علماء عرب - مجدي بيومي يبتكر أنظمة متقدمة للإستشعار من بُعد

تمتلئ قارة أميركا الشمالية، تحديداً الولايات المتحدة وكندا، بعلماء عرب قدر لهم متابعة دراساتهم العليا في جامعاتها. ونجح هؤلاء وتفوقوا. وتبوأوا أعلى المناصب أكاديمياً وعلمياً. ولمعت اسماؤهم في دوائر الاختراعات والبحوث، كما باتوا مثار فخر واعتزاز لأوطانهم التي هجروها قسراً، لعجزها عن احتضانهم واستغلال ما يختزنون من طاقات وإبداعات. وظلّ هؤلاء العلماء على تواصل مع المراكز العلمية في أوطانهم الأم، يمدونها بما انجزوه في العلوم والتكنولوجيا. تلك هي سمات ما يُسمى «الجيل الأول» من علماء العرب في الغرب. وينتمي العالِم المصري مجدي بيومي إلى ذلك الجيل. نال شهادتي البكالوريوس والماجستير في الهندسة الكهربائية والاتصالات من جامعة القاهرة. وفي عام 1979، تلقى منحة دراسية للتخصّص فى جامعة «واشنطن - سانت لويس» التي تعتبر من اشهر الجامعات عالمياً في علوم الهندسة.
وهناك، حاز على شهادة الماجستير في هندسة الكومبيوتر. وأولى بيومي اهتماماً شديداً ببرامج الكومبيوتر. ثم انتقل إلى كندا. وحاز على شهادة الدكتوراه في الهندسة الكهربائية من جامعة وندسور في عام 1984. وفي السنة التالية، عاد إلى أميركا. وعُيّن مديراً ل «مركز الدراسات المتقدمة في علوم الكومبيوتر». ثم ترأس قسم علوم الحاسوب الآلي في جامعة لويزيانا. وما زال يشغل هذه المناصب جميعها، حتى الآن.
الاستشعار الالكتروني لاسلكياً
في حوار مع «الحياة»، أوضح بيومي أن بحوثه تتمحور حول ما يسميه «تصميم الدوائر الإلكترونية المتكاملة» التي تستخدم في أغراض علمية متنوّعة، مثل «شبكات الاستشعار اللاسلكيه» (Wireless Sensing Networks) التي تستعمل في عمليات البحث والإنقاذ في حالات الكوارث الطبيعية كالزلازل والعواصف والحرائق وغيرها. ويبيّن بيومي ان تلك الشبكات تستعمل أيضاً في مراقبة الجسور والانفاق، كي توجّه إنذارات إلى الموجودين فيها قبل وقوع الكارثة. ويُستخدم نوع معين من أدوات الاستشعار الالكتروني في تحديد كثير من الاهداف ومراقبتها، مثل مراقبة مسار قطعان الحيوانات، ورصد الامراض التي تفتك بها مثل جنون البقر. وتستعمل تلك المستشعرات عينها في معالجة الإشارات وبث الصور وأشرطة الفيديو عبر مسافات شاسعة، مع الاحتفاظ بما تحتويه من معلومات، إضافة الى الحفاظ على جودتها. ويمكن استعمالها في المستشفيات، لبث صور الاشعة أو الصور الصوتية وسواهما.
وكذلك أوضح بيومي ان شبكات الاستشعار اللاسلكية تستعمل أيضاً في البحث عن حقول البترول والغاز الطبيعي، المتجمعة على اعماق كبيرة، مع إمكان تقدير كميّاتها وجودتها، ما يقلل من تكاليف الحفر وهدر الوقت. وأكّد أن هذه الشبكات ساهمت في انتشار الحواسيب الرقمية والشبكات الالكترونية، واندماجهما في أنشطة الحياة اليومية. وقال: «هذه المنظومه تعتمد على «فن التكامل» بين أجهزة الاستشعار اللاسلكية وشبكاتها من جهة، والكومبيوتر وشبكات الخليوي من جهة أخرى. ويظهر أثر ذلك التكامل في درجة التقدّم الذي أعطته تلك الشبكات للأعمال، الترفيه، الصناعة، الأمن، الرعاية الصحية، الأعمال العسكرية، إدارة نُظُم الطاقة، تجهيز البيانات، وإجراء الاتصالات بكلفة منخفضة وجودة عالية». وأضاف: «يكمن التحدي تكنولوجياً في تصميم الشبكات وأجهزة الاستشعار اللاسلكية ودمجها، عبر تطبيق «فن التكامل» بدقة».
برع بيومي في تصميم الدوائر الالكترونية المصنوعة من مادة السيلكون (تُشتق من الرمل) التي تدخل في تركيب عدد من الأجهزة الرقمية المحمولة، مثل مُشغّل الموسيقى «أي بود» iPod. كما صمّم أجهزة إلكترونية دقيقة تستعمل في الهاتف النقال والكومبيوتر، كي تخفض من استهلاك الطاقة الكهربائية.
وأوضح بيومي ان اختراعه الاهم يتمثّل في تصميم دوائر متكاملة توضع على الرقاقة الالكترونية، من النوع الذي يستطيع التعلّم واتخاذ القرار. ويُسمى ذلك «أون شيب ليرننغ» On – Chip Learning. وتجعل هذه الدوائر الكومبيوتر يعمل مثل مخ الانسان، مع قدرة فائقة على التعلّم. كما يندرج هذا العمل تحت عنوان الذكاء الإصطناعي Artificial Intelligence وهو من المجالات المستقبلية في علوم الالكترونيات الدقيقة. وأنجز بيومي كثيراً من اختراعاته، إضافة الى بحوث عن الشبكات الالكترونية العصبية، قبل عام 1996.
عيّن بيومي في لجان علمية متخصصة، مثل «لجنة مستقبل الطاقة النظيفة» في ولاية لويزيانا، و «لجنة وزارة التعليم في أميركا» التي تشرف على وسائل التعليم باستعمال التكنولوجيا المتطورة لذوي الحاجات الخاصة من المعوّقين جسدياً وعقلياً، و «لجنة وضع السياسات التعليمية العامة في أميركا» التي تعالج أسباب النقص في المهندسين وعلماء الكومبيوتر في ظل المنافسة الشديدة التي تواجهها الولايات المتحدة من الهند والصين. وكذلك عُيّن عضواً في «لجنة التكنولوجيا» فى لافايت (ولاية لويزيانا) التي تهدف إلى جذب الصناعات المتقدمه والحديثه والاستثمارات إلى لافايت. ومثّل بيومي بلدة لافايت في وفود قصدت فنلندا وباريس وكندا. وعمل كاتباً ومحرراً متطوعاً في مواضيع التكنولوجيا في الجريدة اليومية للافايت لخمس سنوات. وحاز عضوية في «لجنة المشاريع العالمية» التي تعمل على دراسة مستقبل تبادل المعلومات والصور والفيديو، ولجان الخدمات الجامعية التي تهتم بتقويم الدراسات العليا وطُرُق التعليم الحديثة في دول مثل المكسيك وتايلاند ودولة الامارات العربية المتحدة.
وفي سياق متصل، نال بيومي درجة الزمالة من «المؤسسه العالمية لمهندسي الكهرباء والالكترونيات» (1999) التي منحته جائزة في التعليم. وأخيراً، نال جائزة رفيعة المستوى لنشاطه المميّز في «المؤسسة العالمية»، إضافة الى جوائز تقديرية اخرى. وترأس مؤتمرات عالمية فى مجال الكومبيوتر والالكترونيات. وكُرّم في جامعة حيدر أباد المتقدمة في تكنولوجيا الالكترونيات، في لمحة نادرة تضمّنت اطلاق اسمه على معمل تصميم الدوائر المتكامله في هذه الجامعة.
تخرج على يدي بيومي حوالى 40 طالب دكتوراه واكثر من 200 طالب ماجستير. وتميز بغزارة انتاجه علمياً وتكنولوجياً، إذ قدّم أكثر من 300 ورقة علمية لدوائر البحوث والجامعات والمؤتمرات العالمية حول انظمة الاستشعار من بعد وعلوم الكومبيوتر والالكترونيات الدقيقة. كما نشر خمسة كتب عن المواضيع عينها.
تعاون عربي محدود
وأوضح بيومي أنه يحاول باستمرار إرساء نوع من التعاون علمياً وتكنولوجياً بين أميركا وبعض البلدان العربية، مثل التعاون بين «المؤسسة القومية الأميركية للعلوم» مع دائرة البحوث الالكترونية في مصر، في مجال أنظمة الاستشعار من بُعد، الذي يؤمل تطوره ليصبح شبكة أميركية - مصرية.
وأعرب عن اعتقاده بأن «مصر لديها كوادر بشرية علمية ممتازة ولكن ينقصها وضع التصاميم لمشاريع واعدة، وتحديد المهمات العلمية، ما يضعف من قدرتها على التنافس مع الدول المتقدمة». وهو ساهم في تقديم بعض الخدمات والخبرات الجامعية المتعلقة بأساليب التعليم الحديثة، في دولة الامارات العربية المتحدة والمملكة العربية السعودية وقطر.
وعلّق بيومي على مكانة العلماء العرب في أميركا قائلاً: «يجد كل عربي طموح مجالاً للنجاح والتفوق والوصول إلى أعلى المراكز أكاديمياً وعلمياً، اذا أثبت وجوده وتفوّق على منافسيه... أرى ان على الراغبين في التخصّص في أميركا ان يُقبلوا على جامعاتها بعقل مفتوح وان يتفاعلوا ايجابياً مع المجتمع الأميركي، من دون أن يغفلوا أهمية التواصل مع أوطانهم الأم».