طريقة مدعومة بالذكاء الاصطناعي تعزز اكتشاف الحياة على كواكب أخرى

في خطوة كبيرة نحو علم الأحياء الفلكي، قدم فريق من الباحثين تقنية مبتكرة تستخدم الذكاء الاصطناعي (AI) للتمييز بين ما إذا كانت العينة من جرم سماوي آخر بيولوجية أم غير بيولوجية، بمعدل دقة مذهل يبلغ 90%.

بتوجيه من البروفيسور روبرت هازن من المختبر الجيوفيزيائي في مؤسسة كارنيجي وجامعة جورج ماسون، يحمل هذا التطور الرائد إمكانية إعادة تشكيل البحث عن الحياة خارج كوكب الأرض.

تبتعد هذه الطريقة الجديدة عن الممارسة التقليدية لتحديد جزيئات محددة داخل العينة. بدلاً من ذلك، تستغل القدرة الرائعة للذكاء الاصطناعي على التمييز بين الفروق الدقيقة في الأنماط الجزيئية. يتيح هذا النهج للعلماء التمييز بين العينات الحية وغير الحية، مما يدفع أبحاث علم الأحياء الفلكية قدماً بشكل كبير.

إمكانات في البعثات الفضائية غير المأهولة

واحدة من أكثر الجوانب الواعدة لهذا الاختراق هي قدرتها على تزويد المركبات الفضائية غير المأهولة بأجهزة استشعار ذكية، مما يمكنها من البحث بنشاط عن علامات الحياة على الأجرام السماوية البعيدة. يوضح البروفيسور هازن: "هذا يفتح الطريق لاستخدام أجهزة استشعار ذكية على المركبات الفضائية الروبوتية، والمركبات الهابطة، والمركبات الجوالة للبحث عن علامات الحياة قبل عودة العينات إلى الأرض." يمكن أن يوفر دمج الذكاء الاصطناعي في هذه البعثات رؤى غير مسبوقة حول وجود الحياة خارج كوكبنا.

إلى جانب تطبيقاتها في الكون، يمكن لهذه الطريقة المبتكرة أن تلقي الضوء على الألغاز المحيطة بالصخور الأرضية القديمة. بالإضافة إلى ذلك، قد توفر رؤى جديدة حول العينات التي تم جمعها سابقاً بواسطة أداة تحليل العينات على المريخ (SAM) التابعة لمسبار كيوريوسيتي التابع لناسا. 

يقترح المؤلف الرئيسي جيم كليفس من مختبر الأرض والكواكب في مؤسسة كارنيجي للعلوم: "سنحتاج إلى تكييف منهجيتنا لتتوافق مع بروتوكولات SAM، ولكن هناك احتمال أننا نمتلك بالفعل بيانات لتحديد وجود جزيئات من غلاف حيوي مريخي عضوي." هذا الاحتمال المثير يمكن أن يحول فهمنا للكوكب الأحمر وإمكاناته لاستضافة الحياة.

القدرة التمييزية للذكاء الاصطناعي

على عكس المنهجيات التقليدية، لا تعتمد هذه الطريقة على تحديد جزيئات أو مركبات محددة. بدلاً من ذلك، تعتمد على قدرة الذكاء الاصطناعي على التمييز بين العينات الحيوية وغير الحيوية. استخدم فريق البحث تقنيات مختبرة من ناسا لفحص 134 عينة متنوعة غنية بالكربون، بما في ذلك الخلايا الحية، والعينات المتدهورة بالعمر، والوقود الأحفوري المعالج جيولوجياً، والمذنبات الغنية بالكربون، والمركبات العضوية المصنوعة في المختبر. من بين هذه العينات، كانت 59 مصدرها بيولوجي (حيوي)، بما في ذلك حبة أرز، وشعر بشري، ونفط خام. في حين أن 75 مصدرها غير بيولوجي (غير حيوي)، مثل المركبات المصنوعة في المختبر مثل الأحماض الأمينية وعينات من المذنبات الغنية بالكربون.

إتقان تعلم الآلة

باستخدام مجموعة من طرق تعلم الآلة، صاغ فريق البحث نموذجاً بقدرة مذهلة على التنبؤ بما إذا كانت العينة غير حيوية أو حيوية بدقة استثنائية، تتراوح حول 90%. والأكثر دهشة هو قدرة الطريقة على الكشف عن آثار الحياة في العينات التي تعرضت لتحلل وتغيير كبير على مدى مئات الملايين من السنين.

يؤكد الدكتور هازن على إمكانية الطريقة في تحديد أشكال الحياة المختلفة تماماً عن تلك الموجودة على الأرض. "تشير هذه النتائج إلى أننا قد نكون قادرين على اكتشاف شكل حياة من كوكب آخر أو غلاف حيوي، حتى لو اختلف بشكل كبير عن الحياة التي نعرفها على الأرض،" يؤكد. تثير هذه القدرة احتمال اكتشاف كيمياء حيوية بديلة، متجاوزة حدود علامات الحياة المرتبطة بالأرض مثل الحمض النووي والأحماض الأمينية.

السعي وراء الحياة خارج كوكب الأرض

يظل السعي وراء الحياة خارج كوكب الأرض واحدة من أكثر الرحلات إثارة في العلوم الحديثة. تقربنا هذه الطريقة الجديدة من حل السؤال القديم: هل نحن السكان الوحيدون في الكون؟ كما يؤكد جيم كليفس: "يظل السعي وراء الحياة خارج كوكب الأرض واحدة من أكثر الجهود إثارة في العلوم الحديثة." مع الذكاء الاصطناعي كأداة قيمة للاستكشاف، فإن إمكانية إجراء اكتشافات عميقة على أجرام سماوية أخرى أكثر إغراءً من أي وقت مضى.

تمثل الطريقة التي قدمها البروفيسور هازن وفريقه تحولاً نموذجياً في علم الأحياء الفلكي. قدرتها على التمييز بين العينات الحيوية وغير الحيوية بدقة كبيرة تضخم قدرتنا على استكشاف الكواكب البعيدة وتوسع فهمنا لإمكانات الحياة خارج الأرض. سواء كان ذلك في فك أسرار الصخور الأرضية القديمة على كوكبنا أو البحث عن كيمياء حيوية بديلة على أجرام سماوية بعيدة، تقدم هذه الطريقة المدعومة بالذكاء الاصطناعي أملاً لأولئك الذين يتطلعون إلى كشف ألغاز الحياة خارج كوكبنا.