (كامبردج)

وقال الدكتور بخيت: "لجعل مجسات لانجميور حساسة بما يكفي للكشف عن نطاق واسع من الترددات والشحنات الكهربائية (الإلكترونات والأيونات على حد سواء)، كان من الضروري تغليفها بطبقات خاصة".

"في الواقع، يجب أن تكون الطلاءات حساسة للغاية للشحنات الكهربائية وقادرة على البقاء في البيئات القاسية، مثل الطقس القاسي ودرجة الحرارة والإشعاع، خلال هذه المهمة".

  •  الغلاف الجوي حول أقمار المشتري الجليدية.  (oeaw)
    الغلاف الجوي حول أقمار المشتري الجليدية. (oeaw)

وأضاف: "يجب أن تتمتع الطلاءات بأداء كهربائي ممتاز، ومتانة في درجات الحرارة العالية، وخمول كيميائي، وخصائص بصرية، والتصاق، إلى جانب حساسية عالية لتغيرات كثافة البلازما، وخشونة سطح منخفضة للغاية وحساسية للتلوث. يتطلب هذا المزيج من الخصائص أن تكون الطلاءات مصنوعة من مادة معينة ذات تركيب دقيق وبنية نانوية".

اقرأ أيضاً: انجاز طبي إيراني يتفوق على النسخة الأميركية.. كيف؟

 

 

اخترنا لك