في خطوة متقدمة نحو دمج الذكاء الاصطناعي في عالم الهندسة الميكانيكية، حصلت شركة Polaron الناشئة في لندن على تمويل بقيمة 8 ملايين دولار بهدف تطوير ما يُسمى بـ “الطبقة الذكية لعلوم المواد”.

جدول المحتويات

تعمل هذه التقنية على حل أحد أبرز تحديات التصنيع الصناعي، وهو الربط بين كيفية تصنيع المواد وأداء تلك المواد في التطبيقات العملية، خصوصًا في مجالات مثل صناعة السيارات وأنظمة الطاقة.

لماذا هذا مهم صناعيًا؟

🔧 مشكلة جوهرية: الفجوة بين التصنيع وأداء المواد

على مدار أكثر من قرن من الزمان، ركزت الصناعة على أتمتة خطوات التصنيع باستخدام الآلات، بينما ظلت عملية فهم المواد خامدة إلى حد كبير في حيز العمل اليدوي والأدوات المنعزلة. يعتمد المهندسون كثيرًا على التجارب، والقواعد التي يضعونها بأنفسهم، لتحليل كيف تؤثر خيارات التصنيع على أداء المنتج النهائي.

يتعلق التحدي الأساسي بالعلاقة المعروفة في علوم المواد: المعالجة تؤدي إلى تشكيل البنية، والبنية تحدد الأداء. تتكون هذه البنية من تفاصيل معقدة على مستوى الحبيبات، والمسام، والمراحل، والعيوب داخل المادة التي تلعب دورًا حاسمًا في تحديد متانتها، دورة عمرها، ومدى تعرضها للفشل.

والأهم أن هذه البنية ليست مجرد مفهوم نظري، حيث يمكن مراقبتها بوضوح من خلال المجاهر التي تُظهِر بصمة مادية دقيقة تعبّر عن كيفية تصنيع المادة وسلوكها المتوقع أثناء الاستخدام.

نقطة ميكانيكية مهمة

🔥 Polaron: خلق جسر بين الهيكل والمعالجة والطاقة

تتميز تقنية Polaron باستخدام الذكاء الاصطناعي المدرب على صور المجهر الحقيقية وبيانات الأداء المقاسة، ما يجعل الآلات تستوعب الحُبيبات والفسيفساء البنيوية وتربطها مباشرة بكيفية تصرف المادة الميكانيكية.

هذه المنصة توفِّر حلولًا مبتكرة لأتمتة تحليل المواد، حيث تقلل الوقت اللازم لفحص آلاف الساعات من العمل اليدوي إلى دقائق معدودة.

بفضل قدراتها على توليد نماذج ثلاثية الأبعاد من صور ثنائية الأبعاد، وتحديد الخصائص الدقيقة داخل الهياكل الميكروسكوبية، توفر Polaron دقة وفهمًا عميقًا لما لا يمكن ملاحظته بالعين البشرية بسهولة.

خلاصة تقنية

🚗 التطبيقات العملية وتأثيرها في السوق

تم اختبار تكنولوجيا Polaron فعليًا من قبل مهندسين في شركات تصنيع كبرى، من بينها شركات تنتج أكثر من ثلث سيارات الكهرباء عالميًا. جاء من تطبيق المنصة تطوير وتصميم أقطاب بطاريات جديدة أسهمت في زيادة كثافة الطاقة بأكثر من 10٪، رقم مهم جدًا يعكس تقدمًا ملموسًا في قطاع السيارات الكهربائية.

تُعد هذه النتيجة نموذجًا يُبيّن كيف يمكن للاستفادة من الذكاء الصناعي أن تحسّن من خصائص المحركات وأنظمة الطاقة، وهو أمر جوهري في تحسين الأداء الكهربائي والاعتمادية الصناعية.

ما الذي تغيّر هنا؟

🏭 تصميم المواد رقميًا: التحول من التوصيف إلى التوليد

تملك Polaron طبقة تصميم تركز على التصميم التوليدي (generative design)، حيث تستطيع استغلال المعرفة التي جمعتها لفهم تأثير العمليات على البنية والنتائج النهائية للمواد.

هذا النظام لا يكتفي بمجرد التحليل، بل يستعرض مجموعة حلول تصميمية للمواد تعطي مهندسي التصنيع قدرة على اختيار تكوين مادة وأفضل شروط للتصنيع بما يتوافق مع متطلبات الأداء والاعتمادية.

كما يدعم النظام أنواعًا متعددة من المواد الأساسية في الصناعة مثل المعادن والسيراميك والبوليمرات والمواد المركبة، ما يفتح آفاقًا واسعة للتطبيقات المختلفة.

نقطة ميكانيكية مهمة

⚙️ لماذا تمويل بقيمة 8 ملايين دولار؟

قادت جولة التمويل شركة Racine2 بمشاركة شركات استثمار أخرى مثل Speedinvest وFuturepresent، بالإضافة إلى مستثمرين من خبراء الذكاء الصناعي.

يمثل هذا التمويل خطوة أساسية لتعزيز فريق الهندسة في Polaron وتسريع طرح أدوات التصميم التوليدي، بالإضافة إلى تلبية الطلب المتزايد من قطاعات صناعية هامة تشمل السيارات والطاقة.

🔬 دور البحث العلمي وتقاطع الذكاء الاصطناعي مع علوم المواد

يأتي تأسيس Polaron بعد سبع سنوات من البحث في كلية إمبريال لندن، حيث تم تطوير تقنيات تقاطع بين AI وعلوم المواد. هذا البحث أتاح بناء قاعدة معرفية متينة لإحداث نقلة نوعية في فهم المواد وتصنيعها بشكل أكثر دقة وذكاء.

القيادة التقنية للشركة تضم فريقًا من الخبراء بقيادة المدير التنفيذي Isaac Squires والمدير التقني Steve Kench والعالم الرئيس Sam Cooper، الذين يوجهون التقنية نحو تحقيق تحول جذري في الصناعة.

خلاصة تقنية

🚀 التوجهات المستقبلية ودور Polaron في الصناعة الميكانيكية

تمكين المهندسين من اتخاذ قرارات تصميم وتصنيع مواد متقدمة بسرعة ودقة عالية.
تجاوز المعادلات التقليدية والتجارب اليدوية نحو حلول تعتمد على بيانات مجهرية ومعلومات حقيقية.
تعزيز تطوير المحركات والأنظمة الحرارية المعقدة عبر مواد متفوقة الأداء مثل البطاريات والسيارات الكهربائية.
تسريع تحوّل البحث العلمي إلى إنتاج صناعي حقيقي وقابل للتطوير بأقل مخاطرة.
تحسين التكامل بين عمليات الإنتاج والأداء الميكانيكي والحراري للمنتجات.

بفضل هذه التطورات، يُتوقع أن تحقق القطاعات الصناعية مثل السيارات والطاقة والسيراميك تحسّنات نوعية في الكفاءة، والمتانة، واعتمادية المواد المستخدمة، وهو ما ينعكس على تقليل التكاليف وتحسين الأداء البيئي.

🔥 خلاصة تقنية

منذ أكثر من 150 عامًا والشركات تجهز مصانعها باستثمارات ضخمة في السيارات والأنظمة الميكانيكية، لكن Polaron تغير قواعد اللعبة بإدخال “ذكاء المواد” الذي يدمج بين العلوم الدقيقة والذكاء الصناعي لتصميم وتصنيع مواد متطورة بأداء محسّن.

هذه الخطوة تمثل ثورة صناعية جديدة تمنح المهندسين أدوات غير مسبوقة لتحقيق ابتكارات في أنظمة الطاقة، المحركات، والتوربينات، والأنظمة الحرارية والميكانيكية عمومًا، مع ضمان التوافق الصناعي وسرعة التنفيذ على خطوط الإنتاج.