طور باحثون في الولايات المتحدة نموذجًا للذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد الشبكات الكهربائية على منع انقطاع التيار الكهربائي عن طريق إعادة توجيه الطاقة تلقائيًا في أجزاء من الثانية.
وأظهرت نتائج البحث التي نشرت يوم الاثنين في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز أن النظام الجديد يكتشف المشاكل في شبكة الكهرباء ويصلحها تلقائيا دون تدخل بشري.
وتعاون الباحثون في جامعة تكساس في دالاس مع مهندسين في جامعة بوفالو في نيويورك لتطوير النظام، بتمويل من مختبر أبحاث البحرية الأمريكية والمؤسسة الوطنية للعلوم.
الشبكة الكهربائية في أمريكا الشمالية هي شبكة واسعة ومعقدة من خطوط النقل والتوزيع، ومرافق التوليد والمحولات التي توزع الكهرباء من مصادر الطاقة إلى المستهلكين.
وتعد التقنية الجديدة مثالاً على تقنية “الشبكة ذاتية الشفاء” التي تستخدم الذكاء الاصطناعي للكشف عن المشكلات وإصلاحها مثل الانقطاعات تلقائيًا وبدون تدخل بشري عندما تحدث مشاكل مثل تلف خطوط الكهرباء بسبب العواصف، وفقًا للفريق.
وباستخدام سيناريوهات مختلفة في شبكة اختبار، أظهر الباحثون أن النموذج المطور يمكنه تحديد مسارات بديلة تلقائيًا لنقل الكهرباء إلى المستخدمين قبل حدوث انقطاع.
ويتميز الذكاء الاصطناعي بسرعته، حيث يستطيع النظام إعادة توجيه تدفق الكهرباء تلقائيا خلال ميكروثانية، في حين أن العمليات الحالية التي يتحكم فيها الإنسان لتحديد المسارات البديلة يمكن أن تستغرق من دقائق إلى ساعات.
استخدم الفريق التكنولوجيا التي تطبق التعلم الآلي (فرع من الذكاء الاصطناعي الذي يسمح للأنظمة بالتعلم من البيانات) على الرسوم البيانية لوصف العلاقات المعقدة بين الكيانات التي تشكل شبكة توزيع الكهرباء.
يتضمن التعلم الآلي باستخدام الرسوم البيانية وصف طوبولوجيا الشبكة، وهي الطريقة التي يتم بها ترتيب المكونات المختلفة فيما يتعلق ببعضها البعض وكيفية انتقال الكهرباء عبر النظام.
قد تلعب طوبولوجيا الشبكة أيضًا دورًا حاسمًا في تطبيق الذكاء الاصطناعي لحل المشكلات في الأنظمة المعقدة الأخرى، مثل البنية التحتية الحيوية والأنظمة البيئية.
ويعتمد منهج الباحثين على التعلم المعزز الذي يتخذ أفضل القرارات لتحقيق النتائج المثلى. في حالة انقطاع الكهرباء بسبب أعطال في الخطوط، يكون النظام قادرًا على استخدام المفاتيح وسحب الكهرباء من المصادر المتاحة في المنطقة المجاورة، مثل الألواح الشمسية الكبيرة أو البطاريات في الحرم الجامعي أو المؤسسة التجارية، حيث يمكن الاستفادة من تلك المولدات توصيل الكهرباء لمنطقة معينة.
ويهدف النظام في المقام الأول إلى إيجاد المسار الأمثل لإرسال الكهرباء إلى أكبر عدد ممكن من المستخدمين في أسرع وقت ممكن، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث قبل تنفيذ هذا النظام فعليًا، وفقًا للفريق. وبعد التركيز على منع الانقطاعات، يهدف الباحثون إلى تطوير تقنية مماثلة لإصلاح الشبكة واستعادتها بعد حدوث الانقطاع. (الشرق الأوسط)