كلية العلوم والهندسة بجامعة حمد بن خليفة  تطور تطبيقات وتقنيات رائدة تواكب الجهود الوطنية

تعمل كلية العلوم والهندسة في جامعة حمد بن خليفة على تعزيز الجهود الوطنية والدولية المكثفة لمكافحة آثار كوفيد-19، وتشمل هذه الجهود الأبحاث ذات الصلة. وفي هذا الصدد، يقول الدكتور منير حمدي، العميد المؤسس لكلية العلوم والهندسة: "كانت مهمة كلية العلوم والهندسة دائمًا هي تقديم أفضل تعليم لطلابنا، والبحث عن حلول مبتكرة وعملية تتناسب مع القضايا العالمية، الآن ولسنوات قادمة.

وخلال فترة تفشي الفيروس، قدمنا أكثر من 30 دورة عبر الإنترنت باستخدام أحدث التقنيات المكملة بالأدوات التفاعلية وبيئات التعلم عن بعد، مثل "جوجل كولاب" وقنوات "يوتيوب". وعلى وجه الخصوص، نجح 7 من طلاب الدكتوراه و40 طالب ماجستير في مناقشة أطروحاتهم عبر الإنترنت، ومن المتوقع أن يتخرج هؤلاء الطلاب في الوقت المحدد".

وتابع: "لقد وظفنا أيضًا خبراتنا البحثية للانضمام إلى الجهود التي تسعى لتعزيز الوقاية في دولة قطر ومكافحة فيروس كوفيد-19، وقد تم تكريس أعضاء هيئة التدريس والموارد والجهود من أجل أن نكون جزءًا من الحل لأزمة الفيروس. ونفذنا العديد من الحلول لتتبع وتقييم والوقاية من فيروس كوفيد-19. وعلاوة على ذلك، طبقنا حلولًا متخصصة لقياس الصحة النفسية للأطفال خلال هذه الفترة، بالإضافة إلى توفير منصة افتراضية لبعض أنشطتنا الدينية اليومية ".

تطبيق "إسراء" لاستشعار العواطف من خلال الفن

يستند هذا التطبيق على تقنيات الذكاء الاصطناعي، حيث لوحظ أن جائحة كوفيد-19 قد تؤثر سلبًا على الصحة النفسية للأسر، وخاصة الأطفال. وقد يصعب على الآباء مراقبة الحالة العاطفية لأطفالهم في هذه الأوقات التي تتسم بالغموض. وبالإضافة إلى ذلك، لا توجد العديد من الأدوات المتاحة لمساعدة العائلات على فهم ومراقبة المشاعر الإيجابية أو السلبية لأطفالهم خلال فترة العزل الاجتماعي. 

ومن هذا المنطلق، تعمل كلية العلوم والهندسة في جامعة حمد بن خليفة على تطوير تطبيق متنقل يعتمد على الذكاء الاصطناعي؛ لمساعدة العائلات على مراقبة الحالة العاطفية لأطفالهم من خلال تحليلاته لأعمالهم الفنية. 

ويعمل التطبيق من خلال إنشاء ملف تعريفي للأسرة أو الطفل. ويستطيع أولياء الأمور التقاط الصور الخاصة بأعمال أطفالهم الفنية، ومن ثم تحميلها عبر التطبيق، الذي يقدم بدوره تحليلات عن ما إذا كانت هذه الأعمال تنم عن مشاعر إيجابية أو سلبية. ومع مرور الوقت، يستطيع الآباء الحصول على نصائح لتعزيز الصحة النفسية لأطفالهم عبر التطبيق.

ويقول الدكتور موفق حوسة، الأستاذ المشارك بكلية العلوم والهندسة والمشرف على المشروع، إن "التطبيق يولي اهتمامًا خاصًا برفاه الأسر في دولة قطر، من خلال دمج التقنيات الحديثة التي هي في متناول أيدي الكثير من العائلات، لتعزيز أنماط الحياة الصحية في المنزل."

ومن المتوقع طرح التطبيق من خلال متجر تطبيقات جوجل وشركة آبل خلال الشهر المقبل. ويشمل فريق العمل في المشروع الدكتور زبير شاه، والسيد يونس إيتمو، والدكتور منير حمدي من كلية العلوم والهندسة.

تطبيق لتعزيز السلوكيات الإيجابية في فترة العزل

يعمل هذا التطبيق على جمع البيانات من هاتف المستخدم لتحليل سلوكه. وتتضمن البيانات التي تُجمع سجل المواقع التي قام المستخدم بالذهاب إليها من خلال تقنية "جي بي إس"، والاحتكاك مع أشخاص آخرين عبر بيانات التقارب أو "البلوتوث"، بالإضافة إلى بيانات الحركة. وبعد تحليل هذه البيانات، يتم تزويد المستخدم بمقياس تعرضه للفيروس. بالإضافة إلى ذلك، يقيس التطبيق سلوك المستخدم الحالي مع البيانات السابقة لتقديم الاقتراحات وتعزيز السلوكيات الإيجابية، ويستند التطبيق بشكل أساسي على أفضل الممارسات المعروفة والمقبولة بناءً على المصادر الدولية.

وعن فوائد التطبيق، يقول الدكتور جابريل أوليجري، المشرف على المشروع: "نؤمن أن هذا التطبيق فعال في إحداث التغيير المنشود في سلوك المستخدمين، مع الحفاظ على خصوصياتهم. فهدفنا الأول هو تزويد المستخدم باقتراحات واضحة حول كيفية تعديل سلوكه اليومي للحد من فرص التعرض للفيروس. ولا يتطلب التطبيق مشاركة أي معلومات حساسة مع المستخدمين الآخرين، كما لا يقوم بجمع أي معلومات خاصة بالمستخدم. والأهم من ذلك، لا يحتاج التطبيق التدخل الفعلي من أيٍ من المستخدمين؛ حيث يعمل على إرسال إشعارات مستمرة حول سلوك المستخدم بشكل تلقائي."

وتنبع فكرة التطبيق من عدم إدراك الناس أن أفعالهم يمكن أن تشكل خطرًا على حياتهم والآخرين من حولهم. إن العزلة الذاتية والتباعد الاجتماعي هما مصطلحان شائعان ويتم تطبيقهما من قبل الحكومات؛ ومع ذلك، قد لا يفهم الكثير من الناس أهمية هذه الإجراءات والالتزام بها لتفادي فرص التعرض للفيروس. 

ويقول خبراء كلية العلوم والهندسة إنهم صمموا العناصر الرئيسية للتطبيق، ويعملون حاليًا على النواحي الفنية للإطلاق الفعلي للمشروع. وتعمل الدكتورة مروة قراقع، أستاذ مساعد في كلية العلوم والهندسة، والمهندسة شيماء خليفة على تطوير المشروع.

الأقنعة الذكية لمراقبة الأعراض المحتملة لكوفيد-19

يعتمد هذا المشروع على تقديم نهج مبتكر لقياس معدل التنفس البشري وتتبع العلامات الحيوية من خلال قناع ذكي يمكن للمستخدم ارتداؤه. ويعتمد القناع على تقنيات الاستشعار من خلال رقعة متعددة الحواس، يمكنها في الوقت نفسه الكشف عن معدل تنفس المستخدم، ودرجة الحرارة والرطوبة الخارجية، وضغط الهواء الخارجي. ويتم رصد التغييرات في هذه العوامل للكشف المبكر عن إمكانية الإصابة بفيروس كوفيد-19، وذلك من خلال المراقبة المستمرة لصحة الإنسان. وأما بالنسبة للمواد المستخدمة، فهي تعتمد في الأساس على مكونات نانوية ومواد البوليمر. 

ويقول الدكتور أمين برماق، العميد المشارك في كلية العلوم والهندسة والقائم على المشروع: "ونحن نشهد ظاهرة تفشي فيروس كوفيد-19، تعتبر درجة حرارة الجسم المرتفعة ومعدل التنفس غير المنتظم والسعال الجاف المستمر من الأعراض المبكرة لهذا المرض، وغيره من الأمراض مثل الالتهاب الرئوي. وبالنظر إلى مقدرة الفيروس على الانتشار بشكل سريع، أصبح من المهم تطوير قناع ذكي وفعال ومنخفض التكلفة، يمكنه مراقبة هذه الأعراض المبكرة للمرضى المعزولين أو الذين يحملون المرض بدون علم، وذلك لتأمين مبادئ الصحة العامة."

ويتم تنفيذ المشروع في المختبرات التابعة لكلية العلوم والهندسة في جامعة حمد بن خليفة، كما يحظى الابتكار بدعم الصندوق القطري لرعاية البحث العلمي، واللجنة العليا للمشاريع والإرث، وذلك لإمكانية استخدامه في مراقبة صحة العمال في منطقة الشرق الأوسط.

ولا يزال المشروع الآن قيد التطوير، حيث توصل فريق العمل إلى نتائج أولية مثمرة وواعدة، في حين أن الفريق يعمل حاليًا على إجراء الاختبارات المكثفة لضمان فاعلية هذه التقنية. ومن المتوقع أن توفر هذه التقنية سُبُل المساعدة الإضافية للأشخاص الذين يعانون من الأمراض المزمنة كالربو، أو الأنفلونزا، أو توقف التنفس أثناء النوم.

كلية العلوم الصحية والحيوية بجامعة حمد بن خليفة  تعمل على تطوير حلول دوائية ووقائية لمجابهة كوفيد-19

تعمل كلية العلوم الصحية والحيوية على بحوث الطب الحيوي للمساهمة في الحد من ظاهرة تفشي فيروس كوفيد-19. وفي هذا الصدد، صرح الدكتور إدوارد ستونكيل، العميد المؤسس لكلية العلوم الصحية والحيوية، قائلًا: "إن تسريع نقل وتطبيق البحوث التطبيقية والخبرة لمنظمات المجتمع المحلي والشركاء من القطاعات العامة والخاصة وغير الربحية في الموضوعات ذات الصلة بكوفيد-19 من أولويات كلية العلوم الصحية والحيوية حاليًا. إن الغرض من الكثير من المشاريع التي تعمل عليها الكلية هو معالجة الموضوعات ذات الصلة المباشرة بانتشار الوباء على المستويين الوطني والدولي."

بحوث لتطوير دواء خالٍ من الآثار الجانبية

لمكافحة مظاهر وباء كوفيد-19، يعمل فريق عمل يقوده الدكتور تنوير علام من كلية العلوم والهندسة مع الدكتور نادي الحاج والدكتور جورج نمر من كلية العلوم الصحية والحيوية، على إرساء الأسس لتطوير نوع جديد من الأدوية الخالية من الآثار الجانبية، وينتمي إلى فئة جديدة من الأدوية المكونة من الجزيئات التي يمكن تطبيقها بنجاح لمكافحة هذه الفيروسات. ومن خلال الأبحاث ذات الصلة، يعمل الفريق على تحديد جزيئات معينة قد تستهدف العوامل المشتركة لدى المرضى، ومتابعة أنماط تكاثر المرض؛ للتوصل إلى حل دوائي لمنع انتشار الفيروس في الخلايا البشرية المستضيفة له.

وفي هذا الصدد، صرح الدكتور تنوير علام: "سيساعدنا هذا النهج على تطوير نوع جديد من الأدوية المضادة لفيروس كوفيد-19. ونأمل أن تتحكم الآليات المعنية بشكل فعال في الفيروس، ولكن على عكس الأنواع الأكثر استخدامًا للمركبات المضادة للفيروسات، سيكون لهذا الدواء آثار جانبية ضئيلة."

وأضاف: "لقد أنشأنا مجموعة من الخبراء المحليين والدوليين يمثلون المجتمع الطبي والبحثي القائم على التكنولوجيا. وتشمل هذه المجموعة مساهمة من جامعة حمد بن خليفة في دولة قطر، وجامعة بنغلاديش للهندسة والتكنولوجيا؛ وجامعة واين ستيت في الولايات المتحدة الأمريكية."

ويقول الخبراء إن المشروع لا يزال في مراحله الأولية، ولدى الخبراء نتائج أولية تستند إلى عينات أصلية من مدينة ووهان الصينية، أُودعت في المستودعات العامة، بالإضافة إلى عينات جديدة أخرى من دول أوروبا والولايات المتحدة. ويعمل الفريق على التحقق من نتائجه وتحديثها بناءً على أكثر من 200 عينة جديدة جُمِعت من أجزاء أخرى من العالم. 

ويعمل على المشروع أيضًا الدكتور لينارد ليبوفيتش من جامعة واين ستيت، والدكتور سهيل رحمان من جامعة بنغلاديش للهندسة والتكنولوجيا.

كوفيد-19 والقابلية الوراثية في المجتمعات القطرية

يهدف هذا البحث إلى تحديد الجينات الوراثية المتعلقة بقابلية الإصابة أو المقاومة للعدوى الفيروسية المختلفة في دولة قطر، مع التركيز على فيروس كوفيد-19. وسيحدد المشروع المتغيرات الجينية المرتبطة بـفيروس كوفيد-19 لتوقع شدة الإصابة بالمرض. وسيكون البحث مفيدًا في استهداف الأشخاص المتوقع إصابتهم بأعراض شديدة للمرض، والمساهمة في منع العدوى وتطور المضاعفات الشديدة التي قد تهدد حياة هؤلاء المرضى وتزيد من أعباء المستشفيات.
 
ويقود المشروع الدكتور عمر البغا، أستاذ علم الجينوم والطب الدقيق بكلية العلوم الصحية والحيوية في جامعة حمد بن خليفة، والدكتور هادي ياسين، الأستاذ المشارك في مركز البحوث الحيوية الطبية في جامعة قطر. وصرح الدكتور عمر قائلًا: "من الممكن أن يحقق هذا البحث الاستفادة لقطاع الصحة في دولة قطر، وأفراد المجتمع على نطاق أوسع. ولا يزال البحث في مراحله الأولية، ونحن نعمل بالتنسيق مع "برنامج قطر جينوم" 

وتقوم بتنفيذ المشروع السيدة ماريا سماتي، المرشحة لنيل شهادة الدكتوراه في كلية العلوم الصحية والحيوية، التي تعمل تحت إشراف الأساتذة الوارد ذكرهم. وعلى الصعيد المحلي، تعمل الكلية بالشراكة مع جامعة قطر، و"برنامج قطر جينوم"، و"قطر بيوبنك"، ومؤسسة حمد الطبية. كما يشارك فريق من الخبراء من برنامج "جينوميكس إنجلترا" بالمملكة المتحدة في تنفيذ هذا المشروع البحثي.