KAUST IMPACT
Fall 2020
Saudi G20/S20 Pages 5-8
Boosting Agriculture Pages 9-12
Circular Carbon Pages 31-40
21 SECTION
From the President Dr. Tony F. Chan, President of KAUST
Welcome to the second edition of KAUST Impact, which celebrates some
science academies. The contributions of KAUST faculty, researchers and
of the latest fruits of KAUST research and education to translate to society,
students featured prominently in the deliberations that yielded the S20
government and industry. The COVID-19 pandemic provided visibility to a
Communiqué, advising the G20 on policies to enable a systemic view of
key feature of research universities that often goes unseen outside of crises:
the interconnected issues of health, environment, economy and technology.
the ability to pivot rapidly and redeploy expertise and facilities. KAUST’s
Since arriving at KAUST, I added a Digital pillar and launched artificial
adaptive response was almost immediate. Many faculty, researchers and
intelligence and cybersecurity initiatives under it, and I am delighted the
Core Lab staff members refocused their efforts to understanding the virus
S20 Communiqué reinforces their importance.
and mitigating its spread. We leveraged competencies to focus on rapid diagnostic platforms, genomic analysis of the virus and bioinformatic
At the other end of the age spectrum is our curated talent pipeline. A record
tools to help track the spread of the disease, as well as tests, reagents and
three Saudi undergraduates have been awarded the prestigious Rhodes
medical equipment for deployment – working with the Saudi Center for
scholarship to pursue post-graduate study at Oxford University – all of whom
Disease Prevention and Control and the Ministry of Health. Through these
are alumni of one or more of KAUST’s leading Young Talent Development
efforts, KAUST demonstrated the functionality of a national laboratory to
programs. As one of the most renowned and competitive scholarships, the
the Kingdom.
Rhodes Trust selects just 100 international recipients annually, identifying “young leaders of outstanding intellect and character who are motivated to
2020 was also a year in which KAUST provided the intellectual resources
engage with global challenges, committed to the service of others and show
expected of a national academy to support the Kingdom’s presidency of
promise of becoming value-driven, principled leaders for the world’s future”.
the G20. KAUST was a major contributor to multiple working groups and
This represents not only an impressive achievement for these students, but
task forces on energy, environment and the digital economy. The final
also a confirmation of the vast opportunities our rapidly expanding educa-
G20 Leader’s Declaration featured two recommendations to which many
tion ecosystem has afforded and that KAUST champions by fostering the
KAUST faculty contributed and in which KAUST will feature prominently:
next generation of scientists, thought leaders, innovators and entrepreneurs.
the Global Coral Reef R&D Accelerator Platform, for which KAUST is the
Don’t miss this story or other gems in this latest edition of KAUST Impact.
central node, and the circular carbon economy (CCE) concept, in which KAUST has been active since an on-campus G20 workshop in 2019. KAUST’s
We are living through a period that requires continuous adaptation. KAUST
own Circular Carbon Initiative has been launched to accelerate the CCE
and its graduates can meet the challenge. Each semester’s progress sets
(see the Special Section herein). KAUST was also the lead organization
a higher standard for the next. We look forward to applying the resilience
and host to the Science20 (S20) forum representing all G20 national
of 2020 to the opportunities of 2021 with you.
President Tony Chan
CONTENTS
21 Protecting Data Privacy in the Age of AI 22 Exploring the Unexplored: The Depths of the Red Sea 23 Expanding the Kingdom’s Entrepreneurial Ecosystem 24 Neutralizing COVID-19 in Transmission Hotspots
3 KAUST in the News 4 A Saudi First: Three Rhodes Scholars
Saudi G20/S20 5 KAUST Supports Saudi Arabia’s Presidency of the G20 and is Lead Organization for the S20 7 Securing a Future for the World’s Coral Reefs
Training and Talent
Boosting Agriculture
25 Pushing the Boundaries of Innovative Education 27 Winning Awards and Challenging Expectations 28 Establishing KAUST as a Global Center of Research Excellence 29 Inspiring Arab Youth to Become the Next Generation of Scientists 30 Showcasing the Kingdom’s Start-up Potential on the Global Stage
9 Growing Rice in the Desert 11 Revolutionizing Agriculture in the Kingdom 12 Ensuring Food Security for Vulnerable Populations
COVID-19 Response
Circular Carbon
13 Delivering Simple, Fast and Accurate COVID-19 Diagnostic Solutions 15 Lending Skills and Expertise to the Fight Against COVID-19
31 33 35 37 39
Impactful Research 17 Translating Research from Bench to Bedside 19 Saving Lives Through Efficient Allocation of Donor Organs 20 Pioneering Underwater Communications Technology
Credits EDITOR-IN-CHIEF David Keyes Senior Associate to the President for Strategic Partnerships and Global Branding EDITORIAL BOARD Najah Ashry Senior Associate to the President and Vice President for Strategic National Advancement Donal Bradley Vice President for Research
SECTION 23
Introduction KAUST Circular Carbon Initiative Carbon Capture, Utilization and Storage The Future of Fuel Transforming Petroleum
41 KAUST Statistics 43 Social Responsibility and COVID-19
Readers are welcome to provide feedback on KAUST Impact at kaustimpact@kaust.edu.sa Kevin Cullen Vice President for Innovation and Economic Development Yves Gnanou Vice President for Academic Affairs MANAGING EDITORS Nicholas Demille Senior Advisor for Corporate Communications Mark Mulqueen Director for Global Branding and Communications
Cover image of the novel SARS-CoV-2 virus courtesy of Ivan Viola of KAUST and Nanographics
34 SECTION
KAUST
in the news
KAUST research featured in the following news outlets worldwide in the second half of 2020
4
A SAUDI FIRST: THREE RHODES SCHOLARS KAUST’s Strategic National Advancement Young Talent programs prime the 2020 class Three Saudi undergraduates have been awarded the prestigious Rhodes scholarship to pursue postgraduate study at the University of Oxford in fall 2021, all of whom are alumni of at least one of KAUST’s leading Young Talent Development programs. As one of the world’s most renowned and competitive scholarships, the Rhodes Trust selects just 100 international recipients annually, identifying “young leaders of outstanding intellect and character who are motivated to engage with global challenges, committed to the service of others and show promise of becoming value-driven, principled leaders for the world’s future”. 2021 also marks the first year in which three Saudi citizens were awarded scholarships within one cohort: this represents not only a truly impressive achievement for these students as individuals, but also a confirmation of the
vast opportunities that the Kingdom’s rapidly expanding educational ecosystem has afforded – and that KAUST fosters everyday. Under the leadership of Dr. Najah Ashry, KAUST’s office of Strategic National Advancement (SNA) reflects the belief that a nation can best transform when its citizenry is prepared, confident and capable of driving that change. This commitment forms the foundation of SNA programs, which are holistically designed to support the long-term academic, professional and personal journeys of the next generation of Saudi thought leaders, innovators and entrepreneurs. Programs include the KAUST Gifted Student Program (KGSP), a US-based undergraduate scholarship supporting the Kingdom’s most talented youth as they earn STEM-based Bachelor’s degrees at premier US universities, and the Saudi Research Science Institute (SRSI), an eight-week summer residential program on the KAUST campus for the country’s top-performing 11th graders.
Ghadah Mohammed T. Al Shalan, Massachusetts Institute of Technology (2021, expected) Ghadah has participated in multiple youth development programs sponsored by KAUST’s office of SNA. These have ranged from campus Olympiad Training Institutes (later being awarded the International Physics Olympiad bronze medal as the first female Saudi recipient), to the SRSI in 2016 where she researched solar cells under the mentorship of KAUST Professor Dr. Omar Abelsaboor. Ghadah went on to join the KGSP in fall 2017 as a freshman Physics major at the Massachusetts Institute of Technology (MIT). As a KGSP student, Ghadah has demonstrated both academic excellence as well as pre-professional acumen, engaging in research internships both at MIT and internationally, serving as president of the MIT Arab Student Organization and aiding as a teaching assistant in the MIT Physics Department.
DR. NAJAH ASHRY Senior Associate to the President and Vice President for Strategic National Advancement
Omar Mohammed H. Alshangiti, University of Illinois, Urbana-Champaign (2021, expected) Omar completed a KGSP Foundation Year at the University of Washington, during which time he gained admission to the University of Illinois, Urbana-Champaign to major in Chemistry and Materials Science and Engineering. Omar has enhanced his stellar undergraduate performance through enrichment opportunities facilitated by his participation in the KGSP, including an internship in Reservoir Engineering Technology with Aramco Americas in Boston, Massachusetts, as well as a competitive Research Experience for Undergraduates with the Center for Extreme Events Research at the University of California, San Diego.
INSTITUTE FOR INTERNATIONAL EDUCATION “All your scholars shined. I am so proud of what you are achieving and for so
Mneera Abdullah Saud, Brown University (2020)
many.” Alan Goodman, President of
Mneera completed a Foundation Year at the University of Pennsylvania through the KGSP in 2015/16. She subsequently went on to graduate with a Bachelor’s degree in Computer Science from Brown University in 2020.
the Institute for International Education
5 SAUDI G20/S20
KAUST SUPPORTS SAUDI ARABIA AND IS LEAD ORGANIZATION
Leading the world’s scientific communities and advancing global policy In September 2020, KAUST hosted scientific communities from the world’s largest economies to propose science-driven solutions to the most pressing challenges. Placing the university firmly on the map, the high-profile Science 20 (S20) meetings of major nations provided KAUST with a unique opportunity to publicize its research and showcase its talents among global peers. This year the S20 was led by KAUST under the chairmanship of Dr. Anas Alfaris of the King Abdulaziz City for Science and Technology. The S20 is one of the official G20 engagement groups. Its purpose is to develop specific recommendations and implementable actions for policymakers of the G20, the world’s largest economies. The theme of this edition was “Foresight: Science for Navigating Critical Transitions”, with major sub-themes including the future of health, the circular economy, the digital revolution and connecting the dots. The S20 is composed of task forces that formulate detailed policy papers. These proposals form the basis of the S20 Communiqué that is officially presented to the G20 leaders for consideration. The S20 Communiqué comprises a list of consensus-based recommendations from the national science academy of each G20 member state.
This year’s S20 Summit was a virtual event, hosted by KAUST in September. S20 discussions and task force meetings were held throughout 2020. During virtual S20 international workshops, KAUST President Dr. Tony Chan emphasised the importance of education to ensure that the promise of future technology is fulfilled, as is global collaboration and science’s accountability to society. The Leaders’ Summit of the G20 was held in November 2020 in Riyadh as a virtual gathering among world leaders. Two major recommendations pioneered by Saudi Arabia, with the support of KAUST researchers, were included in the final G20 Communiqué. These included the launch of a global coral reef protection initiative and the endorsement of a new paradigm for managing global carbon emissions, known as the circular carbon economy (CCE). Recognising the need to conserve marine environments, the G20 launched the Global Coral Reef R&D Accelerator Platform to conserve and aid recovery of coral reefs globally. The initiative includes a commitment to increase global coral reef recovery by 10%, and KAUST will be the central node for the undertaking.
SAUDI G20/S20 6
’S PRESIDENCY OF THE G20 FOR THE S20
G20 leaders also endorsed the CCE platform, which was led by Minister of Energy Prince Abdulaziz bin Salman Al Saud and supported by a decade of CCE-related research at KAUST. As described in the Leaders’ Declaration, the CCE is a voluntary, holistic, integrated, inclusive, pragmatic and complementary approach to promote economic growth, while enhancing environmental stewardship through managing emissions in all sectors, including energy, industry, mobility and food. The approach takes into account national circumstances when recognising the urgent need to act on climate change as the world population continues to grow and emissions rise. Adopting an economic model that reduces greenhouse gas emissions in the atmosphere, while supporting economic growth and sustainable development, has become more imperative than ever, and the G20 will need to be at the forefront of this process. In December 2020, KAUST launched its own Circular Carbon Initiative to support efforts to create a national platform that promotes, adopts and rapidly deploys CCE technological solutions (see Special Section). Saudi Arabia’s 2020 presidency of the G20 marks the first time the summit was held in the Middle East. Gathering the leaders of the world’s largest economies is one of the most important forums for international economic cooperation. G20 members represent ap-
proximately 80% of the world’s GDP, 80% of international trade and two-thirds of the world’s population. Saudi Arabia set the overarching theme of “Realizing Opportunities of the 21st Century for All”, with key focus areas including women and youth empowerment, energy and climate change, and food and water security. Established in 2017, the S20 is one of the newest engagement groups of the G20. It supports the G20 by fostering official dialogue with the scientific community and is normally led by the national science academy of the host country.
MINISTRY OF ENERGY “KAUST plays a critical role in the Kingdom’s CCE framework, supporting the efforts across applications, metrics, sustainability and international engagement.” Yehia Khoja, Advisor to the Minister of Energy
7 SAUDI G20/S20
SECURING A FUTURE FOR THE WORLD’S CORAL REEFS
The G20 launches a KAUST-inspired coral reef protection initiative
CARLOS DUARTE Distinguished Professor of Marine Science and Tarek Ahmed Juffali Research Chair in Red Sea Ecology
THE KINGDOM OF SAUDI ARABIA IS COMMITTED TO THE CONSERVATION OF CORAL REEFS AND LEARNING FROM THE RESILIENCE OF CORAL IN THE RED SEA TO BE ABLE TO SHARE WHAT WE KNOW WITH THE REST OF THE WORLD – BUT WE CAN’T DO THAT ALONE.
Coral reef protection has secured a leading position as one of the final policy recommendations in the G20 Communiqué for 2020. As a result, a new global coral reef protection initiative will now be launched under the leadership of Saudi Arabia, with the support and cooperation of G20 nations. KAUST has been chosen as the central node for the new initiative, leveraging the university’s cutting-edge infrastructure, expertise in coral reefs and access to nearby coral ecosystems. At the November 2020 G20 Leaders’ Summit in Riyadh, the world’s largest economies committed to increasing coral reef recovery and conserving vulnerable marine habitats through the launch of the Global Coral Reef R&D Accelerator Platform. The platform is designed to accelerate international research and development in improving the survival, conservation, resilience, adaptation and restoration of coral reefs. The new partnership will help to ensure future generations continue to experience healthy reefs, with the aim of increasing global coral reef recovery by 10%. The initiative comes in recognition of the critical role marine ecosystems play in nature and human society. The G20 is a major custodian of warm-water and cold-water coral reefs, with about half of the world’s tropical reefs located in the economic exclusive zones of G20 members. Coral reefs are among the most valuable ecosystems on earth, harboring incredible biodiversity. However, human activity and climate change endanger the survival of coral reefs, on which 25-50% of the world’s marine life depends. Without concrete action, it is estimated that a significant share of coral reefs are at risk. The new Global Coral Reef R&D Accelerator Platform will increase support for and complement existing national, regional and international initiatives that are currently work-
SAUDI G20/S20 8
ing on coral reef conservation, resilience, adaptation and restoration. The initiative encompasses both warm-water tropical coral reefs and those growing in deep, cold waters – the latter of which have also experienced losses and are threatened by multiple human pressures. Saudi Arabia has pledged $10 million per year for the next 10 years toward the initiative. Other countries are expected to make their own pledges. The goal is to raise a total of $30 million annually. KAUST has worked throughout 2020 to ensure that the issue of coral reef protection reached the top of the G20 agenda. As part of efforts to mainstream global coral reef protection, an international workshop on coral reef conservation was held in July 2020 with G20 members, invited guests, and regional and international organizations. Participants addressed the causes of coral reef degradation, its impact and potential solutions. The workshop noted that coral reefs possess ecological and socioeconomic value that benefits more than 1 billion people, with a global economic value that exceeds $1 trillion. The initiative represents the culmination of research that has been pioneered at KAUST over the last decade, led in particular by KAUST Professor of Marine Science Carlos Duarte. In April 2020, an international oceans study led by Professor Duarte and fellow KAUST Professor of Marine Science Susana Agustí detailed how marine life can recover to full abundance by 2050, identifying nine components of marine ecosystems that are integral to rebuilding marine life, including coral reefs. Professor Duarte held a media briefing in the G20 International Media Center in Riyadh during the summit week of the Saudi G20 presidency to talk about securing a future for the world’s coral reefs. He highlighted the need for international collaboration, as no single nation has the
capacity to reverse the threat to coral reefs alone. Professor Duarte said, “The ambition of the Saudi G20 presidency is to not only seek to conserve the reefs we have, but to actually increase the extent of coral reefs globally by maybe 10%.”
G20 “The proposed location will allow the platform to leverage KAUST’s infrastructure to support R&D globally, while providing access to cutting-edge infrastructure, expertise, sequencing capabilities, advanced sensor technology, and coral reefs to study in the Red Sea and Arabian Gulf.” Communiqué from the G20 Ministers of the Environment
9 BOOSTING AGRICULTURE
GROWING RICE IN THE DESERT Crops that are tolerant to saltwater will be an important food source for the future KAUST is developing saltwater-tolerant rice for crop production in desert environments. Part of KAUST’s Desert Agriculture Initiative, innovations in rice cultivation are poised to solve one of the most significant global challenges: feeding a nationally and globally growing population sustainably. As the human population grows from 7.8 billion to 10 billion over the next 30 years, agricultural breeders must do everything possible to create crops that are highly productive and nutritious, while creating less of an environmental footprint. Rice will be critical to meeting this demand. KAUST researchers are mapping the full range of genetic diversity in rice crops in order to select high-yielding varieties adaptable to desert conditions. Not only will adaptation to environmental conditions be important, but adapting to limited or alternative agricultural inputs will be crucial. Freshwater is becoming threatened all over the world, making it increasingly likely that the use of seawater for irrigation will become one of the tools used in the future of farming. At present, most crops cannot handle the salt in seawater, thus researchers at KAUST are looking for rice plants that can tolerate salty water. They are surveying thousands of genetic markers to find the ones that correlate with salinity tolerance. KAUST researchers have identified certain genes, especially in the Indica rice group, that have proved to be more salt-tolerant than other rice varieties. These are being used for breeding experiments that could increase global rice productivity. Rod Wing, KAUST Professor of Plant Science and Director of the Center for Desert Agriculture, is leading the genetics research on rice – particularly
the discovery and utilization of natural variation in the rice genus Oryza. Professor Wing’s lab is focusing on the generation of platinum-standard reference genomes for cultivated rice and its wild relatives to create a pan-Oryza genome that will serve as a template to create a digital genebank for rice. This digital genebank will be interrogated to discover and analyze essentially all single nucleotide polymorphisms and the structural variation that exists across the genus. Such data will be linked with high-throughput phenotyping data derived from a global rice array composed of some 3,000 diverse rice accessions planted in multiple locations around the world over multiple seasons. Data can then be used to accelerate the breeding of “green super rice” varieties that are adapted to different environmental conditions, including the deserts of the Middle East. Professor Wing has been working with rice for 25 years. In 2005, he played a pivotal role in the creation of the first reference genome of a crop, Asian domesticated rice. He has led global efforts in building reference genomes for wild and cultivated rice species and mining their diversity. His ongoing efforts to build the digital rice genebank through sequencing diverse rice germplasm is helping to introduce rice breeding by design, which could yield enormous positive benefits for global food production. Professor Wing’s research has become of particular interest to NEOM, the Kingdom’s new $500 billion megaproject in the north-west of Saudi Arabia. Professor Wing was recently appointed to the founding board of an agricultural organisation dedicated to developing agriculture in the Shamma Valley at NEOM.
INTERNATIONAL RICE RESEARCH INSTITUTE “KAUST’s Professor Rod Wing is a driving force in the field of plant genomics. His work lays the foundation for future rice breeding by design to ensure food security for all humankind.” Dr. Matthew Morell, Director General of the Board of Trustees of the International Rice Research Institute
BOOSTING AGRICULTURE 10
KAUST CENTER FOR DESERT AGRICULTURE Helping to solve the question of feeding 10 billion people KAUST’s Center for Desert Agriculture (CDA) is embarking on worldwide solutions to the challenge of sustainably feeding a global population of 10 billion people by 2050. Through applied research, student training, community outreach, and partnerships with government, academia and industry, the CDA is working to develop sustainable crop production systems in desert environments. The food system, both in the Kingdom and around the world, is one of the most unsustainable of all human activities – consuming 66% of global water supply and 30% of global energy supply, accounting for 50% of all land used by humans and emitting 33% of all greenhouse gases. Both Saudi Arabia and the world will need to produce more food within the next 30 years if the growing global population is to be fed sustainably. The UN projects that Saudi Arabia’s population will grow from 34 million to 39 million by 2030, and to 44 million by 2050. To meet this challenge, the CDA is leading the charge through data-driven science and future-focused innovation. The center aims to advance the fundamental knowledge and tools necessary to improve existing crop varieties, domesticate new crops, and create novel crop production systems that can sustainably produce food in the Kingdom’s and the region’s challenging environment. With its team of world-class scientists and engineers, the CDA envisages sustainable crop production systems that will produce and deliver fresh, nutritious and high-value crops to the nation with a reduced environmental footprint (e.g., less water, fertilizer, pesticides and greenhouse emissions), thereby promoting healthy lifestyles and a clean environment for generations to come. The CDA’s goals align directly with many of the UN’s Sustainable Development Goals and Saudi Arabia’s Vision 2030 for national transformation. The CDA has three primary research themes: 1) field-based crop systems focusing on date palms and neodomestication of both crop-wild relatives and other wild plant species that can grow in extreme ecosystems such as saltwater; 2) greenhouse-based crop systems focusing on achieving the lowest possible freshwater footprint; and 3) algae-based production systems that capitalize on the Kingdom’s large coastal areas with warm water and high solar irradiance, which are essential features for the sustainable and economic production of algae.
11 BOOSTING AGRICULTURE
REVOLUTIONIZING AGRICULTURE IN THE KINGDOM Successful agro-tech start-up Red Sea Farms focuses on commercial upscaling
MARK TESTER Co-founder of Red Sea Farms
WATER IS SO IMPORTANT, AND IN SAUDI ARABIA WATER IS COSTLY AND ENERGY INTENSIVE. THE ABILITY TO USE SALTWATER IN NEW
After a stellar year in which it placed third in the 2019 Global Entrepreneurship World Cup and secured $1.9 million in seed funding, KAUST spin-out Red Sea Farms is expanding its commercial operations. The company has developed ground-breaking technology that allows it to grow saltwater-tolerant crops in greenhouses cooled by saltwater. This system reduces freshwater consumption by 80-95% and uses two to six times less energy than a normal mechanically cooled greenhouse. In Saudi Arabia and other water-scarce regions where arable land is limited, the technology pioneered by Red Sea Farms is revolutionizing agriculture and providing solutions to food scarcity challenges in line with the Kingdom’s Vision 2030. In November 2020, Red Sea Farms broke ground on construction of its 2,000-sq-meter saltwater greenhouse pilot project located on the KAUST campus. The facility is a collaborative effort between KAUST and Research Products Development Company, the national center for technology development and commercialization in Saudi Arabia. Located in KAUST’s Research and Technology Park (KRTP), the pilot facility is just the first
TAMIMI MARKETS “Red Sea Farms, with its innovative technology and sustainable practices, helps Saudi Arabia be less reliant on produce imports. Tamimi Markets are happy to be partnering with Red Sea Farms and to work together towards our mission of food security.” Bruce Bostwick, Business Development Director at Tamimi Markets
WAYS IS ESSENTIAL FOR SUSTAINABILITY. of many plans Red Sea Farms is readying to implement across the Kingdom and further afield. A designated R&D hub for all agriculture-related fields at the university, KRTP provides the ideal environment for Red Sea Farms and agro-tech start-ups to thrive. The 2.7-million-sq-meter space gives technology-based businesses access to KAUST laboratories, faculty and student talent, along with a network of public spaces and facilities designed for creative collision and knowledge-sharing. The park also fosters links between KAUST and industry, as well as among the network of tenants, start-ups and service providers located there. Also in November 2020, Red Sea Farms won the UAE FoodTech Challenge, a global food security competition that seeks innovative agriculture technology solutions. After starting with cherry tomatoes, Red Sea Farms now sells 10 different organic crops in local supermarkets, including cucumbers, hot peppers, lettuce and celery. The company’s next phase is to expand further into Saudi and international markets, and partner with local farms to feed growing urban populations. The company’s commercial success illustrates the potential to take KAUST research and innovation from the lab into the market place to deliver high-quality products that are both environmentally sustainable and profitable.
BOOSTING AGRICULTURE 12
ENSURING FOOD SECURITY FOR VULNERABLE POPULATIONS The Bill & Melinda Gates Foundation provides funding to KAUST to combat striga weed in Africa Purple witchweed, scientifically known as striga hermonthica, is an invasive parasitic plant that undermines cereal crops in sub-Saharan Africa. Estimates suggest it causes annual losses exceeding $7 billion, endangering the livelihoods and food supplies of an estimated 300 million people. Backed by a Bill & Melinda Gates Foundation grant, researchers at KAUST are using molecular genetics to try to save staple crops from the scourge of witchweed.
SALIM AL BABILI Professor of Plant Science
WE ARE TRYING TO IMPROVE FOOD SECURITY BY GENERATING KNOWLEDGE THROUGH STATEOF-THE-ART TECHNOLOGIES IN THE LABORATORY AND QUICKLY DEVELOPING THIS KNOWLEDGE INTO TOOLS THAT CAN BE EMPLOYED BY SMALL-HOLDER FARMERS IN THE FIELD.
Salim Al Babili, Professor of Plant Science in KAUST’s Biological and Environmental Science and Engineering division, is leading the fight against witchweed. Together with experts in structural biology, chemistry, bioinformatics, agronomy and weed science, and genetics from KAUST, Japan, the Netherlands, Burkina Faso and Niger, Professor Al Babili’s research has focused on disrupting the invasive plant’s germination pathways. A single germinating striga plant leaves as many as 200,000 seeds in the soil that can remain dormant for up to 15 years. Host cereal crops like pearl millet release plant hormones into the soil called strigolactones. Striga seeds sense this hormone and it triggers them to germinate. Professor Al Babili and his team have a multi-pronged strategy to prevent striga infestations, which involves preventing striga seeds from germinating while increasing staple crops’ genetic resistance to striga. The Bill & Melinda Gates Foundation immediately saw promise in the project and awarded $1.5 million toward KAUST’s research. The researchers have already made some major breakthroughs. So far, they have developed synthetic strigolactones that can be sprayed on seed-infested fields to induce the striga seeds to prematurely germinate and die. In a field trial in Burkina Faso, this tactic reduced striga growth by up to 65%. Researchers are already working on increasing the success rate of this “suicidal germination”. Professor Al Babili and his colleagues have also stumbled upon a compound that can inhibit germination. This compound tightly binds to the germination receptors in striga seeds, preventing strigolactones’ access to it and inhibiting the seeds from sprouting. Using these findings, work is under way to develop a strategy that could support the manufacture of striga-specific herbicides. Developing genetically resistant pearl millet crops is another tactic being used by the team. If the strategies employed by Professor Al Babili and his team work, they could greatly enhance pearl millet resistance to striga infestation, which would have a substantial positive impact on food security and the incomes of small-holder farmers in sub-Saharan Africa.
BILL & MELINDA GATES FOUNDATION “Investing in Africa’s farmers requires strong global partnerships, and this is why we are very pleased to collaborate with KAUST, an institution ranking among the world’s leading universities in the fields of agricultural and biological science.” Hassan Al Damluji, Head of Middle East Relations at the Bill & Melinda Gates Foundation
13 COVID-19 RESPONSE
DELIVERING SIMPLE, FAST AND ACCURATE COVID-19 DIAGNOSTIC SOLUTIONS KAUST research team creates user-friendly point-of-care test kits
Real-time reverse transcription–polymerase chain reaction (RT-PCR) is the most widely used method for detecting RNA viruses like SARS-CoV-2. Unfortunately, as a testing method, it has several glaring downsides: RT-PCR testing requires highly trained personnel and sophisticated infrastructure, and involves transporting samples to central laboratories for analysis. KAUST Associate Professor of Bioengineering Magdy Mahfouz and his team have developed a user-friendly SARS-CoV-2 virus-detection method that could ultimately be as easy to use as a pregnancy test or glucose sensor. Associate Professor Mahfouz and his team have developed a solution they call iSCAN for in-vitro CRISPR-based analysis for nucleic acid detection. It is a system that involves reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP), coupled with CRISPR enzymes for the rapid, accurate and sensitive detection of the SARS-CoV-2 virus. To use iSCAN, a patient’s nasopharyngeal swab sample is placed in a small test tube containing the DNA primers and enzymes that can amplify SARS-CoV-2 genetic material. The contents are incubated at a temperature of 62°C for half an hour. This process is referred to as RT-LAMP. Once enough viral RNA is amplified, a droplet containing the enzyme Cas12 is added to the
KING SAUD UNIVERSITY “KAUST’s iSCAN revolutionizes our ability to conduct massive-scale testing, which will help public health authorities understand the transmission of the virus, build predictive models and employ effective
measures to control the spread.” May alRashed, Dean of the College of Nursing at King Saud University
COVID-19 RESPONSE 14
mix and left for another 15 minutes. This enzyme only recognizes viral RNA belonging to SARS-CoV-2, overcoming an issue with RT-LAMP, where false amplification and cross-contamination can be a problem. The whole process takes less than an hour. iSCAN has also been designed to be easy to use in the field. The equipment needed is minimal, and can be transported and stored over long distances. Perhaps most important of all, it does not require any special training to use. This means it can be easily adopted as a point-of-care detection system at airports and borders. Another major advantage of iSCAN is that the kit’s enzyme reagents can be manufactured locally. This is a potential game-changer for virus testing in the Kingdom, as the availability of reagents and equipment has been a significant obstacle since the start of the COVID-19 pandemic. All the enzymes used in iSCAN’s development were produced in KAUST labs. Interpreting results from the test are also straightforward, and Associate Professor Mahfouz and his team have two methods for visualizing the result. One involves shining ultraviolet light on the sample, with a detector analyzing the light to report the amount of viral RNA shown. The other approach involves inserting specially designed strips into the tubes, similar to those used in pregnancy tests. iSCAN has been successfully tested on real patient samples. The researchers are collaborating with different groups in the Kingdom to benchmark iSCAN against commercial kits including RT-qPCR, the gold standard for SARSCoV-2 detection. Once vetted, the kit will be suitable for commercial use.
MAGDY MAHFOUZ Associate Professor of Bioengineering
WE ENVISION THE DEVELOPMENT OF THE CURRENT VERSION OF iSCAN INTO A VERSION THAT WOULD BE AS EASY TO USE AS A PREGNANCY TEST OR GLUCOSE SENSOR.
With each new wave of the pandemic, a test that is more rapid, accurate, sensitive and user-friendly could have a big impact. Deployment of iSCAN could allow infected people to be more effectively isolated, and thus help limit the accelerating spread of the virus. These efforts may contribute to overcoming the current challenge of COVID-19 detection at a large scale and in a short time for effective disease management.
15 COVID-19 RESPONSE
LENDING SKILLS AND EXPE FIGHT AGAINST COVID-19
COVID-19 RESPONSE 16
RTISE TO THE KAUST researchers and facilities move to the forefront of the global fight against the pandemic As the leading research and science institution in the Kingdom, KAUST has a responsibility to lend its research capabilities and world-class facilities to the fight against COVID-19. From early on, the university has employed a two-pronged approach to combat the pandemic. First, it has channeled internal research capabilities into fighting the virus through the KAUST Rapid Research Response Team (R3T). Second, KAUST has supported local start-ups and companies to create ground-breaking solutions and technology in response to this global threat. Building on some of the R3T’s early success in the field of diagnostics, Arnab Pain, Samir Hamdan and Mo Li – all Professors or Associate Professors of Bioscience at KAUST – have developed an in-house virus detection kit. Onestep reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) is the most widely used method for COVID-19 diagnostics, but the design of RT-PCR kits is generally restricted due to patent rights for the enzymes used in testing and a lack of information about the components in the kits. The KAUST team came up with a simple, economical and accurate one-step RT-PCR kit based on patent-free enzymes that can be easily acquired. The kit has been tested in both laboratory settings and at a Ministry of Health-approved testing facility, and could help further expand testing capabilities in the Kingdom. Meanwhile, Associate Professor Xin Gao has developed an artificial intelligence-based solution to increase COVID-19 diagnostic accuracy using CT scans. Identifying cases of early-stage infection has been particularly challenging for frontline clinicians. To date, the gold standard for confirmation of COVID-19 has been nucleic acid detection. Unfortunately, this method of testing has a high false-negative rate for patients in the early stages of the disease. Associate Professor Gao’s team conducted validation on multi-country, multi-hospital and multi-machine datasets, which demonstrated the superior performance of their method over existing ones. It was put to immediate use at King Faisal Specialist Hospital in Riyadh. Elsewhere, R3T researchers have been at the forefront of research on virus transmission. For a long time, it was thought that the rate at which SARSCoV-2 spread decreased in warm temperatures. A recent study published by KAUST R3T researchers challenges this assumption. Working alongside other researchers, Professors Takashi Gojobori and Carlos Duarte found that there was no correlation between spread rates and ambient temperature, suggesting that SARS-CoV-2 is unlikely to behave like a seasonal respiratory virus. This has immediate implications for government containment measures, and particularly for how countries plan their lockdown and release schedules for schools and other sectors of society. While the understanding of the interplay between SARS-CoV-2 and external environmental factors is improving, R3T researchers are also working to increase the world’s microscopic knowledge of the virus. Associate Professor of Computer Science Ivan Viola, along with PhD student Ngan Nguyen and other researchers in the Nanovisualization Research Group, are using infor-
DR. TONY F. CHAN KAUST President
WE ARE NOT A PHARMACEUTICAL COMPANY OR A HOSPITAL, BUT WE HAVE THE MEANS AND CAPABILITIES TO HELP THE NATIONAL AND INTERNATIONAL RESPONSE IN OTHER WAYS. mation from electron microscope images and protein databases to build an atomistic-level 3D model of SARS-CoV-2. The model reveals details of the virus that were previously impossible to see. These details could prove key to developing suitable drugs to treat COVID-19. KAUST’s efforts to combat the virus extend beyond its own research labs. The university has also been helping industry partners to develop solutions in response to the pandemic. Local start-ups and companies based at KAUST’s Research and Technology Park (KRTP) have made multiple breakthroughs in response to this global threat, focusing on everything from sanitization to the tracking of infected persons. KRTP-based tenants have access to KAUST laboratories, faculty and student talent, as well as a network of public spaces and facilities designed for creative collaboration and knowledge-sharing. Medical supply shortages marked one of the earliest and most critical challenges of the COVID-19 response. From its research center in KRTP, SABIC – a Saudi global leader in chemicals – formed a task force to develop isopropanol (IPA), a key ingredient in hand sanitizer. With assistance from KAUST researchers, SABIC has successfully developed the technology to produce IPA and hopes to commercialize it before the end of 2020. Contact tracing is another area that has faced challenges. Hrzz, a KAUST start-up and KRTP resident, has developed a tracking app designed to notify community members, business owners and decision-makers in the medical community about the number of people infected with COVID-19. While it is still currently in development, the completed app will eventually alert citizens if an infected person is nearby, helping them avoid contaminated areas or take extra precautions as needed.
KING FAISAL SPECIALIST HOSPITAL “We received full clearance from the chairman of the radiology department at King Faisal Specialist Hospital in Riyadh to move forward on implementing the AI-based CT segmentation and quantification diagnostic model for our confirmed and suspected COVID-19 cases.” Dr. Riham Mohamed Eiada, Radiology Department of King Faisal Specialist Hospital
17 IMPACTFUL RESEARCH
TRANSLATING RESEARCH FROM BENCH TO BEDSIDE
IMPACTFUL RESEARCH 18
PIERRE MAGISTRETTI Director of KAUST’s Smart Health Initiative
THERE IS A GAP BETWEEN CLINICAL CARE AND RESEARCH; WHAT’S MISSING IS TRANSLATIONAL RESEARCH, WHERE SCIENTISTS INTERACT WITH CLINICIANS.
KAUST’s Smart Health Initiative fosters collaboration between researchers and clinicians One of the most promising approaches to health care is precision medicine, a model predicated on the belief that effective treatment and disease prevention needs to be tailored to a sub-group of patients. In practice, however, this is difficult to achieve. The gap between advanced clinical research and actual care often prevents local biological knowledge and insights from reaching patients in the hospital. KAUST’s Smart Health Initiative seeks to bridge this gap by creating an ecosystem that fosters translational, or “bench to bedside”, research. Launched in January 2020, the KAUST Smart Health Initiative aims to transform health care, improve human well-being, and drive the fundamental understanding of disease mechanisms and precision medicine in the Kingdom. Creating and supporting partnerships between researchers and medical practitioners is key to this. During its first phase, the Smart Health Initiative is supporting 18 partnerships between KAUST scientists and clinicians from medical centers across the Kingdom through $100,000 seed grants. Among the scheme’s partners are King Faisal Specialist Hospital, Johns Hopkins Aramco Healthcare, King Saud Medical City and King Abdulaziz University. These partnerships cover an array of medical research areas: from gene mutations and stem cells, to identifying bacteria present in donated organs before transplantation. They also encompass training and educational programs aimed at creating a pool of Saudi doctors with in-depth knowledge of translational science. Young clinicians from local hospitals are given access to KAUST’s research labs under the Clinician Scientist Fellow Program. A new MD/PhD program at KAUST in collaboration with local medical schools is also in the pilot phase.
The first phase of the initiative has attracted KAUST faculty from across all three of the university’s academic divisions and several of its research centers, notably the Computational Bioscience Research Center. KAUST’s Core Labs also play an important role supporting the initiative, offering DNA sequencing, nano-fabrication, microscopic imaging, analytical capabilities, magnetic resonance spectroscopy and chemical analysis. The transition from basic to applied research requires a unique and integrated environment of technologies and competencies, as well as a network of collaborators for innovation to eventually reach the clinic. Saudi Arabia has a well-developed health care sector with many areas of clinical excellence that are ideally suited to support collaboration with fundamental scientists at KAUST to address the mechanisms of diseases, develop diagnostic tools and ideally create novel therapeutic approaches. The Smart Health Initiative, along with the planned BioHub to be hosted on the KAUST campus, will establish an enviable environment for collaboration with clinical centers that will help foster a biomedical ecosystem for the Kingdom.
KING FAISAL SPECIALIST HOSPITAL “We at King Faisal Specialist Hospital and Research Center are very proud of our collaborative relationship with KAUST. The Smart Health Initiative is a great example of how this relationship is translated to reality with projects that are of great benefit to both institutions and the country at large.” Dr. Ali Saeed Al Zahrani, CEO of King Faisal Specialist Hospital and Research Center
SECTION 20
19 IMPACTFUL RESEARCH
SAVING LIVES THROUGH EFFICIENT ALLOCATION OF DONOR ORGANS KAUST researchers optimize kidney donation systems There are approximately 6,000 patients waiting for organ donation in Saudi Arabia. Compared to 120,000 patients in the US, this number may seem small, yet the organ donation rate in the Kingdom is much lower than in Western Europe or the US, and the gap between organ needs and organ donation is only growing. Living and deceased kidney donation systems are convoluted and present many challenges. KAUST researchers are helping to create a national kidney exchange program (KEP) in Saudi Arabia that will address these problems and save lives. Michal Mankowski, a Postdoctoral Fellow in the Computer, Electrical and Mathematical Science and Engineering division at KAUST, has been working on improving organ transplantation policies. His research to date has focused on the US health care system, but his findings could be applied to Saudi Arabia. In the US, a donated kidney is offered to one hospital at a time and each medical center must decide whether the organ is suitable for one of its patients. The decision to accept or decline a kidney takes time and the first hospital it is offered to rarely accepts the organ. By the time a kidney is accepted by a hospital, a significant amount of time may have elapsed, putting the quality of the organ at risk. In the new system proposed by Mankowski and his colleagues, a donor kidney is simultaneously offered to a group of hospitals with a one-hour time
UNITED STATES NAVAL ACADEMY “Mankowski designed scoring systems for kidney paired donation – which allows donors who cannot donate to their loved ones to exchange kidneys – that find better biologic matches while guaranteeing the largest possible number of transplants.” Sommer Gentry, Professor of Mathematics at the United States Naval Academy
MICHAL MANKOWSKI Postdoctoral Fellow in the Computer, Electrical and Mathematical Science and Engineering division
WE’VE STARTED DISCUSSIONS WITH LEADING CLINICIANS IN THE KINGDOM WHO HAVE EXPRESSED AN INTEREST IN COLLABORATING WITH US TO BRING NOVEL SOLUTIONS TO ORGAN TRANSPLANTATION OPERATIONS. limit to accept or decline. This system allows for faster allocation and decreases the number of discards. Sommer Gentry, Professor of Mathematics at the United States Naval Academy, supervised this project, which was selected as top-10 article of 2019 by the American Journal of Transplantation. Together with Khalid Almeshari from the Saudi Center for Organ Transplantation and Joris van de Klundert from Mohammad bin Salman College of Business and Entrepreneurship – supported by KAUST Professors Mikhail Moshkov and Diogo Gomes – Mankowski is now exploring how to optimize living kidney donation in Saudi Arabia. The scientists are helping to centralize the multiple KEPs in Saudi Arabia into a national KEP. A centralized KEP has the potential to more efficiently find kidney donor-recipient matches, thereby increasing organ donation rates and reducing mortality of patients across the Kingdom.
IMPACTFUL RESEARCH 20
PIONEERING UNDERWATER COMMUNICATIONS TECHNOLOGY Underwater Wi-Fi developed by KAUST could prove a game-changer for research and industry SAUDI ARAMCO “70% of Earth is covered with water and just 5% of Earth’s oceans have been explored and mapped. In this context, KAUST is aiming to make the internet of underwater things a reality in the near future for data collection, underwater resources exploration and underwater infrastructure monitoring.” BASEM SHIHADA Associate Professor of Computer Science
WE HAVE CREATED A RELATIVELY CHEAP AND FLEXIBLE WAY TO CONNECT UNDERWATER ENVIRONMENTS TO THE GLOBAL INTERNET. WE HOPE THAT ONE DAY AQUA-FI WILL BE AS WIDELY USED UNDERWATER AS WI-FI IS ABOVE WATER.
Abdullah Al Hallafi, Engineer at Saudi Aramco and KAUST PhD alumni
Communicating underwater is not as easy as above the waves. Standard wireless internet relies on radio transmissions which are ubiquitous above water, yet radio frequencies cannot travel very far underwater before being entirely absorbed. While acoustic signals (sonar) are currently the preferred method to communicate underwater because they travel far, they have a very limited data rate. Researchers at KAUST believe they have found a solution to this problem: underwater Wi-Fi. KAUST Associate Professor of Computer Science Basem Shihada and his team have built an underwater wireless system. Dubbed “Aqua-Fi”, this underwater wireless network uses a combination of lasers and off-theshelf components to create a bi-directional wireless connection for underwater devices. First, an underwater device (say a smartphone) sends a wireless signal to a special underwater modem that converts it into an optical signal. This optical signal is then beamed to a surface buoy from where its relayed to an orbiting satellite. It is a complex chain of radio and optical signals that faces several challenges. For one, even mildly turbulent waters can knock a laser beam off course and cause it to miss a receptor, a problem KAUST researchers are working to resolve. The upsides are promising, though. So far, Aqua-Fi has been able to achieve maximum data transfer speeds of 2.11 megabits per second, being able to transfer files and even place Skype calls. The potential applications are endless. First, it could prove a game-changer for conservation work by allowing scientists to remotely monitor sea life and coral reefs using high-definition videos and photos collected and transmitted by wireless undersea cameras. Aqua-Fi could also be used to transmit data on seismic activity and monitor oil pipelines. Its technology would be a good fit for tech companies like Microsoft as well, which are in the process of trialing underwater data centers that run on renewable energy.
21 IMPACTFUL RESEARCH
PROTECTING DATA PRIVACY IN THE AGE OF AI KAUST professor develops more secure machine-learning models
FORBES “Paired with other privacy-preserving techniques like differential privacy and homomorphic encryption, federated learning may provide the key to unlocking AI’s vast potential, while mitigating the thorny challenge of data privacy.” “The Next Generation of Artificial Intelligence”, October 12, 2020
Artificial intelligence (AI) technology has grown in leaps and bounds over the past decade. It is now being used across various sectors to speed up drug development, support autonomous vehicles and help HR managers recruit more efficiently. Using AI, companies and governments can analyze large amounts of data quicker than ever before, but the risk of privacy breaches also increases with more data. Peter Richtarik, Professor of Computer Science at KAUST, is helping to develop AI models that can learn from datasets without comprising privacy.
PETER RICHTARIK Professor of Computer Science
IT IS INCREASINGLY IMPORTANT THAT WE PROTECT THE DATA THAT THESE MACHINELEARNING MODELS REALLY THRIVE ON.
Federated learning is one of the most promising privacy-preserving approaches to AI. It is a concept co-invented by Professor Richtarik and Google researchers that improves communication efficiency while maintaining privacy. It does so by flipping the conventional approach to AI on its head. The traditional approach to machine learning is to gather all the training data in one place, for example in a cloud server. This makes it easier to train a model on the data but also means that the data is potentially more vulnerable to privacy and security breaches. With federated learning, the data sets are not centrally stored but rather kept separate, and the machine-learning process is completed by a loose federation of participating devices coordinated by a central server. In the event of a data security breach, the risk is isolated to just one of the devices. Federated learning is still very much in its early phases, but it has huge potential. Forbes recently named it as one of the three most-important areas in AI development, with the next 10 years being key. Federated learning has other benefits aside from increasing user privacy. For example, AI-powered autonomous vehicles could leverage the technology to safely avoid road obstacles like potholes. Using information from the cars around it, a self-driving vehicle would be able to make better decisions on how to avoid potholes and increase passenger safety. Professor Richtarik’s research is underpinned by the AI Initiative at KAUST, a research and education outreach program launched in 2018. Through this initiative, Professor Richtarik and other researchers have established KAUST as a regional leader in AI and machine learning, while ensuring a swath of educational opportunities for the next generation of experts coming through the university’s ranks.
IMPACTFUL RESEARCH 22
EXPLORING THE UNEXPLORED: THE DEPTHS OF THE RED SEA Joining global research to map the floors of oceans and seas Around 90% of the world’s oceans remain unexplored, and humankind still knows more about the surface of the moon than our planet’s sea floor. However, global efforts to explore and map the deepest depths of our oceans are picking up speed. The Red Sea off Saudi Arabia’s coast is one of the most diverse maritime ecosystems in the world, but also one of the least explored. KAUST’s Coastal and Marine Resources (CMR) Core Lab has been assisting research efforts to explore its secrets. The CMR Core Lab is one of the Kingdom’s distinguished marine research facilities and exploring the Red Sea’s depths is among its major priorities. As part of its mission to support marine research, led by former KAUST Core Lab Executive Director Justin Mynar, CMR Core Lab participated in the inaugural meeting of the Philanthropic Ocean Research Vessel Operators Group, initiated by the Schmidt Ocean Institute in 2019. This group aims to coordinate exploration efforts globally and includes more than a dozen leading like-minded institutions and private enterprises in this field. Stemming from that meeting, in early 2020, the lab’s researchers jumped at the opportunity to partner with private research company Caladan Oceanic, which is leading worldwide efforts to map ocean floors. KAUST researchers are specifically interested in the brine lakes – ultra-dense pools of water – at the bottom of the Suakin Trough. The interface between normal seawater and these brine lakes where extremophile micro-organisms live is receiving particular attention from Daniele Daffonchio, KAUST Professor of Bioscience, who worked with the expedition. Professor Daffonchio’s team will analyze the video footage obtained by the deep submergence vehicle (DSV) to support their research on extremophiles. Meanwhile, Froukje M. van der Zwan, KAUST Assistant Professor of Earth Science and Engineering, is principally interested in locating hydrothermal vent fields in the Kebrit Deep, and wants to better understand how and why they are formed. The hydrothermal vent field in the area was entirely unmapped up until now, but with the bathymetry of the sea floor and visual data collected by the DSV, Associate Professor van der Zwan’s geological knowledge of the ocean floor has increased significantly.
MOHAMMED A. ALJAHDLI CMR Core Lab team member
I WAS AMAZED AT JUST HOW SILENT EVERYTHING WAS AS WE LOOKED OUT ON THE SEA FLOOR. IT IS SOMETHING I WILL NEVER FORGET.
Not only was the collaboration between KAUST and Caladan Oceanic a major success for researchers, it also created invaluable and life-changing opportunities for the Kingdom’s youth. Mohammed A. Aljahdli, a young Saudi engineer and CMR Core Lab team member, accompanied Caladan Oceanic’s expedition team to the Suakin Trough, becoming the deepest-diving Saudi national of all time.
CALADAN OCEANIC “It was wonderful to join a young Saudi national, KAUST diver Mohammed A. Aljahdli, on a journey to the bottom of the Red Sea in a manned submersible for the first time in history.” Victor Vescovo, Founder of Caladan Oceanic
23 IMPACTFUL RESEARCH
EXPANDING THE KINGDOM’S ENTREPRENEURIAL ECOSYSTEM Funding from KAUST flows to educational programs that are creating the next generation of Saudi entrepreneurs Through funding and educational training programs for start-ups and small and medium-sized enterprises (SMEs), KAUST is inspiring innovators from around Saudi Arabia to create companies that can change the world. Over the past decade, KAUST has trained nearly 11,600 innovators, supported more than 250 start-ups and helped raise $60 million in investment funding. The university’s entrepreneurship ecosystem consists of various funding initiatives, teaching and training programs, and integrated work spaces such as the KAUST Research and Technology Park. Launched by KAUST in partnership with Saudi British Bank (SABB) in 2016, the TAQADAM Start-up Accelerator program is one of the university’s key innovation initiatives. In 2020, 59 start-ups from different industries – including agriculture, logistics, health care, real estate and education – joined TAQADAM’s latest cohort. This was double the number accepted in 2019, and KAUST and SABB also doubled the grant funding for each start-up to $40,000. In addition to funding, the selected startups receive expert mentorship and training, as well as industry exposure to bring their ideas to life. Success stories include 2018 program graduate UnitX, an artificial intelligence and supercomputing company that has since gone on to secure an additional $2 million in funding.
ANKITA SHREE Co-founder of UnitX
THE FUNDING WE RECEIVED AT THE BEGINNING FROM TAQADAM HAS HELPED OUR START-UP IN MANY ASPECTS, ESPECIALLY WITH BUSINESS DEVELOPMENT.
TAQADAM is just one branch of the university’s venture capital arm, the KAUST Innovation Fund, which is a deep-tech venture capital fund that makes equity investments in start-ups and early-stage companies ranging from $200,000 to $2 million. KAUST becomes a long-term strategic partner in these new ventures and is supported by major co-investment partners such as Saudi Aramco Entrepreneurship Ventures (also known as Wa’ed Ventures), Research Products Development Company and Saudi Venture Capital Company. The ultimate aim of the fund is to foster a thriving innovation and technology investment community in Saudi Arabia, and to attract international investors and venture capitalists to the country’s emerging technology ecosystem. KAUST is also creating a strong entrepreneurial environment in the Kingdom via education and business support programs. For several years, KAUST’s Innovation and Economic Development department has been running university courses to help students learn the basics of business and recognize commercialization opportunities. In November 2020, the department launched SME Innovation Services, Saudi Arabia’s first university engagement program to foster the growth of smaller businesses in the Kingdom. By giving them access to KAUST’s innovation ecosystem, the program helps SMEs increase their customer base and reach new markets.
SAUDI BRITISH BANK “Thanks to the support of KAUST, the TAQADAM program has built a proud legacy in making sure the businesses our Kingdom needs most are getting the best possible start.” Majed Najm, Deputy Managing Director for Corporate & Institutional Banking at Saudi British Bank
IMPACTFUL RESEARCH 24
NEUTRALIZING COVID-19 IN TRANSMISSION HOTSPOTS An anti-viral disinfectant produced by a KAUST start-up is used in local airports SWISSPORT “With Wayakit, we have found a local partner that develops biotechnology-based disinfectants that are fast-acting, certified, naturally degradable and can be used in aircraft.” Gerold Tumulka, CEO of Swissport Middle East
LUISA JAVIER PhD student and Co-founder of Wayakit
WHEN THE PANDEMIC STARTED, AS SCIENTISTS AND ENTREPRENEURS, WE STARTED THINKING ABOUT HOW WE COULD STOP THE SPREAD OF COVID-19. WE ARE PROUD THAT OUR PRODUCT WILL BE USED BY SWISSPORT TO PROTECT TRAVELERS.
The COVID-19 pandemic has had a crippling effect across numerous industries, perhaps none more so than airlines. As of August 2020, global air traffic was down 75% year-on-year, bringing various airlines to the brink of collapse. However, steady increases in flight bookings offer a glimmer of hope as airlines try to assuage customers’ concerns about health and safety. Maintaining a virus-free environment is key to this, and researchers at KAUST have developed a powerful, non-toxic and environmentally friendly disinfectant that is already being used in Saudi Arabia’s airports. Luisa Javier and Sandra Medina, both PhD students at KAUST, wanted to contribute their biotechnology skills to the fight against COVID-19. They founded Wayakit, a KAUST-funded start-up, to develop an effective and completely natural anti-viral disinfectant. After months of hard work in KAUST labs, they produced an anti-viral disinfectant that works on any type of surface and eliminates 99.999% of bacteria, common viruses and SARS-CoV-2. Its unique selling point is that while other disinfectants take up to 30 minutes to work, the Wayakit disinfectant guarantees efficacy in just 30 seconds. This short disinfecting time makes it ideal for fast-paced environments such as airports. Wayakit immediately garnered interest from the local aviation industry. The start-up has already partnered with aviation services company Swissport, which will use Wayakit’s innovative disinfecting products on international aircraft and buses at the Jeddah, Dammam and Riyadh airports. Javier and Medina are also in the process of certifying their product for different industries and markets. Wayakit is one of 56 start-ups that have received KAUST seed funding since 2011. Its early success not only illustrates the talent that exists at KAUST and in Saudi Arabia, it also shows that the university’s commitment to fostering high-quality and impactful start-ups in the Kingdom is bearing fruit.
25 TRAINING AND TALENT
PUSHING THE BOUNDARIES OF INNOVATIVE EDUCATION New programs and partnerships forge ahead despite pandemic-related disruptions 2020 has been a challenging year for universities around the world. Campuses have closed under lockdown measures and academics have had to adapt their teaching and research to new realities. Universities with flexible learning models have fared well, despite the circumstances. Very early on, KAUST’s Coronavirus Task force set guidelines for adapting classroom instruction to a virtual educational model. Its early response has reaped rewards, and despite ongoing global uncertainty regarding the pandemic, KAUST has been able to increase student enrollment while launching new educational programs and partnerships with overseas institutions.
Adapting Instruction During COVID-19 Despite the challenges and disruptions presented by the pandemic, KAUST’s student enrollment has risen to new heights. In the 2020/21 academic year, there was a 48% year-on-year increase in student enrollment, with the number of both international and local learners rising strongly. Most are based in KAUST residences, but more than one-quarter of new and existing students are learning remotely. KAUST’s ability to keep student enrollment up is testament to the university’s agility in adapting to remote learning set-ups.
The university continues to push the boundaries to improve learner experiences and outcomes. The pandemic has created opportunities for KAUST to implement existing technology in previously unforeseen ways. While most teaching can be done online, the practical elements of lab work have been far more limited. The university is now looking at ways to implement virtual reality technology in the form of virtual labs, which would help facilitate the continuity of study for many KAUST students when being physically present on campus is not possible.
TRAINING AND TALENT 26 KAUST continues to strengthen its global partnerships and attract students and researchers from overseas, thereby staking its claim as one of the world’s leading research universities. The university has international partners in over 20 countries, with formal agreements that range from general memoranda of understanding to PhD dual degrees, visiting student research programs (VSRPs) and double degrees.
Strengthening Global Partnerships KAUST PHD STUDENT “Entrepreneurship for All was a great opportunity to learn more about the entrepreneurial mindset and how to apply it in our daily life. I believe this course is one that students at KAUST should never miss.” Khalil Moussi, PhD student in Electrical Engineering
VSRPs are a key part of KAUST’s strategy to attract and retain international talent. The university has more than 15 VSRP agreements with international universities through which students from around the globe can attend workshops or conduct innovative research at the university over a threeto six-month period. KAUST has hosted almost 900 VSRP interns since 2014, and the program has continued – albeit through virtual internships – during the pandemic. Of the VSRP interns from the 2019/20 academic year, 59% went on to apply for regular degree programs. New double-degree programs between KAUST and international institutions are also forging ahead, while adapting to the pandemic. In 2019, KAUST and Southern University of Science and Technology (SUSTech) in Shenzhen, China created a 3+2 Program that provides 20 eligible SUSTech students with the opportunity to obtain two degrees in a five-year period: a Bachelor’s degree from SUSTech and a Master’s degree from KAUST. Even though the first cohort of SUSTech students has been unable to travel to the Kingdom, they have already started their courses at KAUST virtually.
Training the Entrepreneurs of Tomorrow DR. TONY F. CHAN KAUST President
ENTREPRENEURSHIP IS THE NEW MATH. THE INNOVATION SKILLS LEARNED THROUGH THE PRACTICE OF DEVELOPING A START-UP AND COMMERCIALIZING RESEARCH STAY WITH STUDENTS THROUGHOUT THEIR CAREERS.
The pandemic has not put the brakes on KAUST’s plans to develop innovative curricula for the leaders of tomorrow. In January 2020, KAUST’s Entrepreneurship Center launched its Entrepreneurship for All program, an intensive two-week course developed in conjunction with Stanford University’s Center of Professional Development and offered to all students. The course is taught by KAUST, UC Berkeley and Cornell University faculty, and aims to teach students how to think like an entrepreneur and act like a leader. It combines interactive workshops on business, leadership and market, with the hands-on experience of taking an idea and turning it into a market-ready product. A second round of the course was successfully run online over the summer. Entrepreneurship for All aligns with the university’s wider mandate to create an entrepreneurial ecosystem in the Kingdom by instilling all participants with a mix of creative thinking and practical skills that they can apply to their post-graduate education and professional careers.
M. GYÖNGYI MACIAS HONTI VSRP intern
IF YOU LOVE RESEARCH AND ARE INTERESTED IN WORKING IN ONE OF THE BEST SCIENTIFIC ENVIRONMENTS IN THE WORLD, THE VISITING STUDENT RESEARCH PROGRAM IS PERFECT FOR YOU. THERE IS NO OTHER PLACE LIKE KAUST.
27 TRAINING AND TALENT
WINNING AWARDS AND CHALLENGING EXPECTATIONS Female Saudi researchers at KAUST win prestigious award in supercomputing
GAUSS CENTER FOR SUPERCOMPUTING
“The Gauss award is given annually to the most outstanding paper submitted to the International Supercomputing Conference, and we are happy to recognize the young female researchers from KAUST who produced such outstanding research.” Professor Dr. Ing. Michael M. Resch, Director of the Stuttgart High Performance Computing Center and Chairman of the Gauss Center for Supercomputing
RABAB ALOMAIRY PhD candidate in Computer Science
DR. NOHA AL HARTHI PhD graduate and Technology Lead at NEOM
pictured with HE Eng. Abdullah A Al Sawahah, Minister of Communications and Information Technology
THIS AWARD DRIVES US TO ESTABLISH A RESEARCH CENTER HERE IN SAUDI ARABIA TO ATTRACT WOMEN INTERESTED IN USING HPC TO ADDRESS MAJOR CHALLENGES.
KAUST PhD graduate wins Best Paper award at prestigious Euro-Par 2020 Dr. Tariq Alturkestani, a KAUST PhD graduate, won the Best Paper award at the 26th annual Euro-Par international conference in 2020. The submission was based on Dr. Alturkestani’s doctoral thesis developed in collaboration with Saudi Aramco, which focuses on overlapping I/O with computation in large-scale computation. Dr. Alturkestani’s work utilizes emerging storage technology such as solid-state drive (SSD), non-volatile memory (NVMe) and on-chip high-bandwidth memory (HBM). It is used to accelerate seismic imaging in petroleum exploration, an I/O-intensive application that occupies large amounts of supercomputer time.
EURO-PAR 2020 “Dr. Alturkestani lifted the important reverse time migration application – central to exploration geophysics – out of the I/O-bound regime and beat the prior state-of-the-art model for a complex application by addressing memory/communication issues that are crucial for parallel and distributed processing.” Maciej Malaski, Chair of Euro-Par 2020
“Undertaking a PhD is about pushing limits. It takes years of designing, implementations and engineering,” said Dr. Alturkestani, who also started a company that is now in Series A funding while working on his dissertation. “To be recognized by the research committee in a prestigious conference at the end of my PhD journey is an honor, and inspires me to push the limits further.”
KAUST researchers are helping Saudi Arabia boost its scientific research profile while challenging expectations in the field of high-performance computing (HPC). In June 2020, KAUST PhD graduate Dr. Noha Al Harthi and doctoral student Rabab Alomairy won the German Gauss Center for Supercomputing (GCS) award for original research that best advances HPC. For the past nine years, the GCS has given out this award during the International Supercomputing Conference. KAUST is the first Middle Eastern institution to receive this prestigious award. It is not only a major achievement for the university, but also for the young female researchers involved. Dr. Al Harthi and Alomairy had no experience in HPC prior to studying at KAUST’s Extreme Computing Research Center, where they had access to world-class facilities and a unique interdisciplinary environment. Their success is even more remarkable considering that HPC is a male-dominated field, particularly in Saudi Arabia. The winning team focused on optimizing a class of solvers for data-sparse HPC applications. Specifically, their work involved optimizing acoustic boundary integral equations, common in a variety of engineering and fluid dynamics applications. These solvers can help analyze and solve acoustic and electromagnetic wave-scattering problems from large 3D objects such as airplanes and submarines. For the two Saudi scientists, the GCS award has created a host of opportunities, including the chance to conduct experiments using one of the world’s fastest supercomputers located in Bristol, UK. Dr. Al Harthi is now the technology lead at NEOM and Alomairy is currently collaborating with researchers in France on simulating the movement of SARS-CoV-2 in droplets and the upper respiratory system. They hope that their success will inspire more Saudi women to join the field and use HPC to address major societal challenges.
TRAINING AND TALENT 28
ESTABLISHING KAUST AS A GLOBAL CENTER OF RESEARCH EXCELLENCE University faculty are recognized for their outstanding contributions to scientific research Since its founding in 2009, KAUST has been able to attract world-leading experts from across various disciplines. Supported by the university’s modern facilities and collaborative environment, these scientific leaders have helped establish KAUST’s reputation as a global research center of excellence and brought prestige to the Kingdom. In recent months, KAUST faculty have won several distinguished international awards for their research. Vice President for Research Donal Bradley, who received the Czochralski Award from the European Materials Research Society in 2019 (shown above), was inducted into the US National Academy of Inventors in 2020, the fifth KAUST faculty member to be so honored. After being elected fellow of the Royal Society in April 2020, Professor of Chemical Science and KAUST Solar Center Director Iain McCulloch was awarded the Royal Society of Chemistry’s Interdisciplinary Prize for his work on chemical molecular design and synthesis. KAUST researchers are also receiving increased local and regional recognition for their work. KAUST Professor of Environmental Science and Engineering Peng Wang was recently awarded the prestigious 2020 Prince Sultan Bin Abdulaziz International Prize for Water for his work on solar energy-driven processes of freshwater generation. Osman M. Bakr, Professor of Material Science and Engineering, recently won the Abdul Hameed Shoman Award for Arab Researchers in the field of material sciences, an award presented annually by the Abdul Hameed Shoman Foundation. Elsewhere, several KAUST professors have been recognized for their lasting contributions to scientific disciplines. KAUST Professor of Energy Resources and Petroleum Engineering Tadeusz Patzek received the distinguished European Association of Geoscientists and Engineers’ Desiderius Erasmus Award for his outstanding and lasting achievements in the field of energy supply. KAUST President Dr. Tony Chan received the 2020 Society for Industrial and Applied Mathematics Prize for Distinguished Service to the Profession, a highly selective annual award given out since 1986. Several KAUST faculty members have also been elected fellows of prestigious research societies in recognition of research impact and leadership in their fields. KAUST Distinguished Professor of Applied Mathematics and Computational Science Peter Markowich was named a 2020 fellow to the European Academy of Sciences in recognition of his outstanding scholarship in the field of mathematical and numerical analysis of partial differential equations. KAUST Professor and Program Chair of Chemical Engineering and founding Director of the Advanced Membranes and Porous Materials Center lngo Pinnau was named a 2020 fellow of the North American Membrane Society for his professional accomplishments in the field of membrane science.
ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY “In recognizing the work of Professor McCulloch, we are also recognizing the important contribution this incredible network of scientists makes to improving our lives every day.” Dr. Helen Pain, Acting Chief Executive of the Royal Society of Chemistry
PROFESSOR INGO PINNAU Program Chair of Chemical Engineering and Founding Director of the Advanced Membranes and Porous Materials Center
THIS AWARD RECOGNIZES THE INNOVATIVE WORK ON ENERGY-EFFICIENT SEPARATIONS WE HAVE DONE IN MY RESEARCH GROUP AT KAUST, AND WILL MOTIVATE US TO FURTHER DEVOTE OURSELVES TO HIGHIMPACT MEMBRANE RESEARCH THAT CAN BENEFIT THE KINGDOM AND THE WORLD.
29 TRAINING AND TALENT
INSPIRING ARAB YOUTH TO BECOME THE NEXT GENERATION OF SCIENTISTS KAUST partners with Frontiers to initiate a new youth science journal in Arabic KAUST is partnering with the global science publishing firm Frontiers to produce a new publication for young Arabic readers that promises to grow enthusiasm for science among Arab youth. The new Arabic edition of Frontiers for Young Minds will be the latest language in which the journal is published. Launched in 2013, Young Minds publishes papers submitted by scientists and reviewed by a board of people aged 8-15 and their mentors to make sure they are accessible and engaging to a younger audience. The Arabic version seeks to replicate the success of the English resource, which is composed of around 500 articles. To date, Frontiers’ articles in English have been read more than six million times. KAUST Professor Matthew McCabe was instrumental in creating the partnership between Frontiers and KAUST, having been an earlier attendee at a Frontiers conference in Switzerland. “When I learned about Frontiers for Young Minds, the idea of translating the collection into Arabic seemed not just obvious, but essential,” said McCabe. Indeed, the prospective audience for youth-friendly scientific articles in Arabic is enormous. Arabic is the fifth-most widely spoken language worldwide and the native language of 25 countries and territories. The new resource provides the opportunity for around 420 million Arabic speakers to read, enjoy and learn about science.
FRONTIERS “Frontiers for Young Minds is an engaging and innovative pathway into science, and we are pleased to have had the opportunity to partner with KAUST to help young Arabic readers access, understand and enjoy good science.” Fred Fenter, Executive Editor of Frontiers
Frontiers for Young Minds describes itself as science for kids, edited by kids, with children themselves deciding how scientific content should be presented to their generation. With topics ranging from galactic astronomy to treating human diseases and environmental sciences, the publication is designed to inspire the next generation of young scientists. Fred Fenter, Executive Editor at Frontiers, said, “Scientific literacy is a crucial skill for the next generation, who face a growing litany of challenges. Young people need access to accurate and appealing scientific material to aid their learning and understanding of the world we live in.” The new Arabic edition, supported by KAUST’s Strategic National Advancement division and run out of the Frontiers office in Switzerland, will promote high-quality science to a whole generation of young Arabic speakers. It will help to create enthusiasm for science, technology, engineering and mathematics – marking a positive development for young people in the Arabic-speaking world and for the future of society.
MATTHEW MCCABE Professor of Environmental Science and Engineering and Associate Director of the Water Desalination and Reuse Center
WHAT BETTER WAY TO INSPIRE THE NEXT GENERATION OF YOUNG SCIENTISTS AND ENGINEERS THAN TO READ ABOUT CUTTING-EDGE RESEARCH IN THEIR NATIVE LANGUAGE AND GIVE THEM AN OPPORTUNITY TO PUBLISH THEIR OWN WORK.
In tandem, the Strategic National Advancement division will coordinate outreach initiatives related to the publication by capitalizing on its active engagement with primary and secondary school children in the Kingdom and by continuing to run high-caliber summer research programs for young Saudi talent. “We hope to inspire young Saudis to pursue discovery and appreciate the long-term value of research,” said Dr. Najah Ashry, Vice President for Strategic National Advancement at KAUST. “We are committed to nurturing future leaders for the research, development and innovation ecosystem in Saudi Arabia and the region.” Frontiers is an award-winning open science platform and leading open access scholarly publisher. Founded in 2007, Frontiers has published over 150,000 rigorously reviewed research articles by leading academics. The new Frontiers for Young Minds Arabic publication will help KAUST further expand its mission of catalyzing social prosperity in Saudi Arabia and the world through scientific and technological education and research.
TRAINING AND TALENT 30
SHOWCASING THE KINGDOM’S START-UP POTENTIAL ON THE GLOBAL STAGE KAUST-backed start-ups reach the finals of the Entrepreneurship World Cup For the second year in a row, KAUST partnered with the MiSk Global Forum to host the 2020 Entrepreneurship World Cup (EWC). The EWC is the world’s largest pitch competition for start-ups, and in 2020 over 170,000 start-ups from around the world applied. KAUST entrepreneurs were looking to repeat their success from 2019 when Red Sea Farms, a university start-up developing ways to irrigate agriculture with saltwater, placed third overall in the competition. This year, three Saudi start-ups – including two from KAUST – made it to the virtual global finals in October 2020, where 100 contestants competed for the top prize of $500,000. To secure a place in the global finals, KAUST’s start-ups first had to go through the competitive Saudi national finals held in September 2020. The national competition received 15,000 applications from local entrepreneurs, of which 15 were selected to pitch on a virtual stage to a panel of judges. Out of those, six companies were selected for consideration for the global finals, with the top-three finalists automatically proceeding and the other three given a place in the international semifinals. Talon Dust Control and Edama Organic Solutions, both graduates of the university’s start-up accelerator TAQADAM, placed first and second, respectively, in the national competition and automatically qualified for the global finals. Talon graduated from the 2019 TAQADAM class and produces environmentally friendly dust control and soil stabilization solutions for Saudi Arabia’s dry and water-scarce conditions. Founded in 2017 and based in the KAUST Research and Technology Park, Edama recycles organic waste into soil-improvement products that are tailored to increase the efficiency of desert agriculture. During two days of the EWC global finals, the participating start-ups competed in a series of stages until only five remained. The top prize went to Singaporean biotech start-up TurtleTree Labs, which develops milk using cell-based technology. While the KAUST entrants did not make it to the final round, each of the 100 start-ups received a package of in-kind services valued at $850,000. Overall, the competition was a major success. It once again demonstrated the talent of KAUST researchers, while reaffirming the university’s growing role as a facilitator of entrepreneurial drive and business creation in the Kingdom.
HATTAN AHMED Head of the KAUST Entrepreneurship Center
KAUST IS A NATURAL PARTNER OF THE ENTREPRENEURSHIP WORLD CUP, AS BOTH ORGANIZATIONS SHARE THE MUTUAL AMBITION OF ATTRACTING TECH START-UPS AND PREMIER GLOBAL TALENT SO THAT SAUDI ARABIA CAN SERVE AS AN EMINENT HUB FOR ENTREPRENEURSHIP.
ENTREPRENEURSHIP WORLD CUP “All of us on the Entrepreneurship World Cup team are glad that KAUST is so deeply involved in the organization, not only because they share our view that young people are the greatest asset for overcoming the challenge of change, but because their world-leading expertise will help our global finalists achieve their potential.” Abdulrahman Al Suhaymi, Lead for the Entrepreneurship World Cup at MiSK
31 CIRCULAR CARBON
Special Section: KAUST Research on the Circular Carbon Economy G20 “We endorse the circular carbon economy platform with its 4Rs framework (reduce, reuse, recycle and remove), recognising the key importance and ambition of reducing emissions.” G20 Riyadh Summit Leaders’ Declaration, November 22, 2020
CIRCULAR CARBON 32
SAUDI ARAMCO “The CCE is a pragmatic concept that can provide direction for a sustainable future.”
33 CIRCULAR CARBON
KAUST CIRCULAR CARBON INITIATIVE
Image courtesy of Xavier Pita
KAUST answers the Kingdom and G20 leaders’ call to progress the circular carbon economy
WITH THE RECENT LAUNCH OF THE KAUST CIRCULAR CARBON INITIATIVE, WE WILL BUILD AN EVEN STRONGER NETWORK OF RESEARCHERS AT ALL CAREER STAGES, TO THOROUGHLY TEST AND OPTIMISE OUR SCIENCE AND ENGINEERING ADVANCES, AND FULLY CONTRIBUTE TO THE ONGOING EFFORTS OF THE KINGDOM TO IMPLEMENT THE CIRCULAR CARBON DONAL BRADLEY Vice President for Research
ECONOMY NATIONAL PROGRAM.
CIRCULAR CARBON 34
In December 2020, KAUST launched a new initiative to bring the different strands of the university’s circular carbon economy (CCE) research under one unified action. The ultimate goal of the initiative, named the KAUST Circular Carbon Initiative (CCI), is to support the creation of a national platform that promotes, adopts and rapidly deploys CCE technological solutions. Since KAUST’s inception in 2009, research into CCE technologies has been an integral part of the university’s portfolio, including CO2 capture, nature-based solutions, renewable energy and CO2 utilization. With the launch of the KAUST CCI, the university aims to create a strong and well-informed network of researchers that will proactively support Saudi Arabia’s growing leadership in this critical platform. The CCE is an economic model designed to manage and mitigate the accumulation of carbon in the atmosphere and is an important new approach to addressing climate change. In October 2019, Minister of Energy Prince Abdulaziz bin Salman announced Saudi Arabia’s support of the CCE. The CCE paradigm expands upon the concept of the circular economy and its three Rs – reduce, reuse and recycle – to include an essential fourth R: “Remove”. While the CCE affirms the need for technologies that reduce carbon emissions, it also calls for technologies that remove carbon from the atmosphere and then store or reuse it. Once carbon is captured, it can be stored underground in depleted oil and gas reservoirs and aquifers, or reused as a chemical feedstock for e-fuels and other materials. Separately, the CCE encourages carbon recycling through the use of nature-based solutions focused on preserving and extending mangrove forests and sea grass meadows and the repopulation of large marine animals. The paradigm is based on two important ideas. First, that the development and implementation of renewable energy technologies alone is insufficient to meet global climate goals. Second, that economies are likely to continue to use petrochemicals as sources of energy and material feedstock through-
MINISTRY OF ENERGY “KAUST has always been a pioneer on the pathway to innovation, and today it takes another big step along the road that will benefit the Kingdom of Saudi Arabia. This initiative is well-timed.” HRH Prince Abdulaziz bin Salman, Minister of Energy KAUST CCI launch event, December 1, 2020
out the 21st century. One of the objectives of the Paris Agreement on climate change is to achieve a balance between carbon sources and sinks by 2050 to ensure net zero emissions globally. Achieving this balance is necessary to limit the increase in global temperatures to within 2°C of pre-industrial levels, or 1.5°C if possible. The Paris Agreement set these temperature targets to prevent the most devastating effects of climate change. However, given the current trends, global temperatures are expected to rise by more than the targets, possibly by as much as 3°C. Enabling carbon capture, utilization and storage is essential to the strategies that must be developed to reach the Paris Agreement’s target. The fourth R is the key to being able to reverse this overshoot. Through its G20 presidency, Saudi Arabia has successfully inaugurated a global platform for the CCE. The G20 Riyadh Summit Leaders’ Declaration of November 22, 2020 endorsed this CCE platform as a technology agnostic, pragmatic and outcome-focused approach to stabilising the climate while also protecting the global need for economic growth.
35 CIRCULAR CARBON
Image by Climeworks
CARBON CAPTURE, UTILIZATION AND STORAGE Technologies enabling the capture, storage and use of carbon are central to the implementation of the circular carbon economy
CIRCULAR CARBON 36
SAUDI ARAMCO “Aramco is making significant research investments with Professor Eddaoudi’s group at KAUST in developing next-generation CO2 capture materials. If successful, this will pave the way for a costeffective, first-of-a-kind MOF-based CO2 capture system emerging from a unique industry-university collaboration between Aramco and KAUST.” Aqil Jamal, Chief Technologist of Saudi Aramco’s Carbon Management Research Division
In addition to developing technologies to capture airborne carbon, KAUST researchers have discovered that macro-algae, or seaweed, naturally captures more carbon from the atmosphere than previously thought. Plants such as seaweed and trees capture atmospheric carbon through carbon sequestration, and they convert the sequestered carbon into plant material. In August 2019, a group of international researchers led by KAUST Professor Carlos Duarte announced the first documented quantitative evidence locating seaweed beyond the shoreline. They discovered that a varied set of macro-algae species drift up to 5,000 kilometers beyond coastal areas. About 70% of this macro-algae – and the carbon captured by it – sinks to depths of up to 1,000 meters below sea level. At these depths, the sequestered carbon is unlikely to resurface and return to the atmosphere. While KAUST researchers are still determining how much carbon is captured by the identified seaweed, their discovery is paving the way to incorporate seaweed-captured carbon into global calculations of blue carbon, which accumulate in the ocean. An accurate assessment of blue carbon is the first step in protecting and restoring coastal ecosystems that sequester carbon. The government of Catalonia awarded Professor Duarte the Ramon Margalef Prize in Ecology in July 2019 for his and KAUST’s research on blue carbon.
CARBON CAPTURE KAUST researchers are developing new materials to enhance carbon capture technology. These materials, known as metal-organic frameworks (MOFs), have significant potential to bring about energy-efficient and cost-effective carbon capture solutions. MOFs are nanoporous compounds with distinct physical characteristics such as high porosity and a large surface area that enable them to capture and contain gases, including CO2. KAUST’s Functional Materials Design, Discovery and Development (FMD3) research group, headed by Professor Mohamed Eddaoudi, is leading the university’s research in this area. The group focuses on developing next-generation MOF adsorbents that address various energy-intensive separations, including carbon capture from dilute streams such as natural gas combined-cycle power plants and direct air capture. In 2016, FMD3 researchers published an article detailing their construction of a new MOF called KAUST-7, which captured CO2 from air in larger quantities and more efficiently than existing alternatives. This MOF can reduce emissions from two major sources of carbon pollution: stationary power plants and transportation. In September 2019, Professor Eddaoudi received the Abdul Hameed Shoman Prize for Arab Researchers in recognition of his and KAUST’s accomplishments in using MOFs to address environmental and energy challenges.
CARBON STORAGE Since February 2017, KAUST’s Petroleum Engineering Research Center has been a key member in a project dedicated to assessing the feasibility of storing carbon in Saudi Arabia. The project’s research team, which includes KAUST Associate Professor Hussein Hoteit and KAUST graduate Ali Hamieh, is currently assessing the potential of storing carbon at a site in Harrat Khaybar, a volcanic field near Saudi Aramco’s Yanbu refinery. Completing the feasibility study at Harrat Khaybar is one of the team’s larger objectives, which also include establishing a Saudi Arabia-wide inventory of potential carbon storage sites near carbon emission sources. KAUST researchers have already created a database of Saudi Arabia’s major stationary sources of carbon. These sources include facilities associated with the Kingdom’s electricity, desalination, refining, cement, petrochemical and metals activities. Others involved in this project are the Ministry of Economy and Planning, and Dr. Mohammed Moufti from King Abdulaziz University. CARBON UTILIZATION The KAUST Catalysis Center, led by Professor Jorge Gascon, is developing methods to convert captured CO2 into industrial chemical feedstock. For example, in April 2019 KAUST researchers published a paper detailing their development of a catalyst that can convert CO2 into olefins, which are used to make plastics and fibers. Traditional methods of manufacturing olefins rely on synthesis gas, a mixture composed primarily of hydrogen and carbon monoxide. KAUST researchers demonstrated that the catalytic process using CO2 can be as productive as traditional methods, but that it also has the economic and environmental advantage of monetizing captured carbon.
37 CIRCULAR CARBON
THE FUTURE OF FUEL
MCLAREN GROUP “McLaren Racing recognizes its responsibility to sustainability, and KAUST helps us advance R&D into long-term sustainable innovations with their excellent expertise, facilities and talent.” Jonathan Neale, Chief Operating Officer of McLaren Group
EFFICIENT COMBUSTION Researchers at KAUST’s Clean Combustion Research Center (CCRC) are working to make fuels and combustion more efficient, clean and economical. For example, KAUST PhD student Rafig Babayev and other KAUST researchers from the CCRC published an article in January 2019 detailing a new method called isobaric combustion. This enables internal combustion engines to simultaneously achieve higher efficiency and lower emissions. The study is part of the CCRC’s collaboration with Volvo Trucks to develop a new split-cycle engine concept. Babayev’s study showed that isobaric combustion can improve the thermal efficiency of an engine by reducing heat transfer loss by 20% and simultaneously cutting nitrogen oxide emissions in half. It is expected that isobaric combustion can enable split-cycle engines to achieve 60% energy efficiency – significantly higher than the 45% efficiency of standard truck engines. Hydrocarbons and the technologies that rely on them, such as the combustion engine, are expected to retain an important role in the international energy system in the coming decades. Their use will be needed in multiple emissions pathway scenarios. Scenarios anticipating a slower transition to net zero emissions, as well as scenarios anticipating a strong reliance on carbon capture and storage, project that hydrocarbons are likely to remain a source of energy throughout the 21st century. Scenarios anticipating a more rapid transition recognize significant continued use of hydrocarbons in the decades preceding 2050 – the point at which the global economy is expected to achieve net zero emissions. Either way, innovations that boost the efficiency of combustion technologies will be critical to minimizing their impact on the environment. FUELCOM: PARTNERING WITH SAUDI ARAMCO For almost 10 years, Saudi Aramco and KAUST’s CCRC have been working together to develop game-changing technologies that are shaping
CIRCULAR CARBON 38
SAUDI ARAMCO “For nearly a decade, research findings from the KAUST Clean Combustion Research Center have helped accelerate the development of our flagship technologies such as gasoline compression ignition. Enabled by their state-of-the-art research capabilities, we were able to develop advanced fuel formulations that can improve the efficiency of internal combustion engines and reduce emissions.” Ahmad Al Khowaiter, Chief Technology Officer of Saudi Aramco
the future of efficient transportation fuels. Their collaborative project, FUELCOM, is poised to reduce emissions from transportation fuels at a time when internal combustion engines remain widely in use with steady demand. By 2035, the number of passenger cars on the world’s roads is set to rise from the current 1.3 billion to 2 billion. In the same time period, global CO2 emissions need to be reduced by over half and subsequently reach net zero by 2050. Projections show that the majority of cars on the road will still use combustion engines until at least 2040. FUELCOM believes that in the short to medium term, utilizing advanced, efficient internal combustion engines is the most effective way to reduce CO2. While alternative low- or zero-emissions transportation options such as electric vehicles gradually scale up, FUELCOM’s research is needed. Now in phase three, FUELCOM pursues two major research tracks: advancing fuel chemistry by designing new fuel formulation tools such as AramcoMech, and rethinking engine designs by enhancing efficiency. Fuel research has focused on developing gasoline use in compression ignition engines, which helps them operate more efficiently and produce significantly lower levels of soot and nitrogen oxide emissions. Engine research has focused on preventing “knock”, which is a major factor limiting the efficiency of car engines. These technologies translate into fewer carbon emissions and more kilometers per liter. By making fuels cleaner and more efficient, while also improving the internal combustion engine, FUELCOM is setting a new course for the road, marine and aviation industries. Its research is adding to the world’s understanding of hydrocarbons fuel combustion and influencing the engine design of the future. The collaboration puts KAUST and Aramco at the forefront of the search for pioneering technologies that will maintain the economic and environ-
mental competitiveness of oil-derived transport fuels well into the future, as well as satisfy the growing demand for renewable fuels. ENHANCING EXTREME PERFORMANCE TECHNOLOGY: PARTNERING WITH MCLAREN KAUST and McLaren are pushing science and technology to new limits. Through a five-year R&D agreement signed in 2018, KAUST and McLaren’s partnership aims to advance innovation in combustion modeling and fuel design, in addition to a number of other areas. Success in Formula 1 racing requires constant innovation, and in order to optimize the performance of racing cars, Formula 1 teams are interested in big data processing, game theories, statistics and machine learning. The KAUST-McLaren partnership aims to improve the performance of the Formula 1 race cars while at the same time bringing wider advancements to the field of STEM. With a focus on extreme performance technology, the partnership will ultimately help make McLaren’s cars go faster while being more fuel efficient. The partnership focuses on advancing research in five main areas: computational fluid dynamics, machine learning, fuels and lubricants, advanced mathematics, and sensors and electronics. The collaboration provides an opportunity for real-world testing of a number of KAUST innovations, including combustion modeling and fuel design. This work is helping not only McLaren’s Formula 1 race team to excel, but also to bring scalable technological benefits to the global industry. The R&D collaboration is also set to open new doors to talent development for KAUST graduate students through research, internships, engineering forums and other opportunities that will expand their knowledge and skills for the future marketplace.
39 CIRCULAR CARBON
TRANSFORMING PETROLEUM
The “holy grail” of crude oil-to-chemicals
GIVEN THE INCREASING DEMAND FOR CHEMICALS AND PROJECTED DECREASE IN DEMAND FOR PETROCHEMICALS IN THE COMING DECADES, WE NEED TO RETHINK THE WAY OIL IS BEING REFINED AND TRANSFORMED. AT KAUST, WE ARE DEVELOPING NEW TECHNOLOGIES TO DEVELOP THE OIL-TO-CHEMICALS PROCESS WITH THE AIM OF CREATING JORGE GASCON Director of the KAUST Catalysis Center and Professor of Chemical Engineering
PETROCHEMICALS FROM CRUDE IN A SINGLE STEP.
CIRCULAR CARBON 40
SAUDI ARAMCO “Unlocking the greater potential value inherent in hydrocarbons resources lies at the heart of Aramco’s chemicals strategy. Our journey to realize the ambitious target of 70-80% of each barrel of crude oil being converted to chemicals by 2030 is being supported by KAUST.” Dr. Xu Wei, Senior Research Science Consultant at Saudi Aramco
This process has the potential to reshape the global petrochemicals industry, and secure long-term demand for Saudi oil while reducing the carbon footprint associated with its use. By diverting more oil from being used in combustion and increasing the share of each barrel of crude oil that is converted to chemicals, the technology can help Saudi Arabia proactively address climate change and mitigate greenhouse gas emissions – all while continuing to be one of the world’s most important producers of oil. Together, Aramco and KAUST have already developed a new C2C process, having filed patents for new reactor concepts and catalyst formations. The ultimate goal is to accelerate the technology toward commercialization. The next stage of the collaboration is the construction of a new laboratory pilot plant at KAUST to demonstrate the technology at scale.
KAUST and Saudi Aramco are working together to create a new future for oil – one without combustion. These efforts are being led by KAUST’s Catalysis Center and the Saudi Aramco Research Center at KAUST. Launched in 2016, Aramco’s activities at KAUST aim to develop innovative and original research to accelerate the successful delivery of technologies for the future of the energy industry in Saudi Arabia. The center supports Aramco’s research in the areas of chemicals, intelligent systems, solar energy, reservoir engineering, computational modeling and environmental protection. Since 2014, KAUST’s Catalysis Center has been working with Aramco to convert greater amounts of crude oil into valuable chemicals – polymers including polyethylene and polypropylene that are used for all sorts of everyday products such as clothing, windows, wiring insulation and chairs. This flagship technology initiative – known as crude oil-to-chemicals (C2C) – is a major strategic priority for Aramco as it seeks to become a preeminent chemicals producer. Of all the research tracks in Aramco’s C2C program, the most ambitious is being conducted in conjunction with KAUST. The collaboration aims to achieve a catalytic process that can convert crude oil into chemicals in a single step. This is considered to be the holy grail of C2C research. The method requires a multi-functional catalyst that is able to crack, dehydrogenate, dearomatize and remove sulfur.
41
KAUST’s Participation in Saudi Boards King Fahd University of Petroleum and Minerals President Tony Chan, International Advisory Board Future Investment Initiative Institute President Tony Chan, Board of Trustees King Abdulaziz City for Science and Technology President Tony Chan, Board of Trustees Royal Commission for Riyadh City – Council for the Biotechnology City President Tony Chan, Member of the Founding Council Ministry of Energy G20 Committee Professors Carlos Duarte, Matthew McCabe, Mohamed Eddaoudi, Mani Sarathy, Jorge Gascon and William Roberts, Working Group Leads and Members for Climate Stewardship and Energy Sustainability KSA Circular Carbon Economy National Program Vice President for Research Donal Bradley and Professor Carlos Duarte, Steering Committee Members; Drs. Mani Sarathy, William Roberts and Teofilo Abrajano, and Professor Jorge Gascon, Working Team Members Ministry of Environment, Water and Agriculture G20 Committee Professor Carlos Duarte, Consultant; Dr. Teofilo Abrajano, Drafting Group NEOM President Tony Chan, Higher Council Saudi Data and Artificial Intelligence Authority President Tony Chan, Steering Committee The Red Sea Development Company Professor Carlos Duarte, International Advisory Committee
42
Academics
Entrepreneurship
17
additional
59
start-ups
faculty in 2020
48%
in the 2020 TAQADAM start-up accelerator cohort, double the 2019 number
increase in new student enrollment for 2020/21 amid pandemic
900
students hosted
$40,000 in funding
for each TAQADAM start-up, doubling 2019 funding
in the KAUST Visiting Student Research Program (VSRP) since 2014
59%
application rate among VSRP interns from 2019/20 to pursue regular degree programs at KAUST
$60 million raised in investment
253
11,583
start-ups supported
innovators trained
by KAUST over the past decade
43
SOCIAL RESPONSIBILITY AND COVID-19 Supporting communities and adapting initiatives during the pandemic Amid COVID-19, KAUST stepped up its engagement with the village of Thuwal to roll out coronavirus awareness and well-being initiatives. Since the outbreak of the pandemic, KAUST has produced a number of short films designed to boost community well-being and ensure understanding of COVID-19 personal protection measures. Distributed via social media channels, these efforts supported the Ministry of Health’s “Everybody is Responsible” media campaign. KAUST has also helped implement physical-distancing measures in Thuwal’s retailers, restaurants, banks and mosques, while delivering COVID-19 advice leaflets to households. To support students in their switch to home-based learning, computers and tablets were distributed where needed. In preparation for the return of teachers to schools to deliver remote teaching at the start of the fall term, KAUST equipped the schools in Thuwal and other local villages with signage, and is also preparing individual packs of personal protective equipment for students when school-based learning is permitted. These initiatives have been led by KAUST’s Social Responsibility Department, which serves to utilize the university’s unique range of talent and skills via community volunteers. In addition to the COVID-19 response, the department was determined that ongoing and planned projects would continue, and adapted each accordingly. KAUST’s 2019/20 Capacity Building Program for young professionals in Thuwal – which delivers English language and information computer technology training – switched smoothly from its campus-based course to remote learning, with all attendees graduating successfully. In celebration of Ramadan, KAUST delivered over 1,100 boxes of healthy food items to the community, with volunteers undergoing remote training with KAUST on health, safety and environment factors, as well as doing a Red Crescent certification to ensure safe handling. The annual Science Summer Camp also transitioned online, with students aged 10-18 from Jeddah and Thuwal attending over 200 hours of lectures, workshops and activities delivered by KAUST professors, graduate students, researchers and post-docs during the three-week program. The department continues to coordinate online projects, such as supporting students to participate in virtual university visits and attend KAUST Sci-Cafés. The Social Responsibility Department is also curating a collaboration between The KAUST School, KAUST IT, and teachers in Thuwal and local villages to deliver needs-based training that complements the Ministry of Education coaching for online classroom management and optimal use of Microsoft Teams. The Social Responsibility Department has a long-standing relationship with Thuwal community leaders, schools and organizations. KAUST supports Thuwal in the fields of education, economy and the environment by providing individuals and groups with the support, knowledge and resources to thrive, thus helping KAUST to be a good neighbor and responsible citizen. Corporate social responsibility and young talent development are core parts of KAUST’s strategies for serving Saudi Arabia.
AL BIR CHARITABLE SOCIETY IN THUWAL “On behalf of the members of the Board of Directors of Al Bir Charitable Society in Thuwal, it gives us great pleasure to thank KAUST. The Social Responsibility Department delivered health awareness, preventive educational initiatives and support programs as part of their ongoing partnership to help develop our local Thuwal community.” Ayish Ahmed Al Jahdali, Chairman of the Board of Al Bir Charitable Society in Thuwal
4343
“كلنا مسؤول” :مبادرات “كاوست” المجتمعية اثناء جائحة (كوفيد) 19- دعم المجتمعات المحلية وت�كي�يف المبادرات أثناء جائحة فريوس كورونا ك ّثفت جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) في أعقاب تفشي كوفيد 19-عملها مع مجتمع مدينة ثول في السعودية لطرح مبادرات توعية ورفاه .وأنتجت منذ تفشي الجائحة عدد ًا من األفالم القصرية المصممة لتعزي�ز رفاه المجتمع وضمان إدراك تدابري الوقاية الشخصية .وتضافرت هذه الجهود التي وزعت عرب قنوات وسائل التواصل االجتماعي مع الحملة اإلعالمية لوزارة الصحة “كلنا مسؤول”. وساعدت “كاوست” في تطبيق تدابري التباعد الجسدي في منافذ البيع بالتجزئة والمطاعم والبنوك والمساجد في ثول مع تقديم كتيبات إرشادية عن كوفيد 19-إلى األسر .كما وزعت الحواسب اآللية واألجهزة اللوحية بحسب الحاجة لدعم تحول الطلبة إلى أسلوب التعلم من المنزل .وتحضري ًا لعودة المدرسني إلى المدارس لتقديم التعليم عن بعد في بداية فصل الخريف ،جهزت كاوست المدارس في ثول وقرى محلية أخرى بالالفتات ،كما تجهز باقات من معدات الحماية الشخصية للطلبة عندما يسمح بالتعلم في المدرسة. أعدت هذه المبادرات بقيادة قسم المسؤولية االجتماعية في “كاوست” الذي يعمل على استغالل � ّ المواهب الفريدة المتوفرة في الجامعة ومهارات متطوعي مجتمعها .وباإلضافة إلى التصدي وعدلها تبع ًا للظروف لكوفيد ،19-عقد القسم العزم على مواصلة المشاريع القائمة والمخطط لها ّ السائدة .فتحول برنامج بناء القدرات 2020-2019في” كاوست” ،الموجه ألصحاب المهن الشباب في ثول ،الذي يقدم تدري�ب ًا على اللغة اإلنكليزية والمعلوماتية ،بسالسة من تقديم الدورات في تخرج كافة الحضور بنجاح .واحتفاالً بشهر رمضان الفضيل، الحرم الجامعي إلى التعلم عن بعد حيث ّ قدمت الجامعة أكرث من 1,100صندوق من المواد الغذائية الصحية إلى المجتمع المحلي بواسطة متطوعني يخضعون لتدريب عن بعد مع إدارة الصحة والسالمة والبيئة في كاوست والهالل األحمر لضمان التعامل اآلمن. وأقيم المخيم العلمي الصيفي السنوي عرب اإلنرتنت أيض ًا ،إذ حضر طلبة ت�تاوح أعمارهم بني 10 و 18عام ًا من جدة وثول أكرث من 200ساعة من المحاضرات وورش العمل واألنشطة التي قدمها أساتذة “كاوست” وطلبة الدراسات العليا والباحثون وباحثو ما بعد الدكتوراة في الربنامج الذي امتد ثالثة أسابيع .وي�واصل قسم المسؤولية االجتماعية تنسيق المشاريع التي تقدم عرب اإلنرتنت، ومنها دعم الطلبة للمشاركة في زيارات افرتاضية للجامعة وحضور مقهى العلوم فيها .وينسق القسم أيض ًا التعاون بني مدارس “كاوست” وقسم تقنية المعلومات والمدرسني في ثول والقرى المحلية لتقديم تدريب قائم على االحتياجات على اإلنرتنت يكمل التدريب الذي تقدمه وزارة التعليم في مجال إدارة الفصول واالستخدام األمثل لمنصة “فرق مايكروسوفت” (.)Microsoft Teams يذكر أن قسم المسؤولية االجتماعية يرتبط بعالقة راسخة مع قادة المجتمع المحلي في ثول ومدارسها ومنظماتها المجتمعية .وتدعم “كاوست” ثول في مجاالت التعليم واالقتصاد والبيئة عن طري�ق توفري الدعم والمعرفة الموارد الالزمة لألفراد والمجموعات لتؤمن لهم بيئة مالئمة للتطور مما يساعد الجامعة على حسن الجوار والمواطنة المسؤولة.
الرب إدارة جمعية ّ الخريية في ثول “نيابة عن أعضاء مجلس الرب الخريية إدارة جمعية ّ في ثول ،نشعر بسرور بالغ إذ نعرب عن شكرنا لجامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) لما قدمه قسم المسؤولية االجتماعية فيها من مبادرات توعية صحية ومبادرات وقائية تعليمية وبرامج دعم في إطار شراكتها المتواصلة للمساعدة في تطوي�ر مجتمعنا المحلي في ثول” عايش أحمد الجحدلي, رئيس مجلس إدارة جمعية الرب الخريية في ثول ّ
42
إنجازات أكاديمية
إنجازات أكاديمية
17
عضو تدريس انضموا إلى هيئة التدريس في العام 2020
48٪
59
شركة ناشئة
مسرعة الشركات الناشئة تخرجت من ّ “،تقدم” للعام 2020 ّ )ضعفي العدد من العام (2019
زيادة
في تسجيل الطلبة الجدد للعام 2020/2021بالرغم من جائحة كوفيد – 19
900
طالب تمت استضافته
40
ألف دوالر لتموي�ل “تقدم”، كل شركة ناشئة في برنامج ّ ضعف قيمة تموي�ل من العام 2019
في برنامج تدريب األبحاث للطلبة الزائري�ن في كاوست منذ العام 2014
59٪
معدل الطلبات بني متدربي برنامج تدريب األبحاث للطلبة الزائري�ن للعام ،2020/2019 لمتابعة الدراسة لنيل الدرجات العلمية في كاوست
60
ألف دوالر تم جمعها لالست�ثمار
11,583
253
مبت�كر تم
شركة ناشئة تم
تدري�بهم
دعمها
من قبل كاوست ..على مدى العقد الماضي
41
مشاركة كاوست في المجالس والهيئات السعودية جامعة الملك فهد للبرتول والمعادن الرئيس تونس تشان ،المجلس االستشاري الدولي
مؤسسة مبادرة مستقبل االست�ثمار الرئيس توني تشان ،مجلس األمناء
مدينة الملك عبدالعزي�ز للعلوم والتقنية الرئيس توني تشان ،مجلس األمناء
الهيئة الملكية لمدينة الرياض -مجلس مدينة التقنية الحيوية الرئيس توني تشان ،عضو المجلس الت�أسيسي
لجنة مجموعة العشري�ن في وزارة الطاقة رؤساء وأعضاء فري�ق العمل المعني بالمناخ واستدامة الطاقة األساتذة :كارلوس دوارتي ،ماثيو مكابي ،محمد الداودي ،ماني ساراثي ،خورخي جاسكون ،وليم روبرتس
الربنامج الوطني لالقتصاد الدائري للكربون في المملكة العرب�ية السعودية أعضاء اللجنة التوجيهية :نائب الرئيس لألبحاث دونال برادلي ،الربوفيسور كارلوس دوارتي؛ أعضاء فري�ق العمل :د .ماني ساراثي ،وليم روبرتس ،تيوفيلو أبراجانو، والربوفيسور جورج جاسكون
لجنة مجموعة العشري�ن في وزارة البيئة والمياه والزراعة الربوفيسور كارلوس دوارتي ،مستشار؛ د .تيوفيلو أبراجانو ،مجموعة الصياغة
نيوم الرئيس توني تشان ،المجلس األعلى
الهيئة السعودية للبيانات والذكاء االصطناعي الرئيس توني تشان ،اللجنة التوجيهية
شركة البحر األحمر للتطوي�ر الربوفيسور كارلوس دوارتي ،اللجنة االستشارية الدولية
الكربون الدائري
40
أرامكو السعودية “يعد إطالق اإلمكانات األكرب الكامنة في ّ موارد الهيدروكربون في صميم اسرتاتيجية الكيماويات في أرامكو السعودية .تدعم “كاوست” رحلتنا لتحقيق الهدف الطموح المتمثل في تحوي�ل ما بني 70إلى 80بالمائة من كل برميل من النفط الخام إلى مواد كيميائية بحلول العام .”2030 الدكتور خو وي ،كبري مستشاري البحوث العلمية في أرامكو
تنطوي هذه العملية على القدرة على إعادة تشكيل صناعة البرتوكيماويات العالمية ،وت�أمني طلب طوي�ل األمد على النفط السعودي مع تقليل البصمة الكربونية المرتبطة باستخدامه .فمن خالل تحوي�ل استخدام النفط في االحرتاق وزيادة نسبة كل برميل من النفط الخام المحول إلى مواد كيميائية ،يمكن لهذه التقنية أن تساعد المملكة على معالجة تغري المناخ بشكل استباقي ،وتخفيف انبعاثات غازات االحتباس الحراري ،مع االستمرار في كونها واحدة من أهم منتجي النفط في العالم. مع ًا ،تم ّكنت أرامكو و”كاوست” من تطوي�ر آلية جديدة لـ”تحوي�ل النفط الخام إلى كيميائيات” ،حيث قدمتا براءات اخرتاع لمفاهيم المفاعالت الجديدة وتشكيالت المحفز .يتمثل الهدف النهائي في تسريع الت�كنولوجيا نحو التسوي�ق .فيما ت�تمثل المرحلة التالية من التعاون في بناء مخترب تجري�بي جديد في “كاوست” للربهان على نجاعة الت�كنولوجيا على نطاق واسع.
تعمل “كاوست” وأرامكو مع ًا على خلق مستقبل جديد للنفط. مستقبل من دون احرتاق .يقود هذه الجهود مركز الحفز في الجامعة ومركز أرامكو السعودية لألبحاث في “كاوست”. تم إطالق مركز أبحاث أرامكو في الجامعة في العام 2016 بهدف إجراء أبحاث أصيلة ومبت�كرة لتسريع بناء تقنيات مستقبل صناعة الطاقة في المملكة العرب�ية السعودية .يدعم المركز أبحاث شركة أرامكو في مجاالت الكيماويات واألنظمة الذكية والطاقة الشمسية وهندسة المكامن والنمذجة الحاسوبية وحماية البيئة. يعمل مركز الحفز الكيميائي في “كاوست” منذ 2014مع أرامكو قيمة لتحوي�ل كميات أكرب من النفط الخام إلى مواد كيميائية ّ ت�تمثل في بوليمرات ،بما في ذلك البولي إيثيلني والبولي بروبيلنيُ ،تستخدم لجميع أنواع المنتجات اليومية ،مثل المالبس والنوافذ وعزل األسالك والكراسيُ .تعد هذه المبادرة الت�كنولوجية الرائدة -المعروفة باسم “تحوي�ل النفط الخام إلى كيميائيات” -أولوية إسرتاتيجية رئيسية لشركة أرامكو التي تسعى ألن تصبح منتج ًا بارز ًا للمواد الكيميائية. من بني جميع المسارات البحثية في برنامج أرامكو “تحوي�ل النفط الخام إلى كيماويات “ ،فإن أكرث المسارات طموح ًا يجري باالشرتاك مع “كاوست” .يهدف هذا التعاون إلى تحقيق عملية يعد حفز قادرة على احداث هذا التحوي�ل في خطوة واحدة ،ما ّ “الغاية المنشودة” لبحوث “تحوي�ل النفط الخام إلى كيماويات “ ،إذا أنها ت�تطلب محفز ًا متعدد الوظائف قادر ًا على ت�كسري الكربيت ،ونزع الهيدروجني ،وإزالة الكربيت منه.
39
الكربون الدائري
تحوي�ل البرتول
الغاية المنشودة :من النفط الخام إلى الكيماويات
“ثمة حاجة إلى إعادة التفكري في الطريقة التي يتم بها ت�كري�ر النفط ّ وتحويله ،نظر ًا للطلب المتزايد على المواد الكيميائية واالنخفاض المتوقع في الطلب على البرتوكيماويات في العقود المقبلة .نعمل في “كاوست” على ابت�كار تقنيات جديدة لتطوي�ر عملية تحوي�ل النفط إلى مواد كيميائية ،بهدف إنتاج البرتوكيماويات من النفط الخام بخطوة واحدة”. الربوفيسور جورجي جاسكون مدير مركز الحفز في “كاوست” وأستاذ الهندسة الكيميائية
الكربون الدائري
38
أرامكو السعودية “على مدار ما يقرب من عقد من الزمان ،ساعدت نتائج أبحاث مركز االحرتاق النظيف في” كاوست” على تسريع تطوي�ر تقنياتنا الرائدة مثل اشتعال ضغط البنزي�ن .وبفضل ما يتمتع به المركز من إمكانات بحثية حديثة ،تمكنا من تطوي�ر تركيبات وقود متقدمة يمكنها تحسني كفاءة محركات االحرتاق الداخلي وتقليل االنبعاثات”. أحمد الخويطر رئيس قسم الت�كنولوجيا في شركة أرامكو
فيولكوم :برنامج شراكة مع أرامكو منذ ما يقرب من 10سنوات ،تعمل أرامكو ومركز “كاوست” لالحرتاق النظيف مع ًا على تطوي�ر تقنيات ثورية تغري قواعد اللعبة وترسم مستقبل وقود النقل الفعال .ويستعد مشروعهم التعاوني المتمثل في برنامج فيولكوم لتقليل االنبعاثات من وقود النقل ،في وقت تظل فيه محركات االحرتاق الداخلي قيد االستخدام على نطاق واسع، بل وي�زداد الطلب عليها. فمن المتوقع ،بحلول العام ،2035أن يرتفع عدد سيارات الركاب التي تجوب طرقات العالم إلى 2مليار (ارتفاع ًا من 1.3مليار حالي ًا) .فيما يتعي ،في الفرتة الزمنية ذاتها ،خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ّ العالمية بأكرث من النصف ،وصوالً إلى صافي صفر انبعاثات بحلول العام ُ .2050تظهر التوقعات أن غالبية السيارات ستظل تستخدم محركات االحرتاق حتى العام 2040على األقل .ويعتقد برنامج “فيولكوم” أن الفعالة تعد -على األمد القصري محركات االحرتاق الداخلي المتقدمة ّ إلى المتوسط -الطريقة األكرث كفاءة في تقليل ثاني أكسيد الكربون. وفي حني ت�توسع تدري�جي ًا خيارات النقل البديلة المنخفضة أو الصفرية، تظل مطلوبة. مثل السيارات الكهربائية ،فإن أبحاث “فيولكوم” ّ وفي المرحلة الثالثة ،يتبع برنامج “فيولكوم” اآلن مساري�ن بحثي�ي رئيسي�ي :تغي�ي كيمياء الوقود من خالل تصميم منتجات وقود جديدة مثل AramcoMech؛ وإعادة التفكري في تصميمات المحركات من خالل تعزي�ز كفاءتها .وقد ركزت أبحاث الوقود على تطوي�ر محركات اشتعال بضغط البنزي�ن تشتعل بسرعة أقل من الديزل وتنتج مستويات أقل بكثري من الهباب وانبعاثات أكاسيد النيرتوجني .لذا ،فقد ركزت أبحاث المحركات على منع “الضربة القاضية” التي تعد عامالً رئيسي ًا يحد من كفاءة محركات السيارات .حيث ت�تجم هذه التقنيات إلى انبعاثات كربونية أقل، والمزيد من األميال لكل غالون. فمن خالل جعل الوقود أنظف وأكرث كفاءة مع تحسني محرك االحرتاق الداخلي أيض ًا ،يضع برنامج “فيولكوم” مسار ًا جديد ًا لكل صناعات النقل، بما في ذلك السيارات ،والبواخر ،والطائرات .إذ أن أبحاثه تعزز فهم
العالم الحرتاق الوقود الهيدروكربوني ،وتؤثر على تصميم المحرك في المستقبل .يضع هذا التعاون” كاوست” وأرامكو في طليعة الباحثني عن تقنيات رائدة تحافظ على القدرة التنافسية االقتصادية والبيئية لوقود النقل المشتق من النفط مستقبالً. تعزي�ز ت�كنولوجيا األداء الفائق: الشراكة مع ماكالري�ن لتحسني أداء سيارات سباق فورموال1 تدفع “كاوست” وماكالري�ن العلم والت�كنولوجيا إلى حدود جديدة .فمن خالل اتفاقية بحث وتطوي�ر مدتها خمس سنوات ،تم توقيعها في ،2018 تهدف شراكة “كاوست” و”ماكالري�ن” إلى تعزي�ز االبت�كار في نماذج االحرتاق وتصميم الوقود باإلضافة إلى عدد من المجاالت األخرى. يتطلب النجاح في سباقات فورموال 1ابت�كار ًا مستمر ًا .ولتحسني أداء سيارات السباق ،تهتم فرق فورموال 1بمعالجة البيانات الضخمة ،ونظريات اللعبة، واإلحصاءات ،والتعلم اآللي .تهدف الشراكة بني “كاوست” و”ماكالري�ن” إلى تحسني أداء سيارات سباق فورموال 1إلى جانب تحقيق تطورات أوسع في مجال العلوم والت�كنولوجيا والهندسة والرياضيات .ومن خالل الرتكيز على ت�كنولوجيا األداء الفائق ،ستساعد هذه الشراكة في جعل سيارات “ماكالري�ن” تسري بشكل أسرع مع توفري الوقود بشكل أكرب. تركز الشراكة على تطوي�ر البحث في خمسة مجاالت رئيسية :ديناميات السوائل الحسابية ،التعلم اآللي ،الوقود ومواد التشحيم ،الرياضيات المتقدمة ،أجهزة االستشعار واإللكرتونيات .يوفر التعاون فرصة الختبار العالم الحقيقي لعدد من ابت�كارات” كاوست” ،بما في ذلك نمذجة االحرتاق وتصميم الوقود. ويساعد فري�ق سباق فورموال 1في “مكالري�ن” على التفوق ،وكذلك في جلب فوائد ت�كنولوجية قابلة للتطوي�ر للصناعة العالمية .ومن المقرر أيض ًا أن يفتح هذا التعاون أبواب ًا جديدة لتطوي�ر مواهب طلبة الدراسات العليا في “كاوست” ،من خالل البحث والتدريب الداخلي والمنتديات الهندسية، وغريها من فرص توسيع المعرفة والمهارات الالزمة للسوق المستقبلية.
37
الكربون الدائري
مستقبل الوقود
مجموعة مكالري�ن “تدرك شركة “ماكالري�ن ريسينغ” مسؤوليتها تجاه االستدامة ،وتساعدنا “كاوست” بخرباتها ومرافقها ومواهبها الممتازة على دفع التطورات واألبحاث وترجمتها في ابت�كارات مستدامة طويلة األمد”. جوناثان نيل ،مدير العمليات بشركة ماكالري�ن
االحرتاق الفعال يعمل الباحثون في مركز االحرتاق النظيف التابع ل “كاوست” على جعل الوقود واالحرتاق أكرث كفاءة ونظافة واقتصاد ًا .على سبيل المثال ،نشر رفيق باباي�يف ،طالب الدكتوراة في الجامعة ،وباحثون آخرون من مركز “كاوست” لالحرتاق النظيف مقاالً في يناير 2019يوضح بالتفصيل طريقة جديدة تسمى “االحرتاق متساوي الضغط” ،ت�تيح لمحركات االحرتاق الداخلي تحقيق كفاءة أعلى وانبعاثات أقل في الوقت نفسه .الدراسة هي جزء من تعاون بني مركز االحرتاق النظيف وشاحنات شركة “فولفو” يسعى إلى تطوي�ر مفهوم تقسيم دورة عمل المحرك .أظهرت دراسة باباي�يف أن بمقدور االحرتاق متساوي يحسن الكفاءة الحرارية للمحرك ،عرب تقليل َت َب ّدد وهدر الضغط أن ّ نقل الحرارة بنسبة 20بالمائة ،بالتزامن مع خفض انبعاثات أكاسيد النيرتوجني إلى النصف .ومن المتوقع أن يؤدي االحرتاق متساوي الضغط إلى تمكني المحركات ذات الدورة المنقسمة من تحقيق كفاءة طاقة بنسبة 60بالمائة ،ما يعزز كثري ًا كفاءة المحركات القياسية في الشاحنات ،البالغة اآلن 45بالمائة. يتوقع في العقود المقبلة أن تحتفظ الهيدروكربونات والتقنيات التي تعتمد عليها ،مثل محركات االحرتاق ،بدور مهم في نظام الطاقة الدولي .إذ سيكون استخدامها ضروري ًا في سيناري�وهات مسارات انبعاثات متعددة .فالسيناري�و الذي يتوقع تحوالت أبطأ نحو الصفر الصافي لالنبعاثات ،والسيناري�و الذي يتوقع اعتماد ًا قوي ًا على مشروع يرجحان أن تظل الهيدروكربونات مصدر ًا للطاقة احتجاز الكربون وتخزينهّ ، طوال القرن الحادي والعشري�ن .أما السيناري�و الذي يتوقع انتقاالً أسرع، يقر باالستخدام المستمر الكبري للهيدروكربونات في عقود ما فهو ّ قبل سنة ،2050بوصفها النقطة التي يجب أن يصل فيها االقتصاد العالمي إلى صافي انبعاث صفري .وفي ظل جميع السيناري�وهات، ست�كون االبت�كارات التي تزيد من كفاءة تقنيات االحرتاق ضرورية لتقليل ت�أثريها على البيئة.
الكربون الدائري
36
أرامكو السعودية “توظف أرامكو السعودية است�ثمارات بحثية كبرية مع ّ مجموعة الربوفيسور الداودي في “كاوست” ،بغية تطوي�ر سيمهد الجيل التالي من مواد احتجاز ثاني أكسيد الكربون. ّ هذا األمر -في حال نجاحه -الطري�ق أمام نظام احتجاز ثاني أكسيد كربون قائم على األطر المعدنية العضوية ،يعد األول من نوعه من حيث الت�كلفة ،كثمرة تعاون فريد بني الصناعات يجسده التعاون بني أرامكو السعودية وكاوست”. والجامعات ّ عقيل جمال ،كبري التقني�ي في قسم أبحاث إدارة الكربون في أرامكو السعودية
وباإلضافة إلى تطوي�ر تقنيات احتجاز الكربون الذي يحمله الهواء ،اكتشف باحثو “كاوست” أن الطحالب الكبرية ،أو األعشاب البحرية ،تلتقط بشكل طبيعي كمية أكرب من الكربون من الغالف الجوي مما كان ُيعتقد سابق ًا .والنباتات أيض ًا ،مثل األعشاب البحرية واألشجار ،تلتقط الكربون الموجود في الغالف الجوي من خالل عزله ،ومن ثم تحويله إلى مادة نباتية. وفي أغسطس ،2019أعلنت مجموعة من الباحثني الدولي�ي بقيادة الربوفيسور كارلوس دوارتي ،األستاذ المتميز في علوم البحار في “كاوست” ،عن أول دليل كمي موثق يحدد موقع األعشاب البحرية خارج الخط الساحلي .فقد اكتشفوا وجود مجموعة متنوعة من أنواع الطحالب الكبرية تنجرف لمسافة تصل إلى 5000كيلومرت خارج المناطق الساحلية .حوالي 70 بالمائة من هذه الطحالب الكبرية -والكربون الذي تلتقطه -تغرق إلى أعماق تصل إلى 1000مرت تحت مستوى سطح البحر .ومن المستبعد في هذه ثم إلى الغالف الجوي. األعماق أن يعود الكربون المحبوس إلى السطح ومن ّ وفيما يواصل باحثو “كاوست” تحديد مقدار الكربون الذي تحتجزه األعشاب أن اكتشافهم هذا يمهد البحرية التي حددوا هويتها ،فإن من الواضح ّ الطري�ق لدمج الكربون المحتجز في األعشاب البحرية في الحسابات العالمية أن التقي�يمات الدقيقة للكربون للكربون األزرق الذي يرتاكم في المحيط .إذ ّ األزرق هي الخطوة األولى في حماية واستعادة النظم البيئية الساحلية التي تحبس الكربون .ويذكر في هذا الصدد أن حكومة كاتالونيا منحت في يوليو 2019الربوفيسور دوارتي جائزة رامون مارجاليف في علم البيئة ،عن أبحاثه وأبحاث “كاوست” حول الكربون األزرق.
احتجاز الكربون تعمل فرق البحث في “كاوست” على تطوي�ر مواد تعزز تقنية احتجاز الكربونُ .تعرف هذه المواد باسم األطر المعدنية العضوية (،)MOFs وهي مركبات نانوية ذات خصائص فيزيائية -كالمسامية العالية ومساحة السطح الكبرية -تمكنها من احتجاز الغازات واحتوائها ،بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون. تركز مجموعة “كاوست” ألبحاث تصميم الجيل القادم من المواد الوظيفية واكتشافها وتطوي�رها ( ،)FMD3التي يرأسها الربوفيسور محمد الداودي ،على هذا المجال .وفي يونيو ،2016نشر باحثو FMD3 مقاالً يشرح بالتفصيل بناءهم إطار ًا معدني ًا عضوي ًا جديد ًا ،حمل اسم: كاوست ،)KAUST-7( 7-يلتقط الكربون من الهواء بشكل أكرث كفاءة من البدائل الحالية .يمكن لهذه األطر المعدنية أن تقلل االنبعاثات الصناعية من مصدري�ن رئيسي�ي للتلوث الكربوني :محطات الطاقة الثابتة والنقل. يذكر أن الربوفيسور الداودي حصل في سبتمرب 2019على جائزة عبد الحميد شومان للباحثني العرب تقدير ًا إلنجازاته وإنجازات “كاوست” في استخدام هذه األطر لمواجهة تحديات البيئة والطاقة.
تخزي�ن الكربون منذ فرباير ،2017كان مركز أبحاث وهندسة البرتول في “كاوست” عضو ًا رئيسي ًا في مشروع مخصص لتقي�يم جدوى تخزي�ن الكربون في المملكة العرب�ية السعودية .ويعمل فري�ق البحث في المشروع ،والذي يضم الدكتور حسني حطيط، حمية ،أحد خري�جي “كاوست” ،على تقي�يم األستاذ المساعد في الجامعة ،وعلي ّ إمكانات تخزي�ن الكربون في موقع في حرة خيرب ،الحقل الربكاني الواقع بالقرب من مصفاة ينبع التابعة لشركة أرامكو السعودية .يمثل است�كمال دراسة الجدوى في حرة خيرب أحد أكرب أهداف الفري�ق التي تشمل أيض ًا إنشاء قائمة جرد على مستوى المملكة العرب�ية السعودية لمواقع تخزي�ن الكربون المحتملة بالقرب من مصادر انبعاثات الكربون .وقد أنشأ باحثو الجامعة بالفعل قاعدة بيانات للمصادر الرئيسية الثابتة للكربون في المملكة العرب�ية السعودية ،تشمل المرافق المرتبطة بأنشطة الكهرباء وتحلية المياه والت�كري�ر واألسمنت والبرتوكيماويات والمعادن .وشارك في هذا المشروع وزارة االقتصاد والتخطيط والدكتور محمد مفتي من جامعة الملك عبد العزي�ز. استخدام الكربون يعمل مركز الحفز الكيميائي في “كاوست” ،بقيادة الربوفيسور جورجي جاسكون ،على تطوي�ر طرق لتحوي�ل ثاني أكسيد الكربون الملتقط إلى وسيط كيماوي صناعي .على سبيل المثال ،نشر باحثو الجامعة في أبري�ل 2019ورقة بحثية توضح بالتفصيل تطوي�رهم محفز ًا يمكنه تحوي�ل ثاني أكسيد الكربون إلى ّ أوليفينات ُتستخدم في صناعة البالستيك واأللياف .تعتمد الطرق التقليدية لتصنيعاألوليفيناتعلىالغازالتخليقي،وهوخليطيت�كونأساس ًا منالهيدروجني وأول أكسيد الكربون .وقد أظهر الباحثون أن عملية الحفز التي تستخدم ثاني أكسيد الكربون يمكنها أن ت�كون منتجة مثل الطرق التقليدية ،ولكنها ت�تمتع أيض ًا نقدية. بميزة اقتصادية وبيئية ت�تمثل في تحوي�ل الكربون المحتجز إلى قيمة ّ
35
الكربون الدائري
Image by Climeworks
احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه تعد التقنيات التي تم ّكن من احتجاز الكربون وتخزينه واستخدامه أمر ًا محوري ًا في تطبيق مفهوم االقتصاد الدائري للكربون
الكربون الدائري
أطلقت جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) في ديسمرب 2020 مبادرة جديدة تهدف إلى ربط المجاالت المختلفة ألبحاث االقتصاد الدائري للكربون في الجامعة تحت إطار نهج واحد موحد .ويتمثل الهدف النهائي للمبادرة ،المسماة “مبادرة كاوست للكربون الدائري” ،في دعم إنشاء منصة وطنية تعمل على تروي�ج الحلول الت�كنولوجية لالقتصاد الدائري للكربون ،وتبنيها، ونشرها بسرعة.
واستخدامه وتخزينه سيحقق فوائد اقتصادية
كان البحث في تقنيات االقتصاد الدائري للكربون ،منذ انطالقة “كاوست” في
وبيئية تساعدنا على تحقيق األهداف في كال
العام ،2009جزء ًا ال يتجزأ من خطط واهداف الجامعة ،بما يشتمله هذا البحث من احتجاز ثاني أكسيد الكربون ،والحلول القائمة على الطبيعة ،والطاقة المتجددة ،واستخدام ثاني أكسيد الكربون .ومع إطالق “كاوست” مبادرتها لالقتصاد الدائري ،تهدف الجامعة إلى إنشاء شبكة قوية ومستنرية من الباحثني، فعال واستباقي ريادة المملكة العرب�ية السعودية في هذا تدعم بشكل ّ المجال المتوسع. واالقتصاد الدائري للكربون نموذج اقتصادي مصمم للتخفيف من تراكم الكربون في الغالف الجوي ،وهو نهج جديد مهم إلدارة الكربون والتصدي لتغري المناخ تدعمه المملكة .فقد أعلن وزي�ر الطاقة األمري عبد العزي�ز بن سلمان في أكتوبر 2019عن دعم المملكة العرب�ية السعودية لالقتصاد الدائري للكربون .وإذا كان النموذج األساس للمفهوم يقوم على ثالثية :الحد من انبعاثات الكربون، فإن االقتصاد الدائري للكربون يقوم على وإعادة استخدامه ،وإعادة تدوي�رهّ . رباعية :الحد من انبعاثات الكربون ،وإعادة استخدامه ،وإعادة تدوي�ره ،وإزالته. تحد من انبعاثات وفيما يؤكد االقتصاد الدائري للكربون الحاجة إلى تقنيات ّ الكربون ،فإنه يدعو إلى تقنيات تزي�ل الكربون من الغالف الجوي ،ثم إعادة استخدامه أو تخزينه .فبمجرد احتجاز الكربون ،يمكن تخزينه بشكل دائم في األرض في خزانات النفط المستنفدة ،أو إعادة استخدامه من خالل العمليات الكيميائية وتحويله إلى مواد أولية صناعية ،مثل األسمدة أو الميثانول .وبشكل منفصل، يشجع االقتصاد الدائري للكربون على إعادة تدوي�ر الكربون من خالل استخدام أحواض الكربون الطبيعية والطاقة الحيوية ،حيث تسحب األشجار والنباتات والطحالب بالفعل الكربون بشكل طبيعي من الغالف الجوي .إن تسخري هذه العمليات باستخدام الطاقة الحيوية الشتقاق الطاقة من هذه موارد الحيوية الكربى ثم إعادة زراعتها الحق ًا ،سيساعد على ضمان صافي انبعاثات صفرية. يعتمد النموذج على فكرتني مهمتني .أوالً ،أن تطوي�ر وتنفيذ تقنيات الطاقة
34
وزارة الطاقة “اسمحوا لي أن أؤكد أنه ضمن إطار عمل االقتصاد الكربوني الدائري ،فإن احتجاز الكربون
المجالني بشكل متزامن”. صاحب السمو الملكي األمري عبد العزي�ز بن سلمان، وزي�ر الطاقة السعودي
المتجددة وحدها غري ٍ أن من المرجح كاف لتحقيق أهداف المناخ العالمية .ثاني ًاّ ، أن تستمر االقتصادات في استخدام الوقود األحفوري كمصادر للطاقة طوال القرن الحادي والعشري�ن .يتمثل أحد أهداف اتفاقية باريس بشأن تغري المناخ في تحقيق توازن بني مصادر الكربون ومصارفه بحلول العام ،2050لضمان صافي انبعاثات صفرية على مستوى العالم .إن تحقيق هذا التوازن ضروري للحد من الزيادة في درجات الحرارة العالمية في حدود 2درجة مئوية من مستويات ما قبل الصناعة ،أو 1.5درجة مئوية إذا أمكن. وقد حددت اتفاقية باريس أهداف درجات الحرارة هذه لتج ّنب اآلثار األكرث تدمري ًا لتغري المناخ .ومع ذلك ،يتوقع أن ترتفع درجات الحرارة العالمية بنحو 3درجات مئوية نظر ًا لالتجاهات الحالية والسياسات المعتمدة بعد اتفاقية باريس. ويعد تمكني احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه أمر ًا ضروري ًا لالسرتاتيجيات التي يجب تطوي�رها للوصول إلى تحقيق أهداف االتفاقية. يذكر أن المملكة العرب�ية السعودية افت�تحت بنجاح منصة عالمية لالقتصاد الدائري للكربون من خالل رئاستها لمجموعة العشري�ن .ففي سبتمرب ،2020 اذ تعهد وزراء طاقة مجموعة العشري�ن بت�أي�يد منصة االقتصاد الدائري للكربون كأداة إلدارة االنبعاثات وتعزي�ز الوصول إلى الطاقة ،مع االعرتاف بهذه المنصة كنهج شامل ومت�كامل وعملي إلدارة االنبعاثات ،مع توفري مسارات جديدة نحو التنويع االقتصادي والنمو للمملكة العرب�ية السعودية.
33
الكربون الدائري
مبادرة كاوست للكربون الدائري
Image courtesy of Xavier Pita
كاوست تستجيب لنداءات قادة المملكة ومجموعة العشري�ن، الداعية إلى إحراز تقدم في اقتصاد الكربون الدائري
“من خالل مبادرة الكربون الدائري من كاوست ،سنبني شبكة أقوى من الباحثني في المملكة ،في جميع مراحلهم المهنية ،إلجراء االختبارات الشاملة ،وتعزي�ز علومنا وتقدمنا الهندسي على النحو األمثل، والمساهمة بشكل كامل في الجهود المستمرة ،التي تبذلها المملكة لتنفيذ الربنامج الوطني القتصاد الكربون الدائري”. دونال برادلي نائب الرئيس لألبحاث
الكربون الدائري
أرامكو السعودية “االقتصاد الدائري للكربون مفهوم عملي يمكنه أن يوجهنا نحو مستقبل مستدام”.
32
31
الكربون الدائري
أبحاث “كاوست” في تقنيات اقتصاد الكربون الدائري G20 ““نؤيد منصة االقتصاد الدائري للكربون ،وإطار عملها القائم على رباعية :الحد من انبعاثات الكربون ،وإعادة استخدامه ،وإعادة تدوي�ره ،وإزالته”. وزراء طاقة مجموعة العشري�ن ،بيان سبتمرب 2020
تدريب ومواهب
االبت�كار واالبداع :الشركات الناشئة السعودية تربز في المحافل الدولية الشركات الناشئة التي تدعمها” كاوست” تبلغ األدوار النهائية لكأس العالم لريادة األعمال للعام الثاني على التوالي ،تشارك جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) هذا العام مع منتدى مسك العالمي ( )MiSkفي استضافة كأس العالم لريادة األعمال ،وهو أكرب مسابقة عالمية تعرض فيها الشركات الناشئة مشاريعها .ويشارك في دورة 2020أكرث من 170ألف شركة ناشئة من مختلف أنحاء العالم. كان رواد األعمال في “كاوست” يتطلعون إلى ت�كرار نجاحهم في 2019عندما احتلت “مزارع البحر األحمر”، وهي شركة ناشئة في الجامعة تعمل على تطوي�ر طرق لري األراضي باستخدام مياه البحر ،المركز الثالث في المسابقة .وبلغت ثالث شركات ناشئة سعودية ،منها شركتان من “كاوست” ،النهائيات العالمية التي نظمت افرتاضي ًا في أكتوبر 2020حيث تنافست 100شركة على الجائزة الكربى التي تبلغ قيمتها 500ألف دوالر. وتعني على شركات “كاوست” الناشئة أن ت�تجاوز النهائيات الوطنية السعودية التنافسية التي عقدت في سبتمرب 2020قبل أن تضمن لها مكان ًا في النهائيات العالمية .واستلمت المسابقة الوطنية 15ألف طلب من رواد أعمال سعودي�ي اختري منهم 15لعرض أفكار مشاريعهم على المنصة االفرتاضية على لجنة الحكام. واختريت ست شركات منها للنظر في ترشيحها إلى النهائيات العالمية حيث ت�أهلت الشركات الثالثة األولى تلقائي ًا ،ومنحت الثالثة األخرى موقع ًا في نصف النهائيات العالمية. احتلت “تالون داست كونرتول” ( )Talon Dust Controlو”إدامة للحلول العضوية” ()Edama Organic Solutions “تقدم” ،مسرعة أعمال الشركات الناشئة في “كاوست” ،المركزي�ن األول والثاني على اللتان انبثقاتا من برنامج ّ التوالي في المسابقة الوطنية ،وت�أهلتا تلقائي ًا إلى النهائيات العالمية .جدير بالذكر أن “تالون” انبثقتمن دفعة “تقدم” في 2019وهي تنتج حلوالً صديقة للبيئة للتحكم بالغبار وت�أمني استقرار الرتبة في الظروف وتدور “إدامة” التي ت�أسست المناخية في المملكة العرب�ية السعودية التي ت�تسم بالجفاف وندرة المياه. ّ في 2017وتعمل انطالق ًا من مدينة األبحاث والتقنية في “كاوست” النفايات العضوية إلى منتجات لتحسني الرتبة مصممة لزيادة كفاءة الزراعة الصحراوية. وخالل النهائيات العالمية لكأس العالم لريادة األعمال التي استمرت يومني ،تنافست الشركات الناشئة المشاركة في سلسلة من أدوار التصفيات ومراحل االستبعاد حتى بقيت خمس شركات فقط .ونالت “تريتل تري البس” ( )TurtleTree Labsشركة التقنية الحيوية السنغافورية الناشئة التي تطور الحليب باستخدام تقنية قائمة على الخاليا الجائزة األولى .ولم يبلغ أي من متسابقي كاوست الجولة النهائية ،غري أن جميع الشركات الناشئة المئة المشاركة تلقت باقة من الخدمات العينية بقيمة 850ألف دوالر.
هتان أحمد رئيس مركز ريادة األعمال في كاوست
تعد كاوست شريك ًا طبيعي ًا لكأس العالم لريادة األعمال الذي تنظمه مؤسسة مسك ،حيث تشرتك كلتا المنظمتني في الطموح العالمي لجذب الشركات الناشئة في مجال التقنية والمواهب العالمية الرائدة وبناء مسار عالمي يجعل من المملكة وجهة بارزة لريادة األعمال.
حققت المسابقة إجماالً نجاح ًا باهر ًا .وبرهنت مجدد ًا على تحلي الباحثني السعودي�ي بالمواهب مع إعادة الت�أكيد على دور الجامعة المتنامي باعتبارها ميسرة للروح الريادية وت�أسيس األعمال في المملكة.
كأس العالم لريادة األعمال نحن في فري�ق كأس العالم لريادة األعمال سعداء جد ًا بمشاركة “كاوست” معنا في هذه الحدث المهم ،خصوص ًا أننا نتشاطر الرؤية نفسها في دعم الكوادر الشابة التي هي أعظم رصيد لمواجهة التحديات والتغي�ي ،كما أن الخربة الكبرية التي تمتلكها كاوست وريادتها العالمية في هذا المجال ست�كون خري عون للمت�أهلني للنهائي العالمي وستمكنهم من إبراز إمكاناتهم وتطوي�ر قدراتهم عبد الرحمن السحيمي ،مدير مبادرة كأس العالم لريادة األعمال وبرامج ريادة األعمال في مسك
30
29
تدريب ومواهب
تشجيع الشباب العربي ليصبحوا الجيل المقبل من العلماء كاوست تشرتك مع “فرونتريز” إلطالق مجلة علمية جديدة تشرتك جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) مع شركة فرونتريز العالمية للنشر العلمي ،في إنتاج مطبوعة تبشر بتعزي�ز الحماسة للعلوم بني جديدة للقراء العرب الشباب ّ الشباب العربي .ويذكر أن النسخة العرب�ية الجديدة من مجلة ،Frontiers for Young Mindsست�كون أحدث لغة تصدر بها هذه المجلة. �أطلقت “العقول الشابة” في ،2013وتنشر دراسات يقدمها علماء وي�راجعها مجلس مؤلف من شباب ت�تاوح أعمارهم بني 8و 15عام ًا إلى جانب مرشديهم ،لضمان وصولها وجاذبيتها للجمهور الشاب .وتسعى “فرونتريز للعقول الشابة” باللغة العرب�ية إلى ت�كرار نجاح النسخة اإلنجليزية األصلية التي ت�ت�ألف من نحو 500مقالة ،علم ًا أن عدد مرات قراءة المقاالت باللغة اإلنجليزية يربو حتى اآلن عن ستة مالي�ي قراءة. اضطلع ماثيو مكابي ،الربوفيسور في كاوست ،بدور بارز في ت�أسيس الشراكة بني “فرونتريز” والجامعة ،بعد حضوره مؤتمر “فرونتريز” في سويسرا سابق ًا .وقال مكابي“ :عندما سمعت عن فرونتريز ،لم ت�كن ترجمة المجموعة إلى اللغة العرب�ية فكرة واضحة فحسب بل ضرورية” .والجمهور المرتقب للمقاالت العلمية المناسبة للشباب باللغة العرب�ية جمهور كبري ،فاللغة العرب�ية خامس لغات العالم انتشار ًا في العالم ،وهي اللغة األم لـ 25دولة ومنطقة .ويتيح المصدر الجديد الفرصة لنحو 420مليون ناطق باللغة العرب�ية لمطالعة العلوم ،واالستمتاع بها،ومتابعتها.
فرونتريز “تعد Frontiers for Young Mindsمسار ًا جذاب ًا ومبت�كر ًا ّ في العلوم ،ويسعدنا أن أتيحت لنا فرصة الشراكة مع كاوست لمساعدة القراء العرب الشباب على الوصول إلى العلوم الجيدة ،وفهمها ،واالستمتاع بها”. فريد فينرت ، ،المحرر التنفيذي لـ”فرونتريز”
تصف مجلة Frontiers for Young Mindsنفسها بأنها “علوم لألطفال ،يحررها األطفال” ،حيث يقرر األطفال أنفسهم كيفية تقديم المحتوى العلمي لجيلهم. المجرات إلى عالج األمراض وتشتمل على موضوعات ت�تاوح من علم فلك ّ البشرية ،والعلوم البيئية ،في تصميم يلهم الجيل المقبل من العلماء الشباب. يقول فريد فينرت ،المحرر التنفيذي في “فرونتريز” :المعرفة العلمية مهارة جمة .يجب أن يطلع الشباب على بالغة األهمية للجيل المقبل الذي يواجه تحديات ّ مواد علمية دقيقة وجذابة تساعدهم في تعلمهم وفهمهم للعالم الذي نعيش فيه”. ستعمل النسخة العرب�ية الجديدة ،التي يدعمها قسم التقدم الوطني االسرتاتيجي في كاوست ،ويديرها مكتب فرونتريز في سويسرا ،على تعزي�ز العلوم عالية الجودة لجيل كامل من الشباب الناطقني بالعرب�ية .وسيساعد على خلق الحماسة للعلوم والت�كنولوجيا والهندسة والرياضيات -ما يمثل تطور ًا إي�جابي ًا للشباب في العالم العربي ،ولمستقبل المجتمع.
ماثيو مكابي أستاذ علوم وهندسة البيئة ،المدير المساعد لمركز تحلية وإعادة استخدام المياه
هل من طريقة أفضل إللهام الجيل المقبل من العلماء والمهندسني الشباب ،سوى قراءة أحدث األبحاث بلغتهم األصلية ،ومنحهم فرصة لنشر أبحاثهم الخاصة؟
وبالتوازي مع ذلك ،سيقوم قسم التقدم الوطني االسرتاتيجي بتنسيق مبادرات التوعية المتعلقة بالنشر ،من خالل االستفادة من مشاركته النشطة مع أطفال المدارس االبتدائية والثانوية في المملكة ،ومن خالل االستمرار في إدارة برامج بحثية صيفية رفيعة المستوى للمواهب السعودية الشابة .تقول الدكتورة نجاح عشري ،نائب الرئيس للتقدم الوطني االسرتاتيجي في كاوست: “نأمل في إلهام الشباب السعودي لمتابعة االكتشاف وتقدير القيمة طويلة األمد لألبحاث” .وتضيف“ :نحن ملتزمون برعاية وتنشئة قادة المستقبل في منظومة البحث والتطوي�ر واالبت�كار في المملكة العرب�ية السعودية والمنطقة”. حازت “فرونتريز” على العديد من الجوائز ،وهي منصة علمية مفتوحة ،وناشر أكاديمي رائد في النفاذ المفتوح .ت�أسست مؤسسة “فرونتريز” في العام 2007 ونشرت أكرث من 150ألف مقالة بحثية تمت مراجعتها بدقة من قبل أكاديمي�ي بارزي�ن .سيساعد اإلصدار العربي الجديد Frontiers for Young Mindsكاوست على توسيع مهمتها المتمثلة في تحفيز االزدهار االجتماعي في المملكة العرب�ية السعودية والعالم ،من خالل التعليم ،والبحث العلمي والت�كنولوجي.
تدريب ومواهب
28
ترسيخ مكانة كاوست كمركز عالمي للتميز البحثي ت�كريم أعضاء هيئة التدريس بالجامعة لمساهماتهم البارزة في البحث العلمي تمكنت الجامعة منذ ت�أسيسها في 2009من استقطاب خرباء ورواد عالمي�ي في مختلف فروع المعرفة. وبدعم من مرافق كاوست الحديثة وبيئ�تها التعاونية ،استطاعوا ترسيخ سمعة الجامعة باعتبارها مركز تميز لألبحاث العالمية ،يضفي للمملكة مكانة مرموقة .وحصدت هيئة التدريس في كاوست في األشهر األخرية ،عدة جوائز دولية مرموقة على أبحاثها .فبعد أن حصل نائب الرئيس لألبحاث ،دونال برادلي ،على جائزة تشوخرالسكي من الجمعية األوروبية ألبحاث المواد في العام ( 2019كما هو موضح أعاله) ،تم تقليده عضوية األكاديمية الوطنية األمريكية للمخرتعني في العام ،2020وهو خامس عضو هيئة تدريس من كاوست ينال هذا الت�كريم .ونال الربوفيسور إيان ماكيوليك ،أستاذ العلوم ال للجمعية الملكية في أبري�ل الكيميائية ومدير مركز الطاقة الشمسية في كاوست ،بعد اختياره زمي ً ،2020الجائزة متعددة التخصصات من الجمعية الملكية للكيمياء على عمله في استخدام التصميم والرتكيب الكيميائي الجزيئي. كما ينال باحثو كاوست تقدير ًا محلي ًا وإقليمي ًا متزايد ًا على أعمالهم .فقد حصل الربوفيسور بينغ وانغ، أستاذ العلوم والهندسة البيئية في كاوست ،على جائزة األمري سلطان بن عبدالعزي�ز العالمية للمياه للعام ،2020تقدير ًا لعمله في عمليات إنتاج المياه العذبة باستخدام الطاقة الشمسية .وكذلك فاز الربوفيسور عثمان بكر ،أستاذ علوم وهندسة المواد في كاوست ،بجائزة عبدالحميد شومان للباحثني العرب في مجال علوم المواد ،وهي جائزة تقدمها مؤسسة عبدالحميد شومان سنوي ًا. وفي أماكن أخرى ،جرى ت�كريم عدد من أساتذة كاوست على مساهماتهم الدائمة في مختلف فروع المعرفة العلمية .وتلقى الربوفيسور تاديوس باتزك ،أستاذ موارد الطاقة وهندسة البرتول في كاوست ،جائزة ديزيديري�وس �إراسموس المرموقة من الجمعية األوروبية لعلماء ومهندسي الجيولوجيا ،تقدير ًا إلنجازاته المميزة والمستمرة في مجال أبحاث إمدادات الطاقة .وحصل رئيس كاوست الدكتور توني تشان على جائزة الخدمة المتميزة للمهنة للعام ،2020التي قدمتها جمعية الرياضيات قدمها ،وهي جائزة سنوية نخبوية للغاية، الصناعية والتطبيقية ،لقاء الخدمات المميزة للمهنة التي ّ تمنح منذ العام .1986 كما ان ُتخب العديد من أعضاء هيئة تدريس كاوست كزمالء في جمعيات بحثية مرموقة ،تقدير ًا لريادتهم سمي بيرت ماركوفيتش ،أستاذ كاوست المميز في واعرتاف ًا بأهمية أبحاثهم ،كل في مجاله .فقد ُ ال في دفعة العام 2020في األكاديمية األوروبية الرياضيات التطبيقية والعلوم الحاسوبية زمي ً للعلوم ،تقدير ًا التساع معارفه المميزة في مجال التحليل الرياضي والعددي للمعادالت التفاضلية س ّمي الربوفيسور إنغو بيناو ،األستاذ في كاوست ،ورئيس برنامج الهندسة الكيميائية، الجزئية .فيما ُ ال لجمعية أمريكا زمي الجامعة، في المسامية والمواد المتقدمة األغشية لمركز المؤسس والمدير ً الشمالية لألغشية NAMSللعام ،2020تقدير ًا لمساهماته البارزة في مجال تطوي�ر األغشية.
الربوفيسور إنغو بيناو رئيس برنامج الهندسة الكيميائية والمدير المؤسس لمركز األغشية المتقدمة والمواد المسامية في كاوست.
تعد هذه الجائزة اعرتاف ًا بالعمل المبت�كر في مجال عمليات الفصل ذات الكفاءة في استهالك الطاقة ،التي تقوم بها مجموعتي البحثية في كاوست ،ويمنحنا ذلك دفعة معنوية كبرية، ويحفزنا إلنتاج المزيد من األبحاث المؤثرة في مجال األغشية ،التي سيكون
الجمعية الملكية للكيمياء “تقدير ًا لعمل الربوفيسور إيان ماكيوليك ،فإننا نقدر أيض ًا المساهمة المهمة التي تقدمها هذه الكوكبة الرائعة من العلماء لتحسني حياتنا كل يوم”. الدكتورة هيلني باين ،الرئيس التنفيذي باإلنابة للجمعية الملكية للكيمياء
لها أثر إي�جابي كبري على المملكة والعالم بأسره.
27
تدريب ومواهب
الباحثات السعوديات يتحدين التوقعات ويحصدن الجوائز باحث�تان سعوديتان في” كاوست” تفوزان بجائزة دولية مرموقة في الحوسبة الفائقة
المركز األلماني للحوسبة الفائقة
“ ُتمنح جائزة “غاوس” سنوي ًا ألفضل بحث يقدم إلى المؤتمر الدولي للحوسبة الفائقة ،ويسرنا التنويه بباحث�تي “كاوست” الشابتني اللتني أنجزتا هذا البحث الرائع”. الربوفيسور الدكتور مايكل إم .ريش ،مدير مركز شتوتغارت للحوسبة عالية األداء ورئيس مجلس إدارة المركز األلماني للحوسبة الفائقة
رباب العمريي المرشحة لنيل شهادة الدكتوراة في علوم الحاسب اآللي في كاوست
د .نهى الحارثي خري�جة دكتوارة من جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية ورئيس فري�ق التقنية في مشروع نيوم
مع معالي المهندس عبداهلل بن عامر السواحه ،وزي�ر االتصاالت وتقنية المعلومات
تشجعنا هذه الجائزة على إنشاء مركز أبحاث هنا في المملكة العرب�ية السعودية الستقطاب النساء المهتمات باستخدام الحوسبة عالية األداء للتصدي لتحديات جسيمة
خري�ج كاوست يفوز بجائزة أفضل ورقة في مسابقة “يورو -بار ”2020المرموقة حصل الدكتور طارق الرتكستاني ،خري�ج الدكتوراه من جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) ،على جائزة أفضل ورقة علمية في المؤتمر الدولي األوروبي السنوي السادس والعشري�ن للعام ، .2020استندت الورقة على أطروحة الدكتوراه للدكتور الرتكستاني ،التي تم تطوي�رها بالتعاون مع شركة أرامكو السعودية ،والتي تركز على تداخل وحدات اإلدخال واإلخراج ( )I/Oمع الحسابات واسعة النطاق .يستخدم عمل الدكتور الرتكستاني تقنيات التخزي�ن الناشئة مثل وسائط التخزي�ن ذات الحالة الثابتة ،SSDوالذاكرة غري المتطايرة ،NVMeوالذاكرة ذات النطاق الرتددي العالي .HBMوي�جري استخدامه لتسريع التصوي�ر الزلزالي في عمليات التنقيب عن البرتول ،كتطبيق مكثف لوحدات اإلدخال /اإلخراج ،الذي يشغل زمن ًا كبري ًا من وقت الحاسوب الخارق.
يورو -بار 2020 “استطاع الدكتور الرتكستاني أن يخرج تطبيق ترحيل الوقت العكسي المهم -وهو أمر أساسي لجيوفيزياء االست�كشاف -من المنظومة المرتبطة بوحدات اإلدخال /اإلخراج وتغلب على أحدث نماذج التطبيق المعقدة من خالل معالجة مشكالت الذاكرة/ تعد حاسمة في المعالجة المتوازية والموزعة”. االتصال ،التي ّ ماسيج ماالسكي ،رئيس يورو-بار 2020
يقول الدكتور الرتكستاني“ :الحصول على درجة الدكتوراه يعني أن تجوب آفاق ًا علمية جديدة .وهذا األمر يستغرق سنوات وسنوات من التصميم ،والتنفيذ ،والهندسة”. شركة تمول اآلن ضمن ويضيف الرتكستاني ،الذي أسس أثناء عمله على أطروحته ً السلسلة األولى“ :إنه لشرف رفيع لي أن يتم ت�كريمي من لجنة بحث في مؤتمر مرموق في نهاية رحلتي لنيل الدكتوراه ،وفخر يلهمني ألن أجوب آفاق ًا أبعد من ذلك”.
يساعد باحثو جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) المملكة العرب�ية السعودية على تعزي�ز أبحاثها العلمية مع تحدي التوقعات في ميدان الحوسبة عالية األداء .ففي يونيو ،2020فازت الدكتورة نهى الحارثي، خري�جة الدكتوراة من “كاوست” ،ورباب العمريي ،طالبة الدكتوراة في الجامعة بجائزة مركز “غاوس” األلماني للحوسبة الفائقة لألبحاث األصلية التي تسهم أكرث في تطوي�ر الحوسبة فائقة األداء .وخالل األعوام التسعة األخرية ،كان مركز غاوس يمنح هذه الجائزة في إطار المؤتمر الدولي للحوسبة الفائقة. وكانت “كاوست” أول مؤسسة شرق أوسطية تنال هذه الجائزة المرموقة .وال يمثل ذلك إنجاز ًا كبري ًا للجامعة فحسب ،بل للباحث�تني الشابتني المعنيتني أيض ًا .جدير بالذكر أن الحارثي والعمريي لم يكن لديهما أية خربة في الحوسبة الفائقة قبل الدراسة في مركز أبحاث الحوسبة الفائقة في الجامعة حيث أتيح لهما استخدام مرافق عالمية المستوى وتوفرت لهما بيئة فريدة متعددة التخصصات. ويعد إنجازهما الفت ًا للنظر بصورة خاصة باعتبار أن الذكور يهيمنون على ميدان الحوسبة فائقة األداء وخاصة في المملكة العرب�ية السعودية. وركز الفري�ق الفائز على تحسني مجموعة من آليات حل لتطبيقات الحوسبة عالية األداء ذات البيانات المتناثرة. وكان عملهما ينطوي تحديد ًا على تحسني المعادالت الت�كاملية للحد الصوتي التي تصادف كثري ًا في مجموعة من التطبيقات الهندسية وتطبيقات علم تحريك الموائع. وتساعد آليات الحل هذه على تحليل وحل المسائل الصوتية ومسائل تبعرث الموجة الكهروماغنطيسية الصادرة عن جسم ضخم ثالثي األبعاد كالطائرات والغواصات. بالنسبة للعالمتني السعوديتني ،فقد وفرت لهما جائزة مركز “غاوس” للحوسبة الفائقة جملة فرص ،ومنها فرصة إجراء تجارب باستخدام أحد أسرع الحواسب الفائقة في بريستول في المملكة المتحدة .وتعمل الحارثي حالي ًا رئيس ًا لفري�ق التقنية في مشروع نيوم ،كما ت�تعاون العمريي مع باحثني في فرنسا على محاكاة انتقال فريوس كورونا (كوفيد )19-في القطريات وفي الجهاز التنفسي العلوي. وت�أمالن بأن يحفز نجاحهما عدد ًا أكرب من النساء السعوديات على االنضمام إلى هذا الميدان واإلسهام في تسخري الحوسبة عالية األداء في التصدي لتحديات اجتماعية هامة.
تدريب ومواهب
26
تواصل” كاوست” تعزي�ز شراكاتها العالمية واستقطاب الطلبة والباحثني من الخارج لت�كرس بالتالي موقعها كأحد جامعات األبحاث الرائدة في العالم .ولدى الجامعة حالي ًا شركاء عالميون في أكرث من عشري�ن بلد ًا تربطها بهم اتفاقيات رسمية ت�تاوح بني مذكرات تفاهم وشهادات دكتوراة مزدوجة وبرامج أبحاث الطلبة الزائري�ن والشهادات المزدوجة.
تعزي�ز الشراكات العالمية طلبة الدكتوراة في كاوست “يوفر برنامج الريادة للجميع فرصة عظيمة للتعرف أكرث على العقلية الريادية وكيفية العيش معها حتى في حياتنا اليومية .وأعتقد أن على طلبة “كاوست” أال يفوتوا هذه الدورة أبد ًا” خليل موسي ،طالب دكتوراة في الهندسة الكهربائية في كاوست
و ُتعد برامج أبحاث الطلبة الزائري�ن جزء ًا رئيسي ًا من اسرتاتيجية “كاوست” الستقطاب المواهب العالمية واالحتفاظ بها. ولدى الجامعة أكرث من 15اتفاقية لربامج أبحاث الطلبة الزائري�ن مع جامعات عالمية ت�تيح للطلبة في مختلف أنحاء العالم حضور ورش أو إجراء أبحاث مبت�كرة في الجامعة على مدى 6-3أشهر .ومنذ ،2014استضافت كاوست نحو 900متدرب في إطار برنامج أبحاث الطلبة الزائري�ن الذي استمر ولو من خالل التدري�بات العملية االفرتاضية أثناء الجائحة .وواصل 59بالمائة من متدربي برنامج أبحاث الطلبة الزائري�ن من العام الدراسي 20-2019مسريتهم وسجلوا في برامج شهادات نظامية. وتمضي برامج الدرجات العلمية المزدوجة الجديدة بني كاوست والشركاء الدولي�ي قدم ًا أيض ًا مع الت�كيف مع الجائحة في الوقت نفسه .وفي ،2019أسست” كاوست” باالشرتاك مع الجامعة الجنوبية للعلوم والتقنية ( )SUSTechفي شنجن في الصني برنامج ( )2+3الذي يقدم لعشري�ن طالب ًا من ( )SUSTechالمؤهلني فرصة الحصول على درجتني علميتني خالل خمس سنوات :بكالوري�وس من ( )SUSTechوماجستري من كاوست .ورغم تعذر سفر المجموعة األولى من طلبة ( )SUSTechإلى المملكة ،غري أنهم بدأوا مقرراتهم الدراسية في كاوست افرتاضي ًا.
تدريب رواد األعمال المستقبلي�ي د .توني تشان رئيس كاوست
يطيب لي أن أردد دوم ًا أن ريادة األعمال هي ّ الرياضيات الجديدة. فمهارات االبت�كار التي يكتسبها الطلبة من خالل بناء شركة جديدة ومن ثم تسويقها ،ستبقى معهم طوال حياتهم المهنية.
لم تستطع الجائحة أيض ًا كبح خطط الجامعة لوضع منهاج مبت�كر لقادة الغد .ففي يناير ،2020أطلق مركز ريادة األعمال برنامجه “الريادة للجميع” ،وهو دورة تدري�بية مكثفة لجميع الطلبة مدتها أسبوعان أعدت بالتعاون مع مركز التطوي�ر المهني في جامعة ستانفورد. وتقدم هيئة التدريس في “كاوست” وجامعة كاليفورنيا في بريكلي وجامعة كورنيل هذه الدورة بهدف تعليم الطلبة التفكري بعقلية رواد األعمال والتصرف كالقادة .وتجمع بني ورش تفاعلية عن األعمال والقيادة واألسواق مع خربة عملية عن أخذ فكرة وتحويلها إلى منتج جاهز للتسوي�ق. وأجريت جولة ثانية من الدورة بنجاح عرب اإلنرتنت خالل فرتة الصيف. ويتواءم برنامج “الريادة للجميع” مع المهمة األوسع للجامعة التي ت�تمثل في إنشاء بيئة ريادية في المملكة عن طري�ق غرس مزي�ج من التفكري الخالق والمهارات العملية في كافة المشاركني الذين يمكنهم تطبيقها في تعليمهم العالي وفي حياتهم المهنية أيض ًا.
م .غايونجي ماسياس هونتي متدرب في برنامج أبحاث الطلبة الزائري�ن
إن كنت تحب األبحاث ومهتم ًا بالعمل في إحدى أفضل بيئات التعلم في العالم، فربنامج أبحاث الطلبة الزائري�ن هو الربنامج المثالي لك .ليس ثمة مكان آخر يضاهي “كاوست.
25
تدريب ومواهب
نهج “كاوست” التعليمي المبت�كر في زمن جائحة (كوفيد )19 برامج وشراكات تعلم جديدة تمضي قدم ًا رغم التعطل الناجم عن الجائحة كان عام 2020عام ًا صعب ًا على الجامعات في جميع أنحاء العالم .فقد أغلقت المدن الجامعية بموجب تدابري اإلغالق واضطرت األكاديميات إلى تعديل أساليب التعليم والبحث بما يتناسب مع الوقائع المستجدة .وأبلت بالء حسن ًا بفضل نماذج التعلم المرنة رغم الظروف .وفي وقت باكر جد ًا ،وضع فري�ق العمل الجامعات ً المتخصص بمتابعة أزمة كورونا في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) إرشادات عامة لتعديل تعليمات الفصول الدراسية بما يتناسب مع نموذج التعلم االفرتاضي .وأثمر هذا التحرك الباكر على الرغم من حالة الشك العالمية المتواصلة بشأن الجائحة إذ تمكنت كاوست من زيادة التحاق الطلبة مع إطالق برامج تعليمية وشراكات جديدة مع مؤسسات في الخارج.
تعديل التعليمات أثناء جائحة كوفيد19- ارتفع تسجيل الطلبة إلى مستويات جديدة في “كاوست” رغم التحديات والتعطيل الذي تسببت به الجائحة .فقد شهدت السنة الدراسية 21/2020زيادة سنوية تبلغ 48بالمائة في تسجيل الطلبة مع ارتفاع عدد طلبة العلم العالمي�ي والمحلي�ي الجدد بشدة .أكرثهم مقيمون في كاوست ،ولكن أكرث من ربع الطلبة الجدد والقدامى المسجلني يتعلمون عن بعد .وت�ثبت قدرة “كاوست” على إبقاء معدالت تسجيل الطلبة مرتفعة رشاقة الجامعة في الت�كيف مع أوضاع التعلم عن بعد.
وتواصل الجامعة توسيع اآلفاق لتحسني تجارب طلبة العلم ونتائجهم .فقد منحت الجائحة “كاوست” فرص ًا لتطبيق تقنية، كانت قائمة ،بسبل غري متوقعة سابق ًا .وفي حني أن معظم التعليم يمكن تنفيذه عرب اإلنرتنت ،غري أن العناصر العملية للعمل في المختربات كانت محدودة أكرث .وتنظر الجامعة حالي ًا في سبل لتطبيق تقنية الواقع االفرتاضي على هيئة مختربات افرتاضية لزيادة استمرارية الدراسة لطلبة كرث في كاوست في األوقات التي يتعذر فيها الحضور شخصي ًا إلى الحرم الجامعي.
بحوث ذات بصمة
24
تعطيل (كوفيد :)19-مطهر فعال لالستخدام في بؤر انتقال العدوى الساخنة المطهر المضاد للفريوسات الذي أنتجته شركة ناشئة في “كاوست” بات يستخدم في المطارات المحلية SWISSPORT “تمكنا من تحقيق ذلك باتخاذنا شركة واياكت شريك ًا محلي ًا في المملكة يمكنه تطوي�ر مطهرات صحية مبت�كرة تعتمد على التقنية الحيوية تعمل بسرعة، وقابلة للتحلل بشكل طبيعي ويمكن استخدامها داخل الطائرات بكل سهولة” جريولد تومولكا ،الرئيس التنفيذي لشركة سويسبورت الشرق األوسط
لوي�زا خافي�ي طالبة دكتوراة في “كاوست” والشريك المؤسس لشركة واياكت
عندما بدأت جائحة فريوس كورونا ،بدأنا نفكر كعلماء ورواد أعمال في كيفية وقف انتشارها ،ونحن فخورون جد ًا باختيار شركة سويسبورت لمنتجنا هذا لحماية المسافري�ن على متن رحالتها الجوية.
عطلت جائحة كوفيد 19-قطاعات عديدة ،وربما كان قطاع الطريان أكرثها ت�أثر ًا .فاعتبار ًا من أغسطس ،2020تراجعت الحركة الجوية العالمية بنسبة 75بالمائة قياس ًا بالعام الماضي مما وضع شركات طريان عديدة على مشارف االنهيار .ولكن الزيادات المطردة في حجوزات الطريان تمنح بصيص أمل إذ تسعى شركات الطريان إلى التخفيف من مخاوف العمالء بشأن السالمة .ومن الضروري الحفاظ على بيئة خالية من الفريوسات .وإلى ذلك ،فقد طور باحثو جامعة الملك عبداهلل ٍ سام صديق ًا للبيئة بات يستخدم في مطارات المملكة للعلوم والتقنية (كاوست) مطهر ًا فعاالً غري العرب�ية السعودية. رغبت لوي�زا خافي�ي وساندرا ميدينا ،وهما طالبتا دكتوراة في” كاوست” ،في تسخري مهاراتيهما في التقنية الحيوية في مكافحة كوفيد .19-فأسستا واياكت ( ،)Wayakitوهي شركة ناشئة تمولها “كاوست” ،لتطوي�ر مطهر فعال طبيعي تمام ًا ومضاد للفريوس .وتمكنتا ،بعد شهور من العمل الدؤوب في مختربات الجامعة ،من إنتاج مطهر مضاد للفريوس يعمل على أي نوع من السطوح وي�زي�ل 99,999بالمائة من البكرتيا والفريوسات المعروفة وفريوس كورونا (كوفيد .)19-وت�تمثل نقطة قوته الفريدة فيما يلي :بينما يظهر مفعول المطهرات األخرى بعد ما يصل إلى 30دقيقة، يضمن مطهر واياكت الفعالية في غضون 30ثانية فقط .فزمن التعقيم القصري هذا يجعله مثالي ًا في البيئات سريعة اإليقاع كالمطارات. حظي منتج واياكت على الفور باهتمام قطاع الطريان المحلي .وتعاونت الشركة بالفعل مع سويسبورت ( ،)Swissportشركة خدمات الطريان التي ستستخدم منتجات التعقيم المبت�كرة للشركة الناشئة في الطائرات الدولية والحافالت في مطارات جدة والدمام والرياض .وتعمل خافي�ي وميدينا أيض ًا على جعل منتجهم معتمد ًا في قطاعات وأسواق مختلفة. جدير بالذكر أن واياكت واحدة من 56شركة ناشئة حصلت على تموي�ل أولي من “كاوست” منذ .2011 وال يربهن نجاحها الباكر على وفرة المواهب في كاوست والمملكة العرب�ية السعودية فحسب ،بل يثبت أن التزام الجامعة برعاية الشركات الناشئة المؤثرة عالية الجودة في المملكة يؤتي ثماره.
23
بحوث ذات بصمة
نماذج مشرقة لالرتقاء وتوسيع منظومة ريادة االعمال في المملكة “كاوست” تبني الجيل المقبل من رواد األعمال والشركات السعودية عن طري�ق التموي�ل والربامج التعليمية تشجع جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) ،من خالل التموي�ل وبرامج التدريب التعليمية التي تقدمها للشركات الناشئة والمنشآت الصغرية والمتوسطة ،المبت�كري�ن من مختلف أنحاء المملكة العرب�ية السعودية لت�أسيس شركات يمكنها أن تغري العالم .فقد دربت على مدى العقد األخري أكرث من 8,400مبت�كر ،ودعمت أكرث من 250شركة ناشئة ،وساعدت في جمع 60مليون دوالر من تموي�ل االست�ثمار .ت�ت�ألف منظومة الريادة في الجامعة من مبادرات عد برنامج وي ّ تموي�ل متنوعة وبرامج تعليمية وتدري�بية ومساحات عمل مت�كاملة ،ومنها مدينة األبحاث والتقنيةُ . مسرعة األعمال “تقدم” الذي أطلقته كاوست بالتعاون مع البنك السعودي الربيطاني في 2016من أهم مبادرات التموي�ل في الجامعة.
أنكيتا شري الشريك المؤسس لشركة “يونيت إكس
التموي�ل الذي تلقيناه “تقدم” في البداية من ّ ساعد شركتنا الناشئة في العديد من الجوانب خاصة في تطوي�ر األعمال.
وفي ،2020انضمت إلى مجموعة “تقدم” األخرية 59شركة ناشئة من قطاعات مختلفة كالزراعة واللوجستيات والرعاية الصحية والعقارات والتعليم .وهذا الرقم يساوي ضعف عدد الشركات التي ُقبلت في ،2019كما ضاعفت “كاوست” والبنك السعودي الربيطاني قيمة منحة التموي�ل المقدمة لكل شركة ناشئة ليصل إلى 40ألف دوالر. وفضالً عن التموي�ل ،ت�تلقى الشركات الناشئة المختارة إرشاد ًا وتدري�ب ًا من خرباء وت�تاح لها فرص اكتساب الخربة في التعامل مع القطاع ونقل أفكارها إلى أرض الواقع .ومن قصص النجاح شركة الذكاء االصطناعي والحوسبة الفائقة “يونيت إكس” ( ،)UnitXالتي التي انبثقت من من الربنامج في عام 2018ونجحت في الحصول على تموي�ل إضافي بقيمة مليوني دوالر. يذكر أن “تقدم” مجرد فرع واحد لذراع رأسمال المشاريع في الجامعة الذي يسمى صندوق تموي�ل االبت�كارات ،وهو صندوق رأسمال مشاريع تقنية عميقة يست�ثمر حصص ًا في الشركات الناشئة والشركات التي ما زالت في مراحلها المبكرة ت�تاوح قيمتها بني 200ألف ومليوني دوالر .وباتت “كاوست” شريك ًا اسرتاتيجي ًا طوي�ل األجل في هذه المشاريع الجديدة بدعم من شركاء است�ثمار كبار ،ومنهم مركز أرامكو لريادة األعمال (واعد) وشركة تطوي�ر المنتجات البحثية والشركة السعودية لالست�ثمار الجريء .ويتمثل الهدف النهائي للصندوق في رعاية أوساط االست�ثمار في االبت�كار والتقنية في المملكة العرب�ية السعودية واستقطاب المست�ثمري�ن األجانب ورؤوس األموال الجريئة إلى منظومة التقنية الناشئة في المملكة. فضالً عن رعاية شركات المستقبل واالست�ثمار فيها ،تحرص “كاوست” أيض ًا على إنشاء بيئة ريادية قوية في المملكة من خالل برامجها التعليمية وبرامج دعم األعمال .ونظمت دائرة االبت�كار والتنمية االقتصادية في “كاوست” على مدى سنوات عديدة دورات جامعية لمساعدة الطلبة على تعلم أساسيات األعمال وتمي�يز الفرص القابلة لالستغالل التجاري .كما أطلقت الدائرة في نوفمرب 2020خدمات االبت�كار للمنشآت الصغرية والمتوسطة ،وهي أول برنامج للشراكة الجامعية في المملكة يهدف على وجه التحديد إلى دعم نمو المنشآت الصغرية والمتوسطة في البالد. ويساعد الربنامج المنشآت الصغرية والمتوسطة السعودية على زيادة قاعدة عمالئها والوصول إلى أسواق جديدة وذلك من خالل إتاحة وصولها إلى منظومة االبت�كار في “كاوست”.
بنك ساب “بفضل دعم كاوست ،نجح الربنامج في بناء إرث يفتخر به لضمان نجاح المشاريع التي تحتاجها مملكتنا من خالل حصولها على الدعم الالزم” ماجد نجم ،نائب العضو المنتدب لمصرفية الشركات والمصرفية المؤسسية في بنك ساب
بحوث ذات بصمة
22
است�كشاف غري المست�كشف: الصمت في أعمق نقطة من البحر األحمر باحثو” كاوست” ينضمون إلى مشروع بحثي عالمي الست�كشاف ورسم خرائط قيعان المحيطات غري المست�كشفة ما زال نحو 90بالمائة من محيطات العالم غري مست�كشفة ،وما زلنا نعرف عن سطح القمر أكرث مما نعرف عد الخط وي ّ عن قاع البحر .ولكن الجهود العالمية الست�كشاف ورسم خرائط ألعمق أعماق محيطاتنا ت�تسارعُ . الساحلي للبحر األحمر المحاذي للمملكة العرب�ية السعودية من أكرث األنظمة البيئية البحرية تنوع ًا في العالم، ولكنه في الوقت نفسه من أقل المحيطات است�كشاف ًا .وفي هذا الصدد ،واظب مخترب الموارد الساحلية والبحرية في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) على دعم جهود أبحاث است�كشاف أسراره. عد است�كشاف وي ّ ويعد مخترب الموارد الساحلية والبحرية مركزا متميزا في األبحاث البحرية في المملكةُ ، أعماق البحر األحمر من أبرز أولوياته .وإلى ذلك ،فقد انتهز باحثو المخترب في مطلع 2019الفرصة لالشرتاك مع شركة األبحاث الخاصة (كاالدان أوشيانك) التي تقود الجهود العالمية الست�كشاف قيعان المحيطات ورسم خرائطها .وبادر باحثو “كاوست” مع فري�ق بعثة كاالدان أوشيانك وباستخدام مركبة عميقة الغوص إلى است�كشاف قاع البحر في غور “سواكن” ،أعمق جزء من البحر األحمر بعمق يصل إلى 2,777م .وللمرة األولى على اإلطالق ،تطلع باحثو “كاوست” إلى رصد أعمق مناطق البحر األحمر التي يصعب بلوغها وأخذ عينات ال عن المناطق األكرث ضحالة ،ولكنها تبقى هامة علمي ًا ومنها بركة كربيت.. منها ،فض ً وي�بدي باحثو كاوست اهتماما كبريا بالبحريات شديدة الملوحة وأحواض المياه فائقة الكثافة في قاع غور “سواكن” .ويحظى السطح الفاصل بني مياه البحر العادية وهذه البحريات شديدة الملوحة حيث تعيش األحياء الدقيقة المحبة للظروف القاسية باهتمام خاص لدى داني�يل دافونشيو ،أستاذ “كاوست” في العلوم الحيوية الذي عمل مع البعثة .سيحلل فري�ق دافونشيو صور الفيديو التي التقطتها المركبة عميقة الغوص لدعم أبحاثهم عن األحياء الدقيقة المحبة للظروف القاسية .أما الربوفيسور فروكيه فان دير زوان ،أستاذ هندسة وعلوم األرض المساعد في “كاوست” ،فيهتم بصورة رئيسية بتحديد مواقع حقول الفتحات الحرارية المائية في بركة كربيت ،وي�رغب في التوصل إلى فهم أكرب لكيفية وأسباب تشكلها .وحتى اآلن ،لم ت�كن خرائط حقل الفتحة الحرارية المائية في المنطقة قد رسمت بأكملها ،ولكن المعرفة اإلجمالية لفري�ق فان دير زوان عن جيولوجيا قاع البحر قد ازدادت إلى حد كبري باالستعانة بمقياسية عمق مياه البحر والبيانات البصرية التي جمعتها المركبة عميقة الغوص.
محمد أ .الجحدلي عضو فري�ق مخترب الموارد الساحلية والبحرية
هلت بمدى الصمت ُذ ُ ونحن نرصد قاع البحر. لقد كانت تجربة لن أنساها أبد ًا.
لم يمثل التعاون بني” كاوست” وكاالدان أوشيانك نجاح ًا هام ًا للباحثني فحسب ،بل أوجد فرص ًا محورية ال تقدر بثمن لشباب المملكة أيض ًا .فقد رافق محمد الجحدلي ،وهو مهندس سعودي شاب عضو في فري�ق مخترب الموارد الساحلية والبحرية ،فري�ق بعثة كاالدان أوشيانك إلى غور “سواكن” ليصبح المواطن السعودي الذي يغطس إلى اعمق نقطة على اإلطالق في البحر االحمر.
كاالدان أوشيانك “سعدت برفقة محمد الجحدلي إلى قاع البحر األحمر في رحلة غوص مأهولة ،تعترب األولى في التاري�خ”. فيكتور فيسكوفو ،مؤسس كاالدان أوشيانك
21
بحوث ذات بصمة
“التعلم الموحد” :مستقبل حماية سرية البيانات في عصر الذكاء االصطناعي استاذ جامعي في “كاوست” يطور نماذج أكرث أمان ًا لتعلم اآللة
فوربس “يقدم “التعلم الموحد” عندما يقرتن بالتقنيات األخرى للحفاظ على السرية كالسرية التفاضلية والتشفري التماثلي سبيالً إلى فتح اآلفاق الهائلة للذكاء االصطناعي مع التخفيف في الوقت نفسه من التحدي الشائك لسرية البيانات”. فوربس (من :مقالة فوربس ،أكتوبر )2020
تستخدم تقنية الذكاء االصطناعي ،التي قطعت خطوات وقفزات واسعة على مدى العقد األخري، حالي ًا في قطاعات متعددة كتسريع تطوي�ر األدوية ودعم المركبات ذاتية القيادة ومساعدة مديري الموارد البشرية على إنجاز عمليات التوظيف بفعالية أكرب .وبفضل الذكاء االصطناعي ،باتت الشركات والحكومات قادرة على تحليل مقادير ضخمة من البيانات بسرعة أكرب من ذي قبل ،ولكن مخاطر اخرتاق السرية تزداد أيض ًا بازدياد حجوم البيانات .وفي هذا الصدد ،يساعد بيرت ريتشتاريك ،أستاذ علوم الحاسب اآللي في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) على تطوي�ر نماذج للذكاء االصطناعي يمكنها التعلم من مجموعات البيانات دون التفريط بسريتها.
بيرت ريتشتاريك أستاذ علوم الحاسب اآللي في “كاوست
باتت حماية البيانات التي تعتمد عليها فعلي ًا نماذج تعلم اآللة هذه أكرث أهمية.
تعد تقنية “التعلم الموحد” من منهجيات الذكاء االصطناعي الواعدة في الحفاظ على السرية. ويحسن هذا المفهوم ،الذي اشرتك في وضعه ريتشتاريك مع باحثي غوغل ،فعالية التواصل مع ّ الحفاظ على السرية ،وذلك بقلب المنهجية التقليدية للذكاء االصطناعي رأس ًا على عقب .ويذكر أن المنهجية التقليدية في تعلم اآللة ت�تمثل في جمع كافة بيانات التدريب في مكان واحد كخادم سحابي مثالً .ورغم أن ذلك يسهل تدريب النموذج على البيانات ،غري أنه يزيد أيض ًا من احتمال تعرض البيانات النتهاك السرية واألمن .أما في التعلم الموحد ،فال تخزن مجموعات البيانات مركزي ًا بل تبقى منفصلة ،وت�تم عملية تعلم اآللة عن طري�ق ارتباط سائب بني األجهزة المشاركة ينسقه خادم مركزي. وفي حال اخرتاق أمن البيانات ،يعزل الخطر في أحد األجهزة فقط. مازال “التعلم الموحد” في مراحله المبكرة ولكنه يبشر بإمكانات ضخمة .فقد اعتربته مجلة فوربس مؤخر ًا من المجاالت الثالثة األكرث أهمية في تطوي�ر الذكاء االصطناعي ،كما أن السنوات العشرة المقبلة ست�كون بالغة األهمية .وللتعلم الموحد مزايا عملية أيض ًا بعيد ًا عن زيادة خصوصية المستخدم .فمثالً ،يمكن للمركبات ذاتية القيادة العاملة بالذكاء االصطناعي االستفادة من تقنية التعلم الموحد في تجنب عوائق الطري�ق كالحفر بسهولة .وباستخدام معلومات من كافة السيارات التي تحيط بها ،يمكن للمركبة ذاتية القيادة أن ت�تخذ قرارات أفضل لتجنب الحفر وزيادة سالمة الركاب. ترت�كز أبحاث ريتشتاريك على مبادرة الذكاء االصطناعي في” كاوست” ،وهي برنامج توعية باألبحاث والتعليم أطلق في .2018ومن خالل هذه المبادرة ،أسهم ريتشتاريك وباحثون آخرون في ترسيخ مكانة “كاوست” باعتبارها مؤسسة اكاديمية رائدة إقليمية في مجال الذكاء االصطناعي وتعلم اآللة مع ضمان مساحة للفرص التعليمية للجيل المقبل من الخرباء الذين يرتقون سلم النجاح في الجامعة.
بحوث ذات بصمة
20
نظام “ أكوا فاي” :الوصول الى االنرتنت تحت الماء للحفاظ على البيئة ورصد الزالل تقنية واي فاي ( )Wi-Fiتحت الماء طورها باحثو” كاوست” تمهد السبيل أمام تغي�ي جذري في األبحاث والصناعة أرامكو السعودية “ ٪70من سطح الكرة األرضية مغطى بالمياه ،وتم است�كشاف ٪5فقط من محيطات األرض ورسم خرائط لها .في هذا السياق ،تهدف كاوست إلى جعل إنرتنت األشياء تحت الماء حقيقة واقعة في المستقبل القريب ،لجمع البيانات واست�كشاف الموارد تحت الماء ومراقبة البنية التحتية تحت الماء”. الربوفيسور باسم شهادة أستاذ مشارك في علوم الحاسب اآللي في “كاوست”.
لقد وضعنا طريقة رخيصة ومرنة نسبي ًا لوصل بيئات ما تحت الماء باإلنرتنت العالمي .ونأمل بأن يتوسع استخدام ()AQUA-FI ليصبح يوم ًا ما بقدر اتساع استخدام ( )WI-FIفوق سطح الماء.
عبداهلل الحالفي ،مهندس في أرامكو السعودية وخري�ج دكتوراه من كاوست
االتصال تحت الماء ليس سهالً بمقدار سهولته فوقها .فشبكة اإلنرتنت الالسلكية القياسية تعتمد على اإلرساالت الراديوية واسعة االنتشار فوق الماء .ولكن الرتددات الراديوية ال تنتقل بعيد ًا جد ًا تحت الماء دون أن ت�تالشى كلي ًا. عد اإلشارات الصوتية (السونار) حالي ًا الطريقة المفضلة للتواصل تحت الماء ألنها تنتقل بعيد ًا ولكن بسرعة بيانات و ُت ّ محدودة جد ًا .ويعتقد الباحثون في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) أنهم قد وجدوا حالً لهذه المشكلة :واي فاي ( )Wi-Fiتحت الماء. أنشأ باسم شحادة ،األستاذ المشارك في علوم الحاسب اآللي في “كاوست” ،وفريقه نظام ًا السلكي ًا تحت الماء. وتجمع هذه الشبكة الالسلكية تحت الماء ،التي أطلق عليها أكوا فاي ( ،)Aqua-Fiبني استخدام الليزر ومكونات جاهزة على الرف إلنشاء وصلة السلكية ثنائية االتجاه لألجهزة التي تعمل تحت الماء .وي�رسل جهاز يعمل تحت الماء (هاتف ذكي مثالً) أوالً إشارة السلكية إلى مودم خاص تحت الماء يحولها إلى إشارة بصرية ُتوجه بعد ذلك إلى عوامة سطحية ترحلها إلى قمر صناعي. إنها سلسلة معقدة من اإلشارات الراديوية والبصرية التي تواجه تحديات عديدة .فحتى المياه معتدلة االضطراب يمكنها مثالً أن تزي�ح حزمة الليزر عن مسارها وتمنعها من الوصول إلى المستقبِل ،وهي مشكلة يعمل باحثو “كاوست” على حلها .ولكن الجوانب اإليجابية واعدة .فقد تمكنت ( )Aqua-Fiحتى اآلن من بلوغ سرعات قصوى لنقل البيانات تبلغ 2.11ميغا بايت في الثانية ،ونقل ملفات ،بل إجراء مكالمات سكايب ( )Skypeأيض ًا. ربما تبدو ( )Aqua-Fiاخرتاع ًا غري عملي ،إال أن تطبيقاتها المحتملة ال تعد وال تحصى .أوالً ،يمكنها أن تمهد السبيل أمام تغي�ي جذري في جهود الحفاظ على البيئة عن طري�ق تمكني العلماء من رصد الحياة البحرية والشعاب المرجانية عن بعد باستخدام مقاطع فيديو وصور عالية الدقة تجمع وترسل عن طري�ق كامريات السلكية تعمل تحت سطح البحر .ويمكن أيض ًا استخدام ( )Aqua-Fiفي إرسال بيانات النشاط الزلزالي ورصد أنابيب النفط .وقد ت�كون مناسبة لشركات التقنية كمايكروسوفت التي تعمل على اختبار مراكز بيانات تحت الماء تعمل على الطاقة المتجددة..
19
بحوث ذات بصمة
SECTION
20
نماذج تحسن تخصيص االعضاء البشرية المتربع بها للمستشفيات قد تسهم في إنقاذ األرواح باحثو” كاوست” يسهمون في تحسني أنظمة التربع بالكلى هناك نحو 6آالف مريض على قائمة االنتظار للتربع باألعضاء في المملكة العرب�ية السعودية .وقد يبدو هذا الرقم صغري ًا قياس ًا بـ 120ألف مريض في الواليات المتحدة األمريكية .ولكن معدل التربع باألعضاء في المملكة أدنى بكثري منه في أوروبا الغرب�ية أو الواليات المتحدة ،كما أن الفجوة بني األعضاء الالزمة أو المطلوبة والمتربع بها كبرية وت�تنامى .ويتسم النظام الذي يحدد كيفية تخصيص أعضاء محددة كالكلية بالتعقيد ويمثل تحدي ًا آخر .وجدير بالذكر أن باحثي جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) يعملون على إنجاز نماذج تحسن تخصيص الكلى المتربع بها للمستشفيات قد تسهم في إنقاذ األرواح في نهاية المطاف. عمل مايكل مينكوسكي ،زميل ما بعد الدكتوراة في قسم العلوم والهندسة الحاسوبية والكهربائية والحسابية في “كاوست” ،على تصميم نظام للتعجيل بتخصيص الكلى في المستشفيات .وتركز أبحاثه حالي ًا على نظام الرعاية الصحية في الواليات المتحدة األمريكية الذي يعرض بموجبه العضو المتربع به إلى مستشفى ما في كل مرة ليقرر كل مركز طبي إن كان مناسب ًا ألحد مرضاه .ويستغرق قرار قبول العرض أو رفضه وقت ًا ،كما يندر أن يقبله أول مستشفى يعرض عليها. ويمضي وقت طوي�ل قبل أن تقبله إحدى المستشفيات مما يهدد برتاجع جودة هذا العضو .أما وفق ًا للنظام الجديد الذي اقرتحه مينكوسكي ،فتعرض الكلية المتربع بها في وقت واحد إلى مجموعة مستشفيات مع منحها مهلة ساعة للقبول أو الرفض .فإذا قبلتها أكرث من مستشفى ،تمنح الكلية إلى المريض ذي األولوية األعلى .ونالت أبحاثه التقدير على مساهمتها الرائعة في مجال زراعة األعضاء،
األكاديمية البحرية األمريكية “صمم مينكوسكي أنظمة تسجيل نقاط ألنظمة التربع المرتابط بالكلية (الذي يتيح تبادل الكلى للمتربعني الذين ال يستطيعون التربع ألحبائهم) التي تجد تطابق ًا حيوي ًا أفضل للكلى مع ضمان أكرب عدد ممكن من عمليات الزرع في الوقت نفسه”. سومر غينرتي ،أستاذ الرياضيات األكاديمية البحرية األمريكية
مايكل مينكوسكي زميل ما بعد الدكتوراة ،قسم العلوم والهندسة الحاسوبية والكهربائية والحسابية
لقد بدأنا مناقشات مع كبار األطباء في المملكة الذين أعربوا عن اهتمامهم بالتعاون معنا في األبحاث لتقديم حلول جديدة لعمليات زرع األعضاء في المملكة
كما اختريت إحدى دراساته أخريا من بني أفضل عشر مقاالت نشرت في المجلة األمريكية لزراعة األعضاء في .2019 يدرس مينكوسكي حالي ًا بالتعاون مع سومر غينرت ،أستاذ الرياضيات في األكاديمية البحرية األمريكية ،سبل تطبيق هذه النتائج على زراعة األعضاء في الرعاية الصحية .ويعمل حالي ًا مع أطراف معنية محلية لتطبيق الدروس المستفادة على نظام الرعاية الصحية في المملكة العرب�ية السعودية. وباالشرتاك مع خالد المشاري ،من المركز السعودي لزراعة األعضاء ،وجوريس فان دي كلندر ،من كلية محمد بن سلمان لألعمال وريادة األعمال ،وبدعم من األستاذين ميخائيل موشكوف وديوغو جوميز في كاوست ،يست�كشف مانكوفسكي كيفية تحسني التربع بالكلى الحية في المملكة .ويعمل العلماء على إنشاء مركز وطني موحد للتربع بالكلى ،الذي من شأنه أن يوفر القدرة على مطابقة المتربع بالكلية بكفاءة أكرب ،وبالتالي زيادة معدالت التربع باألعضاء وتقليل وفيات المرضى في جميع أنحاء المملكة.
بحوث ذات بصمة
18
بي�ي ماجيسرتيتي مدير مبادرة الصحة الذكية في “كاوست
هناك ثغرة بني الرعاية السري�رية واألبحاث .وتنقصنا األبحاث االنتقالية التي يتفاعل فيها العلماء مع األطباء السري�ري�ي.
مبادرة “كاوست للصحة الذكية ترعى التعاون بني الباحثني واألطباء السري�ري�ي عد الطب الدقيق من المنهجيات الواعدة في الرعاية الصحية ،ويقوم ُي ّ على االعتقاد بأن العالج الفعال والوقاية من األمراض يجب أن تصمم لتالئم مجموعة فرعية من المرضى .ولكن ذلك صعب على أرض الواقع. فغالب ًا ما تحول الفجوة بني األبحاث السري�رية المتقدمة والرعاية السري�رية دون وصول المعرفة والرؤى البيولوجية المحلية إلى المرضى في المستشفى .وتسعى مبادرة الصحة الذكية في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) إلى إغالق هذه الفجوة بإنشاء منظومة ترعى األبحاث االنتقالية “التي تنقل األبحاث النظرية إلى حيز التطبيق”. تهدف مبادرة الصحة الذكية في “كاوست” التي أطلقت في يناير 2020 إلى إحداث تحول في الرعاية الصحية وتحسني صحة اإلنسان وتعزي�ز فهمنا األساسي آلليات األمراض والطب الدقيق في المملكة .ولذلك ،يكتسي إنشاء ودعم الشراكات بني الباحثني والممارسني الطبي�ي أهمية كبرية. وتدعم المبادرة في مرحلتها األولى 18شراكة بني علماء كاوست وأطباء سري�ري�ي من مراكز طبية في جميع أنحاء المملكة بمنح تموي�ل أولي بقيمة 100ألف دوالر .وتضم الئحة الشركاء مستشفى الملك فيصل التخصصي ومركز جونز هوبكنز أرامكو الطبي ومدينة الملك سعود الطبية وجامعة الملكعبدالعزي�ز. تغطي هذه الشراكات عدد ًا من مجاالت األبحاث الطبية كالطفرات الوراثية والخاليا الجذعية وتحديد البكرتيا الموجودة في األعضاء المزروعة قبل زرعها .وتشمل أيض ًا تدري�ب ًا وبرامج تعليمية تهدف إلى ت�كوي�ن مخزون من األطباء السعودي�ي الذين يمتلكون معرفة عميقة بالعلم االنتقالي. ويتاح ألطباء سري�ري�ي شباب من مستشفيات محلية الوصول إلى مختربات أبحاث “كاوست” في إطار “برنامج الزمالة للعلماء السري�ري�ي” .كما يخترب حالي ًا برنامج جديد للدكتوراة في الطب ولالطباء يقام بالتعاون مع الكليات الطبيةالسعودية.
جذبت المرحلة األولى من المبادرة أعضاء هيئة التدريس في األقسام األكاديمية الثالثة في كاوست ،وفي العديد من مراكزها البحثية ،وال سيما مركز أبحاث العلوم الحيوية الحاسوبية .كما لعبت المختربات الرئيسية في الجامعة دور ًا مهم في دعم المبادرة ،إذ وفرت تسلسل الحمض النووي ،والتصنيع النانوي ،والتصوي�ر المجهري ،والقدرات التحليلية ،والتحليل الطيفي بالرنني المغناطيسي ،والتحليل الكيميائي. يتطلب االنتقال من البحث األساسي إلى البحث التطبيقي ،بيئة فريدة ومت�كاملة من التقنيات والكفاءات ،وشبكة من المتعاونني ،كي يصل االبت�كار في نهاية المطاف إلى العيادات .وت�تم ّتع المملكة بقطاع رعاية صحية متطور ،مع العديد من مجاالت التميز السري�ري ،التي تش ّكل جميع ًا بيئة مثالية مناسبة لدعم التعاون مع العلماء األساسي�ي في كاوست ،في معالجة آليات األمراض ،وتطوي�ر أدوات التشخيص ،ووضع منهجيات عالجية جديدة. ستعمل مبادرة الصحة الذكية ،جنب ًا إلى جنب مع “بايو هاب” BioHub المقرر استضافته في حرم كاوست ،على إنشاء بيئة مثالية للتعاون مع المراكز السري�رية ،التي من شأنها أن تساعد في تعزي�ز النظام البيئي الطبي الحيوي في المملكة.
مستشفى الملك فيصل التخصصي “نفخر في مستشفى الملك فيصل التخصصي ومركز األبحاث بعالقتنا التعاونية مع كاوست .إذ ُتعد مبادرة الصحة الذكية ،مثاالً رائع ًا على ترجمة هذه العالقة إلى واقع ،مع مشاريع بحثية تعود بفائدة كبرية على مؤسستينا ،وعلى البالد ككل”. الدكتور علي سعيد الزهراني ،الرئيس التنفيذي ،مركز أبحاث مستشفى الملك فيصل التخصصي
17
بحوث ذات بصمة
نقل األبحاث النظرية إلى حيز التطبيق
االستجابة لجائحة كوفيد19-
16
مهاراتها وخرباتها يتصدر باحثو جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية ومرافقها الحملة العالمية لمكافحة الجائحة يقع على عاتق جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) باعتبارها مؤسسة األبحاث والعلوم الرائدة في المملكة تسخري قدراتها البحثية ومرافقها عالمية المستوى لمكافحة كوفيد .19-ومنذ وقت باكر ،وضعت الجامعة منهجية ثنائية الجوانب لمكافحة الجائحة .فرصدت أوالً قدرات بحثية داخلية لمكافحة الفريوس من خالل فري�ق االستجابة البحثية السريعة ( )R3Tفي الجامعة ،ودعمت ثاني ًا المشاريع الناشئة والشركات المحلية لوضع حلول وتقنية رائدة للتصدي لهذا التهديد العالمي. وانطالق ًا من النجاح الباكر الذي أحرزه فري�ق االستجابة البحثية السريعة في مجال التشخيص ،طور أرناب باين وسمري حمدان ومو لي وجميعهم أساتذة أو أساتذة مشاركون في العلوم الحيوية في “كاوست” محلي ًا في الجامعة مجموعة للكشف عن الفريوس .وجدير بالذكر أن التقنية المخربية المعروفة بإسم تفاعل البوليمراز المتسلسل للنسخ العكسي )RT-PCR( -ذو الخطوة عد الطريقة األوسع انتشار ًا لتشخيص كوفيد ،19-ولكن تصميم الواحدة ُت ّ مجموعاته مقيد عموم ًا بسبب حقوق االخرتاع لألنزيمات المستخدمة في االختبار ونقص المعلومات عن مكونات المجموعات بحد ذاتها .وهنا توصل فري�ق “كاوست” إلى مجموعة لتفاعل البوليمرياز المتسلسل الكمي اللحظي ( )RT-qPCRتمتاز بأنها بسيطة واقتصادية ودقيقة ووحيدة الخطوة وقائمة على إنزيمات غري محمية بحقوق اخرتاع يمكن الحصول عليها بسهولة .واختربت المجموعة هذه الطريقة في ظروف المخترب وفي مرافق اختبار معتمدة من وزارة الصحة ،وقد تسهم في زيادة قدرات االختبار في المملكة بشكل أكرب. قائما وفي الوقت نفسه ،طور شني جاو ،األستاذ المساعد في كاوست ،حالً ً على الذكاء االصطناعي ،لزيادة دقة تشخيص فريوس كوفيد 19-باستخدام األشعة المقطعية .وكان تحديد حاالت العدوى في المرحلة المبكرة ،يمثل خاصا ألطباء الخطوط األمامية .حتى اآلن ،كان المعيار الذهبي لت�أكيد تحديا ً ً اإلصابة بفريوس كوفيد 19-هو اكتشاف الحمض النووي للفريوس .لسوء الحظ ،فإن طريقة االختبار هذه ،لها معدل سلبي كاذب مرتفع للمرضى في المراحل المبكرة من المرض .وحقق فري�ق جاو في صحة مجموعات من البيانات المتعددة من مختلف البلدان والمستشفيات واآلالت ،مما أظهر أداء متفوق لطريقتهم على تلك الموجودة .مما دفع إلى استخدام هذا الحل على الفور في مستشفى الملك فيصل التخصصي بالرياض. وعلى صعيد آخر ،كان باحثو فري�ق االستجابة البحثية السريعة يتصدرون األبحاث التي ت�تناول انتشار الفريوس .فقد ساد اعتقاد لمدة طويلة مفاده أن معدالت انتشار فريوس كورونا ت�تناقص مع ارتفاع درجات الحرارة في الصيف ،ولكن دراسة حديثة نشرها باحثو فري�ق االستجابة البحثية السريعة في “كاوست” تدحض هذه الفرضية .وتوصل األستاذان تاكاشي جوجوبوري وكارلوس دوارتي من خالل عملهما مع باحثني آخري�ن إلى عدم ارتباط معدالت االنتشار مع درجة حرارة المحيط ،مما يشري إلى استبعاد أن يسلك فريوس كورونا (كوفيد)19- سلوك فريوس تنفسي موسمي .ولهذا تبعات مباشرة على تدابري االحتواء الحكومية ،وخاصة بالنسبة للخطط التي تضعها البلدان لربامج إغالق وافت�تاح المدارس وغريها من قطاعات المجتمع. ورغم أن فهمنا للت�أثري المتبادل بني فريوس كورونا (كوفيد )19-وعوامل البيئة الخارجية قد تحسن ،إال أن باحثي فري�ق االستجابة البحثية السريعة مازالوا يعملون على زيادة معرفتنا المجهرية بالفريوس .ويذكر أن إيفا فيوال ،األستاذ
د .توني تشان KAUST President
لسنا مستشفى وال شركة مستحضرات صيدالنية ولكننا نملك الوسائل والقدرات الالزمة للمساهمة في جهود التصدي الوطنية والعالمية بسبل أخرى.
المشارك في علوم الحاسب اآللي ،ونغان نغوي�ن ،طالب الدكتوراة ،وباحثني آخري�ن في مجموعة التصور النانوي البحثية يستخدمون معلومات من صور مجهر إلكرتوني وقواعد بيانات الربوتني لبناء نموذج ثالثي األبعاد على المستوى الذري لفريوس كورونا (كوفيد .)19-ويكشف النموذج تفاصيل عن الفريوس لم ت�كن رؤيتها ممكنة أبد ًا سابق ًا .وت�ثبت هذه التفاصيل أهميتها في تطوي�ر عقارات مالئمة للعالج. وال تقتصر جهود “كاوست” للتصدي للفريوس على مختربات أبحاثها ،إذ حرصت على مد يد العون إلى شركاء القطاع لوضع حلول للتصدي للجائحة .فقد حققت المشاريع الناشئة المحلية والشركات التي تعمل انطالق ًا من مدينة األبحاث والتقنية في الجامعة إنجازات متعددة في التصدي لهذا التهديد العالمي مركزة على كل شيء من التعقيم إلى متابعة المصابني بالعدوى .وت�تمتع المؤسسات التي تعمل انطالق ًا من مدينة األبحاث والتقنية في الجامعة بإمكانية الوصول إلى مختربات “كاوست” واالستعانة بأعضاء هيئة التدريس والطلبة الموهوبني باإلضافة إلى شبكة من المساحات العامة والمرافق المصممة للتعاون المبت�كر وتبادل المعارف. كان نقص اإلمدادات الطبية من أول وأصعب تحديات التصدي لكوفيد .-19فش ّكلت سابك ( ،)SABICوهي شركة عالمية رائدة في قطاع الكيماويات ،من مركز أبحاثها في مدينة األبحاث والتقنية في “كاوست” فري�ق عمل لتطوي�ر مادة اإليزوبروبانول ،المكون األساسي في معقمات األيدي .ونجحت سابك بمساعدة باحثي كاوست في تطوي�ر تقنية إلنتاجها وت�أمل بتسويقها تجاري ًا قبل نهاية عد متابعة مخالطي المصاب بالعدوى من المجاالت التي واجهت العام .كما ُت ّ تحديات عديدة .فطورت هرز ( ،)Hrzzوهي شركة ناشئة مقيمة في مدينة األبحاث والتقنية في الجامعة ،تطبيق متابعة مصمم إلخطار أفراد المجتمع ومالكي األعمال وصناع القرار في األوساط الطبية بعدد المصابني بكوفيد.-19 وفي حني أنه مازال قيد التطوي�ر ،إال أن التطبيق المكتمل سينبه المواطنني في نهاية المطاف في حال وجود شخص مصاب بالقرب منهم مما يساعدهم على تجنب المناطق الملوثة أو اتخاذ احتياطات إضافية بحسب الحاجة.
KING FAISAL SPECIALIST HOSPITAL تصريحا كامالً من رئيس قسم األشعة في “تلقينا ً قدما مستشفى الملك فيصل التخصصي بالرياض ،للمضي ً في تنفيذ تجزئة التصوي�ر المقطعي المحوسب المستند على الذكاء االصطناعي ،ونموذج التشخيص الكمي لحاالت كوفيد -19المؤكدة والمشتبه بها”. الدكتورة ريهام محمد ايادة -قسم االشعة في مستشفى الملك فيصل التخصصي
15
االستجابة لجائحة كوفيد19-
كيف سخرت “كاوست” في مكافحة (كوفيد)19-؟
االستجابة لجائحة كوفيد19-
14
الكفاية ،تضاف قطرة تحوي اإلنزيم ( )Cas12إلى المزي�ج وت�تك مدة 15دقيقة أخرى .ويتعرف هذا األنزيم على الحمض النووي الري�بوزي لفريوس كورونا (كوفيد )19-فقط ،مما يسهم في التغلب على مشكلة ( ،)RT-LAMPحيث يمثل التضخيم الوهمي والتلوث التبادلي عقبة اساسية. العملية بأكملها سريعة وال تستغرق أكرث من ساعة ،فقد صمم ()iSCAN ليكون أيض ًا سهل االستخدام ميداني ًا .والمعدات الالزمة محدودة إلى أدنى حد ويمكن نقلها وتخزينها مسافات طويلة .ولعل الجانب األكرث أهمية أن استخدامها ال يتطلب أي تدريب خاص ،مما يعني إمكانية اعتمادها بسهولة كنظام كشف في نقاط الرعاية في المطارات وعلى الحدود. من المزايا الرئيسية األخرى لـ ( )iSCANإمكانية إنتاج كواشف األنزيم الخاصة بالمجموعة محلي ًا .وقد يحدث هذا تغي�ي ًا جذري ًا بالنسبة الختبار الفريوس في المملكة إذ أن توفر الكواشف والمعدات كان عقبة كبرية منذ بداية جائحة كوفيد ،19-علم ًا أن كافة اإلنزيمات التي استخدمت في تطوي�ر ( )iSCANقد أنتجت في مختربات “كاوست”. كان تفسري نتائج االختبار واضح المعالم أيض ًا ،إذ وضع محفوظ وفريقه فوق بنفسجي طريقتان لعرض النتيجة .األولى تنطوي على تسليط ضوء َ على العينة بينما يحلل كاشف الضوء الخارج منها لإلبالغ عن مقدار الرنا الفريوسية .وتنطوي المنهجية الثانية على إدخال شرائط مصممة خصيص ًا في األنابيب بصورة مشابهة للشرائط المستخدمة في اختبار الحمل. لقد اخترب ( )iSCANبنجاح على عينات حقيقية لمرضى .ويتعاون الباحثون حالي ًا مع فرق مختلفة في المملكة لمقارنة ( )iSCANمع مجموعات اختبار تجارية منها ( ،)RT-qPCRوهي المعيار الذهبي للكشف عن فريوس كورونا (كوفيد .)19-وبعد تدقيقها ،ست�كون المجموعة مناسبة لالستخدام التجاري على نطاق واسع.
الربوفيسور مجدي محفوظ أستاذ مشارك في الهندسة الحيوية في “كاوست
نحن ماضون في تطوي�ر اإلصدار الحالي من فحص ( )ISCANليصبح في المستقبل سهل االستخدام من قبل الجميع كسهولة استخدام فحص الحمل أو سكر الدم. مع كل موجة جديدة للجائحة ،يسهم كل اختبار أسرع وأدق وأكرث حساسية وأسهل استخدام ًا في إحداث أثر كبري .ويتيح تطوي�ر ()iSCAN عزل المصابني بالعدوى بفعالية أكرب ،مما يساعد بالتالي على إبطاء تفشي الفريوس .قد تسهم هذه الجهود في التغلب على تحدي كشف كوفيد 19-الحالي على نطاق واسع وخالل زمن قصري بهدف معالجة المرض والسيطرة عليه بفعالية.
13
االستجابة لجائحة كوفيد19-
حلول بسيطة وسريعة ودقيقة لتشخيص كوفيد19-
فري�ق أبحاث” كاوست” يبت�كر مجموعة اختبار تشخيصي سهلة االستخدام لفريوس كورونا
عد تفاعل البوليمراز المتسلسل للنسخ العكسي ( )RT-PCRفي الزمن الحقيقي الطريقة ُي ّ األكرث استخدام ًا للكشف عن أنواع فريوسات الحمض النووي الري�بي ( ،)RNAومنها فريوس كورونا (كوفيد .)19-ولكنها بال شك تنطوي على جوانب سلبية صارخة عديدة ،ومنها أن هذه االختبارات ت�تطلب موظفني مدرب�ي تدري�ب ًا عالي ًا وبنية تحتية متطورة وضرورة نقل العينات إلى المختربات المركزية لتحليلها .جدير بالذكر أن الربوفيسور مجدي محفوظ ،أستاذ الهندسة الحيوية في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) ،وفريقه قد طوروا طريقة سهلة االستخدام للكشف عن فريوس كورونا (كوفيد )19-يمكن أن يصبح استخدامها في نهاية المطاف بسهولة استخدام اختبار الحمل أو جهاز تحسس الغلوكوز. وطور محفوظ وفريقه حالً يحمل اسم ( )iSCANإلجراء الفحص المعياري للكشف عن األحماض النووية القائم على الفحص المخربي كريسرب ( ،)CRISPRوهو نظام يعتمد على التضخيم الحراري للحمض النووي بوساطة حلقة النسخ العكسي ( )RT-LAMPالمقرتن بإنزيمات كريسرب من أجل الكشف السريع والدقيق والحساس عن فريوس كورونا (كوفيد.)19- الستخدام ( ،)iSCANيوضع نموذج لمسحة المريض البلعومية األنفية في أنبوب اختبار صغري يحوي بادئات الحمض النووي ( )DNAواإلنزيمات التي يمكنها تضخيم المادة الوراثية لفريوس كورونا (كوفيد .)19-و ُتحضن المكونات بعد ذلك بدرجة حرارة 62درجة مئوية مدة نصف ساعة في عملية تسمى ( .)RT-LAMPوعندما ُتض ّخم الرنا ( )RNAالفريوسية بما فيه
جامعة الملك سعود “سيحدث نظام iSCANمن كاوست ثورة في قدرتنا على إجراء عمليات اإلختبار على نطاق واسع ،األمر الذي سيساعد سلطات الصحة العامة على فهم انتقال الفريوس ،وبناء نماذج تنبؤية ،وتوظيف فعال لتدابري السيطرة على انتشاره”. مي الراشد -عميدة كلية التمريض في جامعة الملك عبدالعزي�ز
تعزي�ز الزراعة
12
ابحاث “كاوست” لضمان األمن الغذائي لفئات السكان الضعيفة مؤسسة بيل وميليندا غيتس تسهم في تموي�ل ابحاث الجامعة” لمكافحة عشبة سرتيغا الطفيلية في أفريقيا باسم سرتيغا تقوض (سرتيغا) ،وهي عشبة طفيلية أرجوانية اللون تعرف علميا ً ّ هريمونثيكا ( ،)Striga hermonthicaمحاصيل الحبوب في أفريقيا جنوب الصحراء .وتشري التقديرات إلى أن الخسائر الناجمة عنها ت�تجاوز 7مليارات دوالر ،مما يهدد سبل العيش واإلمدادات الغذائية لنحو 300مليون نسمة .ولذلك ،يسعى باحثون في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) إلى إنقاذ المحاصيل األساسية من هذه اآلفة باالستعانة بعلم الوراثة الجزيئية وبدعم من منحة قدمتها مؤسسة غيتس.
الربوفيسور سليم الببيلي أستاذ علم النبات ،قسم العلوم والهندسة البيولوجية والبيئية
نسعى إلى تحسني األمن الغذائي عن طري�ق إنتاج المعرفة باالستعانة بأحدث التقنيات في المخترب وترجمة هذه المعرفة الجديدة بسرعة إلى أدوات يمكن لصغار المزارعني استخدامها في الحقل”.
يقود سليم الببيلي ،أستاذ علم النبات في قسم العلوم والهندسة البيولوجية والبيئية في “كاوست” ،جهود مكافحة هذه العشبة الطفيلية إذ تركز أبحاثه، التي يجريها باالشرتاك مع خرباء في البيولوجيا البنيوية والكيمياء وعلم األحياء الحاسوبي وعلم الزراعة واألعشاب الضارة وعلم الوراثة من “كاوست” وعدة دول تشمل اليابان وهولندا وبوركينا فاسو والنيجر ،على عرقلة مسارات إنتاش أو انبات هذه األعشاب الغازية. جدير بالذكر أن انباتاواحد ًا لعشبة سرتيغا يخ ّلف ما يصل إلى 200ألف بذرة قد تبقى هاجعة في الرتبة حتى 15عام ًا .وتفرز محاصيل الحبوب المضيفة كالدخن اللؤلؤي هرمونات نباتية في الرتبة تدعى السرتيغوالكتونات ( .)strigolactonesت�تحسس عشبة سرتيغا هذا الهرمون الذي يحفزها بعد ذلك على االنبات .ويسعى الببيلي وفريقه إلى منع تفشي هذه العشبة باتباع اسرتاتيجية متعددة الجوانب تنطوي على منع بذورها من االنبات وزيادة المقاومة الوراثية للمحاصيل األساسية لها .ورأت مؤسسة بيل وميليندا غيتس مؤشرات واعدة في المشروع ،فبادرت فور ًا إلى تقديم 1.5مليون دوالر ألبحاث” كاوست”. حقق الباحثون بعض اإلنجازات الهامة حتى اآلن ،فقد طوروا سرتيغوالكتونات تركيبية يمكن رشها على الحقول الموبوءة ببذور سرتيغا لتحفيزها على االنبات قبل األوان لتموت بعد ذلك .ونجحت هذه الطريقة في تجربة حقلية في بوركينا فاسو في تخفيض نمو السرتيغا بنسبة تصل إلى 65بالمائة ..ويعمل الباحثون بالفعل على زيادة معدل نجاح هذا “ االنبات االنتحاري”. إضافة إلى ذلك ،فقد عرث الببيلي وزمالؤه على مركب قادر على ت�ثبيط انبات بمستقبالت اإلنبات في البذور ،مما يمنع وصول بذور السرتيغا إذ يرتبط بإحكام ْ السرتيغوالكتينات إليها ويثبط إنباتها .والعمل جا ٍر في ضوء هذه النتائج لوضع اسرتاتيجية تدعم إنتاج مبيدات حشائش خاصة بالسرتيغا ،كما لجأ الفري�ق إلى تطوي�ر محاصيل دخن لؤلؤي مقاومة وراثي ًا. تعزز االسرتاتيجيات التي لجأ إليها الببيلي وفريقه في حال نجاحها مقاومة الدخن اللؤلؤي لتفشي السرتيغا إلى حد كبري ،مما يسهم كثري ًا في تعزي�ز األمن الغذائي ودخل صغار المزارعني في أفريقيا جنوب الصحراء الكربى.
مؤسسة بيل وميليندا غيتس “يتطلب االست�ثمار في تحسني أوضاع مزارعي أفريقيا شراكات عد عالمية فعالة .ولذلك ،يسرنا أن نتعاون مع “كاوست” التي ُت ّ من جامعات العالم الرائدة في العلوم الزراعية والبيولوجية”. حسن الدملوجي ،رئيس عالقات الشرق األوسط في مؤسسة بيل وميليندا غيتس”.
11
تعزي�ز الزراعة
التغي�ي الجذري القادم في مفهوم الزراعة بالمملكة العرب�ية السعودية شركة تقنية زراعية ناشئة في “كاوست تنجح في ابت�كار تقنية ت�تيح زراعة محاصيل ت�تحمل المياه المالحة
مارك تسرت مؤسس مشارك لمزارع البحر األحمر
المياه بالغة األهمية ،وهي باهظة الت�كاليف في المملكة العرب�ية السعودية وتستهلك الكثري من الطاقة .ولذلك، ت�كتسي إمكانية استخدام المياه
بعد عام ت�كلل بالنجاح ،احتلت خالله المركز الثالث في كأس العالم لريادة األعمال ،2019وأم ّنت وسعت شركة مزارع البحر األحمر الناشئة في جامعة تمويالً أوليا بقيمة 1.9مليون دوالرّ ، الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) عملياتها التجارية .وكانت الشركة قد طورت تقنية جديدة تمام ًا ت�تيح زراعة محاصيل ت�تحمل المياه المالحة في دفيئات تربدها المياه المالحة. ويخفض هذا النظام استهالك المياه العذبة بنسبة ت�تاوح بني 80و 95بالمائة ،.ويستهلك طاقة أقل بمرتني إلى ست مرات قياس ًا بالدفيئة العادية المربدة ميكانيكي ًا .وأحدثت التقنية التي ابت�كرتها شركة مزارع البحر األحمر تغي�ي ًا جذري ًا في الزراعة في المملكة العرب�ية السعودية وغريها من المناطق التي تعاني من شح المياه ومحدودية األراضي الصالحة للزراعة ،وقدمت حلوالً لتحديات شح الغذاء بما ينسجم مع رؤية 2030في المملكة. حققت شركة مزارع البحر األحمر في نوفمرب 2020تقدم ًا جديد ًا ببناء دفيئة مياه مالحة في إطار مشروعها التجري�بي في حرم “كاوست” الجامعي .وتمثل المنشأة جهد ًا تعاوني ًا بني كاوست وشركة تطوي�ر المنتجات البحثية ،وهي المركز الوطني لتطوي�ر التقنيات واستغاللها تجاري ًا في المملكة العرب�ية السعودية؛ كما ت�تلقى دعم ًا من برنامج األبحاث االبت�كارية في مدينة الملك عبدالعزي�ز للعلوم والتقنية .والمنشأة التجري�بية التي تقع في مدينة األبحاث والتقنية في
أسواق التميمي “تساعد مزارع البحر األحمر بتقنيتها المبت�كرة وممارساتها المستدامة المملكة العرب�ية السعودية على تقليل اعتمادها على المنتجات المستوردة .ونحن في أسواق التميمي مسرورون بالتعاون مع مزارع البحر األحمر ونعمل مع ًا لتحقيق األمن الغذائي”. بروس بوستويك ،مدير تطوي�ر األعمال في أسواق التميمي
المالحة بسبل جديدة أهمية كبرية في تحقيق االستدامة “كاوست” ،ليست سوى المنشأة األولى من بني خطط عديدة تزمع مزارع البحر األحمر تنفيذها في مختلف أنحاء المملكة ومناطق أبعد من ذلك. تقدم مدينة األبحاث والتقنية في “كاوست” ،وهي مركز أبحاث وتطوي�ر مكرس لكافة المجاالت المرتبطة بالزراعة في الجامعة، البيئة المثالية كي تزدهر مزارع البحر األحمر والشركات الناشئة التي تعمل في مجال التقنية الزراعية .وت�تيح مساحة 2.7مليون مرت مربع لألعمال القائمة على التقنية الوصول إلى مختربات “كاوست” واالستعانة بأعضاء هيئة التدريس والطلبة الموهوبني باإلضافة إلى شبكة من المساحات العامة والمرافق المصممة للتعاون المبت�كر وتبادل المعارف .وترعى المدينة أيض ًا الروابط بني الجامعة والصناعة وبني شبكة المست�أجري�ن والشركات الناشئة ومزودي الخدمات المتواجدين هناك. بعد البدء بالطماطم الكرزية ،تبيع مزارع البحر األحمر حالي ًا عشرة أنواع مختلفة من المحاصيل العضوية في المخازن العامة المحلية ومنها الخيار والفلفل الحار والخس والكرفس .وت�تمثل الخطوة التالية للشركة في االنفتاح أكرث على األسواق السعودية والعالمية والتعاون مع مزارع محلية لت�أمني المتطلبات الغذائية لسكان المدن الذين ت�تنامى أعدادهم .وي�بهن النجاح التجاري للشركة على إمكانية نقل أبحاث “كاوست” وابت�كاراتها من المخترب إلى السوق لتقديم منتجات عالية الجودة مستدامة ومربحة في الوقت نفسه.
تعزي�ز الزراعة
10
مركز الزراعة الصحراوية في “كاوست” المساعدة في ت�أمني التغذية المستدامة ل 10مليارات نسمة بدأ مركز الزراعة الصحراوية في “كاوست” بوضع حلول على مستوى العالم لتحدي ت�أمني التغذية المستدامة لـ 10مليارات نسمة بحلول .2050ويعمل مركز الزراعة الصحراوية من خالل األبحاث التطبيقية وتدريب الطلبة وتوعية المجتمع المحلي والشراكات مع الحكومة واألوساط األكاديمية والصناعية على إعداد أنظمة مستدامة إلنتاج المحاصيل في البيئات الصحراوية. عد نظام الغذاء ،سواء في المملكة أو في العالم ،من أكرث األنشطة ُي ّ البشرية التي تهدد االستدامة ،إذ يستنفذ 66بالمائة من إمدادات المياه العالمية و 30بالمائة من إمدادات الطاقة العالمية ويشغل 50بالمائة من األراضي التي يستخدمها البشر وي�ؤدي إلى انبعاث 33بالمائة من غازات الدفيئة .ويتعني على المملكة العرب�ية السعودية والعالم إنتاج غذاء أكرث على مدى األعوام الثالثني المقبلة لتغذية العدد المتنامي لسكان العالم باستدامة إذ ت�توقع األمم المتحدة أن يزداد عدد سكان المملكة العرب�ية السعودية من 34مليون إلى 39مليون نسمة بحلول 2030وإلى 44مليون نسمة بحلول .2050 وللتصدي لهذا التحدي ،يقود مركز الزراعة الصحراوية القطاع من خالل العلوم المدفوعة بالبيانات واالبت�كار الذي يركز على المستقبل. ويهدف المركز إلى النهوض بالمعرفة واألدوات األساسية الالزمة لتحسني أنواع المحاصيل الموجودة وتدجني محاصيل جديدة ووضع أنظمة جديدة إلنتاج المحاصيل يمكنها إنتاج غذاء باستدامة في البيئات الصعبة في المملكة وباقي المناطق .وبفريقه الذي يضم علماء ومهندسني عالميي المستوى ،يتوخى مركز الزراعة الصحراوية أنظمة إلنتاج محاصيل مستدامة طازجة مغذية عالية القيمة بأثر بيئي منخفض (مثال :مقادير أقل من المياه واألسمدة والمبيدات الحشرية وانبعاثات غازات الدفيئة) وبالتالي التشجيع على أنماط الحياة الصحية والبيئة النظيفة لألجيال القادمة .وتنسجم أهداف المركز مع العديد من أهداف التنمية المستدامة لألمم المتحدة ورؤية 2030في المملكة العرب�ية السعودية الخاصة بالتحول الوطني. لدى المركز ثالثة محاور بحثية أساسية1 ( :أنظمة محاصيل حقلية تركز على نخيل التمر والتدجني الجديد لنفس المجموعة الربية للمحصول وغريها من أصناف النباتات الربية القادرة على النمو في األنظمة البيئية القاسية كالمياه المالحة )2 ،أنظمة المحاصيل التي تزرع ضمن الدفيئة التي تركز على تحقيق أدنى أثر ممكن في استهالك المياه العذبة )3 ،أنظمة اإلنتاج القائمة على الطحالب التي تستند إلى المناطق الساحلية الضخمة في المملكة ذات المياه الدافئة واإلشعاع الشمسي المرتفع؛ وهي سمات أساسية لإلنتاج االقتصادي والمستدامللطحالب.
9
تعزي�ز الزراعة
زراعة األرز في البيئات الصحراوية قد ت�كون الحل ألحد أهم التحديات العالمية كيف يمكن أن تصبح الصحراء مصدر ًا غذائي ًا هام ًا لمستقبلنا؟ تعمل جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) على تطوي�ر محاصيل أرز مقاومة للمياه المالحة لزراعتها في البيئات الصحراوية. وبات جزء من مبادرة الزراعة الصحراوية في “كاوست” واالبت�كارات في زراعة األرز قاب قوسني أو أدنى من إي�جاد حل ألحد أهم التحديات العالمية الذي يتمثل في التغذية المستدامة للسكان الذين ت�تزايد أعدادهم محلي ًا وعالمي ًا. ففي ضوء ازدياد عدد سكان العالم من 7.8إلى 10مليارات نسمة على مدى الثالثني عام ًا المقبلة ،يجب على المزارعني والعاملني في مجاالت النباتات أن يبذلوا قصارى جهدهم إلنتاج محاصيل مغذية عالية اإلنتاجية بأثر بيئي أقل في الوقت نفسه .ويضطلع األرز بدور بالغ األهمية في تحقيق هذه المعادلة .وفي هذا الصدد ،يعمل باحثو “كاوست” على رسم خرائط مجمل التنوع الوراثي لمحاصيل األرز الختيار األصناف وفرية الغلة التي ت�ت�كيف مع ظروف الصحراء السعودية. ٍ كاف ،إذ يكتسي الت�كيف مع إن مجرد الت�كيف مع الظروف البيئية غري المدخالت الزراعية المحدودة أو البديلة أهمية بالغة .فالمياه العذبة في جميع أنحاء العالم مهددة ،مما يرجح أن يصبح استخدام مياه البحر في الري من األدوات المستخدمة في مستقبل الزراعة .وفي الوقت الحالي ،تعجز أكرث المحاصيل عن تحمل الملح الموجود في مياه البحر. ويعكف باحثو “كاوست” على إي�جاد نباتات يمكنها تحمل المياه المالحة عن طري�ق مسح آالف الواسمات الوراثية إليجاد تلك التي ترتبط بتحمل الملوحة في نباتات األرز .ونجحوا في تحديد مورثات محددة ،السيما تبي أنها أكرث تحمالً للملوحة من أصناف في مجموعة األرز الهنديّ ،
األرز األخرى .وي�جري استخدام هذه األصناف في تجارب الزراعة التي تزيد اإلنتاجية العالمية لألرز. يذكر أن الربوفيسور رود وينغ ،أستاذ علوم النبات في” كاوست” ومدير مركز الزراعة الصحراوية ،يقود األبحاث الوراثية على األرز في الجامعة ،والسيما اكتشاف واستغالل التنوع الطبيعي في صنف أوري�زا في األرز .وي�ركز مخترب وينغ على إنتاج جينومات بأعلى المعاي�ي (معيار البالتني) لألرز المزروع ومجموعته الربية ،وذلك إلنشاء جينوم شامل وسيدرس لألوري�زا يكون بمثابة نموذج لت�أسيس بنك جينات رقمي لألرز. ُ بنك الجينات الرقمي هذا الكتشاف وتحليل تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة واالختالف الهيكلي الموجود في مجمل الجنس (الصنف) بصورة رئيسية .وسرتبط هذه البيانات مع بيانات التنميط الظاهري عالية اإلنتاجية المستمدة من مجموعة عالمية من أصناف األرز تضم قرابة ثالثة آالف مجموعة متنوعة من سالالت األرز المزروعة في مواقع متعددة حول العالم على مدار فصول متعددة .ويمكن بعد ذلك استخدام هذه البيانات لتسريع إنتاج أنواع “األرز األخضر” التي ت�ت�كيف مع الظروف البيئية المختلفة ،ومنها البيئات الصحراوية في الشرق األوسط. اكتسبت أبحاث الربوفيسور وينغ أهمية خاصة لـنيوم ،المشروع الضخم الجديد في شمال غرب المملكة الذي تبلغ قيمته 500مليار دوالر .ويذكر أن الربوفيسور وينغ قد ُع ّي في المجلس المؤسس للمنظمة الزراعية شما في نيوم. المكرسة لتطوي�ر الزراعة في وادي ّ
المعهد الولي ألبحاث األرز “تعترب جهود الربوفيسور رود وينج في جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية ،قوة دافعة في مجال علم جينوم النبات .إذ يضع عمله األساس المستقبلية لرتب�ية األرز ،عن طري�ق التصميم لضمان األمن الغذائي للبشرية جمعاء” ماثيو موري�ل ،المدير العام للمعهد الدولي ألبحاث األرز
رأسة المملكة لقمة G20/ S20
8
الحفاظ على الشعاب المرجانية وترميمها وتعزي�ز قدرتها على الصمود والت�كيف .وتشمل المبادرة الشعاب المرجانية المدارية الموجودة في المياه الدافئة باإلضافة إلى الشعاب التي تنمو عميق ًا في المياه الباردة التي تعرضت أيض ًا لخسائر وتهددها ضغوط بشرية متعددة أيض ًا .وتعهدت المملكة العرب�ية السعودية بتقديم 10مالي�ي دوالر سنوي ًا لهذه المبادرة على مدى السنوات العشر المقبلة .ومن المتوقع أن تقدم البلدان األخرى تعهداتها لجمع 30مليون جنيه اسرتليني سنوي ًا في المجمل. لقد عملت “كاوست” على مدار عام 2020لضمان وصول قضية حماية الشعاب المرجانية إلى صدارة جدول أعمال قمة مجموعة العشري�ن .وفي إطار الجهود المبذولة لتعميم حماية الشعاب المرجانية العالمية ،عقدت ورشة عمل دولية حول الحفاظ عليها في يوليو 2020بحضور أعضاء مجموعة العشري�ن والضيوف المدعوي�ن ومنظمات إقليمية ودولية .وتناول المشاركون أسباب تدهور الشعاب المرجانية وت�أثرياته والحلول المحتملة. وأشارت الورشة إلى أن الشعاب المرجانية تشكل ثروة بيئية واجتماعية اقتصادية لما يفوق مليار إنسان ،كما أن قيمتها االقتصادية تفوق تريليون دوالر في جميع أنحاء العالم . وت�أتي المبادرة الجديدة ت�توي�ج ًا لألبحاث التي كانت “كاوست” رائدة فيها على مدى العقد األخرية بقيادة الربوفيسور كارلوس دوارتي ،أستاذ فصلت دراسة العلوم البحرية فيها على وجه الخصوص .وفي أبري�ل ّ ،2020 عن المحيطات الدولية ،أجريت بقيادة كارلوس دوارتي وسوزانا أغوستي، أستاذي “كاوست” في العلوم البحرية ،سبل تعافي الحياة البحرية وصوالً إلى الوفرة الكاملة بحلول .2050وحددت هذه الدراسة تسعة عناصر جوهرية في األنظمة البيئية البحرية إلعادة بناء الحياة البحرية ،وكانت الشعاب المرجانية واحدة منها. وجدير بالذكر أن الربوفيسور دوراتي عقد إحاطة إعالمية خالل أسبوع القمة للرئاسة السعودية لمجموعة العشري�ن للحديث عن ضمان مستقبل للشعاب المرجانية في العالم في المركز اإلعالمي الدولي لمجموعة العشري�ن في
الرياض .وسلط الربوفيسور دوراتي الضوء على أهمية التعاون الدولي، إذ أن أي دولة بمفردها ستعجز عن عكس مسار الخطر الذي يهدد الشعاب المرجانية .وقال“ :ال تطمح الرئاسة السعودية لمجموعة العشري�ن إلى الحفاظ على الشعاب التي نملكها حالي ًا فحسب ،بل تسعى فعلي ًا إلى توسيع نطاقها عالمي ًا ربما بنسبة 10بالمائة أيض ًا” .
G20 سيسمح الموقع المقرتح للمنصة باالستفادة من البنية التحتية لكاوست ،لدعم جهود البحث والتطوي�ر على مستوى العالم ،مع توفري الوصول إلى البنية التحتية المتطورة والخربة، وقدرات التسلسل وت�كنولوجيا االستشعار المتقدمة ،والشعاب المرجانية للدراسة في البحر األحمر والخليج العربي. بيان صادر عن وزراء البيئة في مجموعة العشري�ن
7
رأسة المملكة لقمة G20/ S20
ت�أمني مستقبل للشعاب المرجانية في العالم
مجموعة العشري�ن تطلق مبادرة عالمية مستوحاة من “كاوست” لحماية الشعاب المرجانية
كارلوس دوارتي أستاذ العلوم البحرية وأستاذ كرسي أبحاث طارق أحمد الجفالي لدراسة بيئة البحر األحمر
المملكة العرب�ية السعودية ملتزمة بالحفاظ على الشعاب المرجانية والتعلم من مقاومتها للضرر في البحر األحمر لنتمكن من تبادل الدروس التي تعلمناها مع باقي العالم ،ولكننا ال نستطيع فعل ذلك لوحدنا”.
أسهمت أبحاث جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) في ضمان موقع بارز لحماية الشعاب المرجانية باعتبارها إحدى التوصيات النهائية للسياسات في البيان الختامي لقمة قادة مجموعة العشري�ن .2020ونتيجة لذلك ،ستطلق حالي ًا مبادرة عالمية جديدة لحماية الشعاب المرجانية بقيادة المملكة العرب�ية السعودية ودعم وتعاون من بلدان مجموعة العشري�ن. ولقد اختريت “كاوست” لت�كون نقطة التقاطع للمبادرة الجديدة ،واالستفادة من البنية التحتية المتطورة للجامعة ،ولريادتها في دراسات وابحاث الشعاب المرجانية ،اضافة لموقعها الذي يسهل لباحثيها الوصول إلى النظم البيئية القري�بة. التزمت أكرب اقتصادات العالم في قمة قادة مجموعة العشري�ن التي عقدت في نوفمرب 2020 في الرياض بزيادة تعافي الشعاب المرجانية والحفاظ على الموائل البحرية المعرضة للخطر بإطالق “منصة تسريع أبحاث وتطوي�ر الشعاب المرجانية” المصممة لتسريع جهود األبحاث والتطوي�ر الدولية على صعيد تحسني بقاء الشعاب المرجانية وت�كيفها والحفاظ عليها وتعزي�ز قدرتها على الصمود وترميمها .وتضمن هذه الشراكة العالمية الجديدة أن تعرف األجيال المستقبلية وت�تمتع بشعاب مرجانية صحية ،كما تهدف إلى زيادة تعافيها عالمي ًا بنسبة 10بالمائة. وت�أتي المبادرة اعرتاف ًا بالدور الحاسم الذي تضطلع به األنظمة البيئية البحرية في الطبيعة والمجتمعات اإلنسانية واالقتصاد إذ تمثل مجموعة العشري�ن وصي ًا رئيسي ًا على الشعاب المرجانية في المياه الدافئة والباردة حيث يقع نحو نصف الشعاب المدارية في العالم في المناطق االقتصادية الخاصة للدول األعضاء في قمة العشري�ن .وتعد الشعاب المرجانية من أكرث األنظمة البيئية أهمية على كوكب األرض ألنها تحتضن تنوع ًا حيوي ًا مذهالً .هذا ويهدد النشاط البشري والتغري المناخي حياة الشعاب المرجانية التي تعتمد عليها حياة 25إلى 50 في بالمائة من الحياة البحرية في العالم ،ومن المتوقع تعرض جزء كبري منها إلى الخطر في حال عدم اتخاذ أي إجراءات ملموسة. ستزيد المنصة الجديدة لتسريع أبحاث وتطوي�ر الشعاب المرجانية الدعم المقدم وت�كمل المبادرات القائمة على المستويات الوطنية واإلقليمية والدولية التي تعمل حالي ًا على
رأسة المملكة لقمة G20/ S20
6
لمجموعة العشري�ن G20وتقود
وأيد قادة مجموعة العشري�ن منصة االقتصاد الدائري للكربون التي ابت�كرها مركز الملك عبداهلل للدراسات والبحوث البرتولية ودعمتها األبحاث التي أجرتها “كاوست” في هذا الصدد على مدى عقد كامل. وي�ركز االقتصاد الدائري للكربون على إطار مكون من أربعة عناصر،هي: التقليل ،إعادة االستخدام ،إعادة التدوي�ر ،اإلزالة .إن االقتصاد الدائريللكربوني نهج طوعي ومت�كامل وشامل وواقعي يهدف إلى تعزي�ز النمو االقتصادي وتحسني الريادة البيئية من خالل إدارة االنبعاثات في جميع القطاعات ،ومنها على سبيل المثال ال الحصر الطاقة والصناعة والنقل والغذاء .وت�أخذ هذه المنهجية الظروف الوطنية بعني االعتبار مع التسليم بالحاجة الملحة للتصدي للتغري المناخي مع استمرار النمو السكاني وزيادة االنبعاثات .وأصبح من الضروري أكرث من أي وقت مضى اعتماد إطار اقتصادي لخفض مستويات انبعاثات غازات الدفيئة في الغالف الجوي مع المحافظة على دعم النمو االقتصادي والتنمية المستدامة ،ويتوجب على مجموعة العشري�ن قيادة هذه الجهود. تمثل رئاسة المملكة العرب�ية السعودية لمجموعة العشري�ن ،التي عد من أهم منتديات التعاون االقتصادي الدولي التي تجمع قادة ُت ّ أكرب االقتصادات العالمية ،المرة األولى التي تعقد فيها القمة في الشرق األوسط .وتمثل الدول األعضاء في مجموعة العشري�ن نحو 80بالمائة من الناتج المحلي اإلجمالي العالمي و 80بالمائة من التجارة الدولية وثلثي سكان العالم .وإلى ذلك ،فقد وضعت المملكة العرب�ية
السعودية شعار “اغتنام فرص القرن الحادي والعشري�ن للجميع” مع مجاالت الرتكيز الرئيسية التي تشمل تمكني الشباب والنساء والطاقة وتغري المناخ واألمن الغذائي والمائي. عد من تدعم مجموعة العلوم ( ،)S20التي ت�أسست في 2017و ُت ّ أحدث مجموعات التواصل ،مجموعة العشري�ن عن طري�ق رعاية الحوار الرسمي مع األوساط العلمية ،وتقودها عادة األكاديمية العلمية الوطنية للبلد المضيف.
وزارة الطاقة السعودية مهما في إطار دورا “تلعب كاوست ً ً اقتصاد الكربون الدائري في المملكة ،حيث تدعم الجهود عرب التطبيقات والمقاي�يس واالستدامة والمشاركة الدولية” يحيى خوجه ،مستشار وزي�ر الطاقة
5
رأسة المملكة لقمة G20/ S20
كاوست تدعم رئاسة المملكة مجموعة العلومS20
عقدت جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية (كاوست) في سبتمرب 2020اجتماع ًا مع األوساط العلمية في أكرب اقتصادات العالم القرتاح حلول علمية لتحديات العالم األكرث إلحاح ًا .وأتاحت االجتماعات رفيعة المستوى مع الدول الكربى في إطار مجموعة العلوم ( )S20فرصة فريدة ل”كاوست” لتعميم أبحاثها وإبراز مواهبها بني نظرياتها العالمية ووضعتها بقوة على خريطة العالم. يذكر أن مجموعة العلوم ( ،)S20وهي من مجموعات التواصل الرسمية في مجموعة العشري�ن ،كانت هذا العام بقيادة “كاوست” ورئاسة الدكتور أنس الفارس ،رئيس مدينة الملك عبدالعزي�ز للعلوم والتقنية .والغرض من هذه المجموعة وضع توصيات محددة وإجراءات قابلة للتنفيذ تقدم إلى ص َّناع السياسات في بلدان مجموعة العشري�ن التي تملك أضخم اقتصادات العالم .واختارت مجموعة العلوم ( )S20هذا العام عنوان“ :استبصار المستقبل :دور العلوم في تخطي التغريات الحرجة” ،مع محاور فرعية هامة ،ومنها مستقبل الصحة واالقتصاد الدائري والثورة الرقمية واستخالص االستنتاجات المنطقية .وت�ت�ألف المجموعة من مجموعات عمل تضع ورقات سياسات مفصلة .وتشكل هذه االقرتاحات أساس البيان الختامي لمجموعة العلوم ( )S20الذي ُعرض رسمي ًا على قادة مجموعة العشري�ن للنظر فيه .ويت�ألف بيان مجموعة العلوم ( )S20الختامي من قائمة توصيات اتفقت عليها أكاديميات العلوم الوطنية في كل دولة عضو في مجموعة العشري�ن.
يذكر أن قمة مجموعة العلوم ( )S20هذا العام كانت فعالية هجينة عقدت عرب اإلنرتنت وفي “كاوست” ،المؤسسة القائدة ،في سبتمرب ،2020علم ًا أن مداوالت المجموعة واجتماعات مجموعات شدد العمل قد عقدت على مدار العام .وخالل مداوالتها االفرتاضيةّ ، توني تشان ،رئيس الجامعة ،على أهمية التعليم لضمان تحقيق وعد مستقبل التقنية والتعاون العالمي ومسؤولية العلوم أمام المجتمع .كما ُعقدت قمة قادة مجموعة العشري�ن في نوفمرب 2020في الرياض على هيئة تجمع افرتاضي لقادة العالم. وأدرجت توصيتان رئيسيتان وضعتهما المملكة العرب�ية السعودية بدعم من باحثي “كاوست” في البيان الختامي لقمة مجموعة العشري�ن .كما صادق قادة مجموعة العشري�ن على منصة برنامج االقتصاد الدائري للكربون ،التي قادها سمو األمري عبد العزي�ز بن سلمان آل سعود وزي�ر الطاقة ،بدعم من أبحاث كاوست الخاصة باالقتصاد الدائري للكربون .وتضمنت إطالق مبادرة لحماية الشعاب المرجانية العالمية وت�أي�يد نموذج جديد إلدارة انبعاثات الكربون العالمية أال وهو االقتصاد الدائري للكربون .ومع التسليم بضرورة الحفاظ على البيئات البحرية ،أطلقت مجموعة العشري�ن “منصة تسريع أبحاث وتطوي�ر الشعاب المرجانية” للحفاظ على هذه الشعاب والمساعدة على تعافيها عالمي ًا .وت�تضمن المبادرة التزام ًا بزيادة تعافي الشعاب المرجانية العالمية بنسبة 10بالمائة.
4
ألول مرة في تاري�خ المملكة :ثالثة طلبة من الفائزي�ن بمنحة رودس �تصدر دورة 2020 برامج كاوست الوطنية االسرتاتيجية لدعم تقدم المواهب الشابة ت ّ حصل ثالثة طلبة جامعي�ي سعودي�ي على منحة رودس الدراسية المرموقة ،لمتابعة دراساتهم العليا في جامعة أكسفورد في خريف ،2021وجميعهم من خري�جي برنامج واحد على األقل من برامج كاوست للتقدم الوطني االسرتاتيجي ،وتنمية وإدارة المواهب الشابة. وبوصفها واحدة من أكرث المنح الدراسية شهرة وتنافسية في دولي فقط سنوي ًا ،كونهم من العالم ،تختار Rhodes Trustمائة طالب ّ “القادة الشباب ذوي الفكر والشخصية المتميزي�ن الذين لديهم الحافز للتعامل مع التحديات العالمية ،والملتزمني بخدمة اآلخري�ن والوفاء بعهد القيادة بدافع القيم والمبادئ من أجل مستقبل العالم”. وبهذا يغدو العام 2021عالمة فارقة بوصفه أول عام يحصل فيه ثالثة مواطنني سعودي�ي على منح دراسية ضمن مجموعة واحدة. وهذا ال يمثل إنجاز ًا رائع ًا حق ًا لهؤالء الطلبة كأفراد فحسب ،بل يمثل وفرتها المنظومة البيئية أيض ًا ت�أكيد ًا على الفرص الهائلة التي ّ التعليمية المتوسعة بسرعة في المملكة -والتي ترعاها كاوست كل يوم .يعرب مكتب التقدم الوطني االسرتاتيجي في كاوست ،تحت
قيادة الدكتورة نجاح عشري ،عن القناعة الراسحة بأن األمة يمكنها أن ت�تحول بشكل أفضل عندما يكون مواطنوها جاهزي�ن وواثقني وقادري�ن على قيادة هذا التغي�ي .يشكل هذا االلتزام أساس مكتب التقدم الوطني االسرتاتيجي وبرامجه المصممة بشكل شامل لدعم المسريات األكاديمية والمهنية والشخصية طويلة األمد للجيل المقبل من قادة الفكر والمبت�كري�ن ورجال األعمال السعودي�ي .تشمل هذه الربامج برنامج رعاية الطلبة الموهوبني في كاوست ،وهو منحة جامعية دراسية ممولة بالكامل تقدم للمتفوقني من الطلبة السعودي�ي لمواصلة دراستهم الجامعية في العلوم والت�كنولوجيا والرياضيات والحصول على درجة البكالوري�وس من جامعات أمريكية رائدة؛ والمعهد السعودي للعلوم البحثية ،وهو برنامج صيفي لمدة ثمانية أسابيع يستقبل طلبة الصف الحادي عشر الطموحني علمي ًا وأكاديمي ًا من جميع أنحاء المملكة العرب�ية السعودية إلجراء أبحاث علمية جامعية في أحدث مختربات كاوست.
غادة محمد الشعالن ،معهد ماساتشوستس للت�كنولوجيا (ينتظر تخرجها في )2021 شاركت غادة في العديد من برامج تنمية وتطوي�ر الشباب برعاية مكتب التقدم الوطني االسرتاتيجي في كاوست .وقد تراوحت هذه المشاركات ما بني معاهد التدريب في أولمبياد الحرم الجامعي (حيث حصلت الحق ًا على الميدالية الربونزية في األولمبياد الدولي للفيزياء كأول امرأة سعودية) ،إلى المعهد السعودي للعلوم البحثية في العام 2016حيث أجرت أبحاث ًا حول الخاليا الشمسية تحت إشراف الربوفيسور الدكتور عمر عبدالصبور األستاذ في كاوست .انضمت غادة إلى برنامج رعاية الطلبة الموهوبني في كاوست في خريف العام مستجدة في الفيزياء في معهد ماساتشوستس للت�كنولوجيا .وبوصفها ،2017كطالبة ّ طالبة في برنامج رعاية الطلبة الموهوبني ،أظهرت غادة تميز ًا أكاديمي ًا وفطنة مشهودة، حيث شاركت في دورات تدري�بية بحثية ضمن معهد ماساتشوستس للت�كنولوجيا وكذلك دولي ًا ،حيث عملت كرئيس لمنظمة الطلبة العرب في معهد ماساتشوستس للت�كنولوجيا وكمساعد تدريس في قسم الفيزياء بمعهد ماساتشوستس للت�كنولوجيا.
الدكتورة نجاح عشري مساعد أول للرئيس ونائب الرئيس لشؤون التقدم الوطني االسرتاتيجي
عمر محمد الشنقيطي ،جامعة إلينوي ،أوربانا شامبني (ينتظر تخرجه في )2021 أكمل عمر السنة الت�أسيسية من برنامج رعاية الطلبة الموهوبني في جامعة واشنطن، وخالل هذه الفرتة حصل على القبول في جامعة إلينوي ،أوربانا شامبني للتخصص في الكيمياء وعلوم المواد والهندسة .عزز عمر أداءه الممتاز في المرحلة الجامعية من خالل فرص اإلثراء التي عززتها مشاركته في برنامج رعاية الطلبة الموهوبني ،بما في ذلك التدريب الداخلي في ت�كنولوجيا هندسة المكامن مع شركة Aramco Americasفي بوسطن ،ماساتشوستس ،باإلضافة إلى تجربة بحثية تنافسية للطلبة الجامعي�ي مع مركز أبحاث األحداث المتطرفة في جامعة كاليفورنيا ،سان دي�يغو.
معهد التعليم الدولي “كل علمائ�كم مت�أ ّلقون. أنا فخور جد ًا بما تحققونه ومن أجل الكثريي�ن”
منرية عبداهلل سعود ،جامعة براون (تخرجت في )2020 أكملت منرية السنة الت�أسيسية من برنامج رعاية الطلبة الموهوبني في جامعة بنسلفانيا في العام األكاديمي .2016-2015وتخرجت بعد ذلك بدرجة البكالوري�وس في علوم الكمبيوتر من جامعة براون في العام .2020
آالن غودمان ،رئيس معهد التعليم الدولي
SECTION 43
كاوست في األخبار
في النصف األول من العام ،2020 ظهرت أبحاث كاوست في المنابر اإلعالمية التالية:
SECTION
3
المحتويات 3 4
كاوست في األخبار ألول مرة في السعودية :ثالثة فائزين بمنحة رودس
قيادة السعودية لمجموعة S20 /G20 5 7
كاوست تدعم رئاسة المملكة لمجموعة العشرين G20وتقود مجموعة العلوم S20 ضمان مستقبل الشعاب المرجانية في العالم
تعزيز الزراعة 9 11 12
زراعة الرز في الصحراء إحداث ثورة في قطاع الزراعة في المملكة ضمان األمن الغذائي
2 0 21 22 23 24
تدريب ومواهب 2 5 27 28 29 30
االستجابة لجائحة كوفيد19- 13 15
حلول بسيطة وسريعة ودقيقة لتشخيص كوفيد19- تسخير أفضل المهارات والخبرات في مكافحة كوفيد19-
بحوث ذات بصمة 1 7 19
نقل األبحاث النظرية إلى حيز التطبيق إنقاذ األرواح عبر التخصيص الفعال ألعضاء المتبرعين
ريادة تكنولوجيا االتصاالت تحت الماء حماية سرية البيانات في عصر الذكاء االصطناعي استكشاف غير المستكشف :أعماق البحر األحمر توسيع منظومة الريادة في المملكة تعطيل كوفيد 19-في بؤر االنتقال الساخنة
توسيع نطاق التعليم المبتكر حصد الجوائز وتحدي التوقعات ترسيخ مكانة كاوست بوصفها مركزًا عالميًا للتميز البحثي إلهام الشباب العربي ليصبحوا الجيل المقبل من العلماء عرض إمكانات الشركات الناشئة في المملكة على الحلبة الدولية
الكربون الدائري 3 1 33 35 37 39 41 43
مقدمة مبادرة كاوست للكربون الدائري التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه مستقبل الوقود تحويل البترول إحصائيات كاوست المسؤولية االجتماعية وكوفيد19-
بصمة كاوست
نرحب بمالحظات القراء على تقرير بصمة كاوست على البريد اإللكتروني KAUST Impact at kaustimpact@kaust.edu.sa
رئيس التحرير
إيف نانو نائب الرئيس للشؤون األكاديمية
ديفيد كييز المشارك األعلى للرئيس لألولويات االستراتيجية والعالقات الدولية
مجلس التحرير نجاح عشري النائبة والمشاركة األعلى لرئيس الجامعة للتقدم الوطني االستراتيجي دونال برادلي نائب الرئيس لألبحاث
إدارة التحرير نيكوالس ديميل كبير مستشاري االتصاالت المؤسسية مارك مولكوين مدير إدارة العالمة التجارية واالتصاالت صالح سندي كبير مستشاري العالقات اإلعالمية في المملكة العربية السعودية
كيفن كولين نائب الرئيس لالبتكار والتنمية االقتصادية صورة الغالف لفيروس سارس-كوف 2-الجديد ،مقدمة من إيفان فيوال من كاوست ونانوغرافيكس
2
SECTION 21
تحوالتنا البحثية في زمن «كوفيد»19- د .توني تشان،
رئيس جامعة الملك عبداهلل للعلوم والتقنية أهـ ً ا بكم في العدد الثاني من «بصمة كاوســت» ،الذي يحتفل ببعــض أحدث الثمار البحثيــة واألكاديمية في جامعة الملك عبــداهلل للعلوم والتقنية (كاوســت) لوضعها في صالح المجتمــع والحكومة والصناعــة .لقد أتاحت جائحة كوفيد19- فرصة أن نرى الســمة الرئيســية للجامعات البحثية ،التي غالبًا ما تكــون غير مرئية خارج األزمات: كالقدرة على التمحور بســرعة وإعادة نشــر الخبرات والمرافق. لقد كانت االســتجابة التكيفية لكاوســت فورية تقريبًاّ . ركز العديــد من أعضاء هيئة التدريــس والباحثين والموظفين فــي المختبرات المركزيــة جهودهم على فهم الفيروس والتخفيف من انتشــاره .اســتفدنا من الكفاءات للتركيز على منصات التشــخيص الســريع ،والتحليل الجيني للفيروس وأدوات المعلومات الحيوية ،التي تســاعد في تتبع انتشــار المرض، وكذلــك على االختبارات والكواشــف والمعدات الطبية ،بالتعاون مع المركز الســعودي للوقاية من األمراض ومكافحتها ووزارة الصحــة .من خالل هذه الجهود ،أثبتت كاوســت أنها تؤدي ببراعة وظيفــة المختبر الوطني للمملكة. وفي العام ،2020قدمت كاوســت الموارد الفكرية المتوقعة من مؤسســة أكاديمية وطنية لدعم رئاســة المملكة لمجموعة العشــرين .كانت كاوست مســاهمًا رئيسيًا في العديد من مجموعــات العمل وفرق العمــل المعنية بالطاقة والبيئة واالقتصــاد الرقمي .وتضمن البيــان الختامي لقادة مجموعة العشــرين توصيتين ســاهم فيهما العديد من أعضاء هيئة التدريس في كاوســت :المنصة العالمية لتســريع أبحاث وتطوير يعد في دور كاوســت مركزيًا ،ومفهوم الشــعاب المرجانية ،التي ّ االقتصــاد الدائري للكربون ،الذي نشــطت فيه الجامعة منذ انعقاد ورشــة عمل مجموعة العشــرين في حرمها الجامعي في العام .2019وقد تم إطالق مبادرة كاوســت للكربون الدائري بغرض تســريع الخطــى باتجاه االقتصاد الدائري للكربون. فض ً ال عن ذلك ،كانت كاوســت أيضًا المنظمة المســتضيفة التي قــادت مجموعة العلوم ،S20والتــي تمثل جميع األكاديميات العلمية الوطنية لمجموعة العشــرين .حيث برزت مســاهمات
الرئيس توني تشان
أعضاء هيئة تدريس كاوســت وباحثيها وطلبتها بشــكل الفت، في المداوالت التي أســفرت عــن البيان الختامي لمجموعة العشــرين للعلوم ،S20إذ قدمت المشــورة لمجموعة العشرين حول السياســات المالئمة ،لتمكين رؤيــة منهجية للقضايا المترابطــة في ميادين الصحة والبيئــة واالقتصاد والتكنولوجيا. منذ وصولي إلى كاوســت ،ركزت علي إضافة محور خامس أال وهــو الرقمية ،وأطلقــت منها مبادرات الذكاء االصطناعي واألمن الســيبراني ،ويســعدني أن بيان مجموعة العشرين للعلوم ّ أكد على أهميتها. في الشــق اآلخر ،تبرز مواهبنا الواعدة .حصل ثالثة طلبة جامعيين ســعوديين على منحة رودس الدراســية المرموقة لمتابعة دراســاتهم العليا في جامعة أكســفورد ،وجميعهم مــن خريجي برنامج واحد على األقل من برامج كاوســت للتقدم الوطني االســتراتيجي ،وتنمية وإدارة المواهب الشــابة .وبوصفها واحدة من أكثر المنح الدراســية شــهرة وتنافسية في العالم، دولي فقط ســنويًا ،كونهم من تختار Rhodes Trustمئة طالب ّ «القادة الشــباب ذوي الفكر والشــخصية المتميزين الذين لديهم الحافــز للتعامل مع التحديــات العالمية ،والملتزمين بخدمة اآلخريــن والوفاء بعهد القيــادة بدافع القيم والمبادئ من أجل مستقبل العالم». وهذا ال يمثل فحســب إنجــازًا مثيرًا لإلعجاب لهؤالء الطلبة، ّ يؤكد أيضًا على الفرص الهائلة التــي أتاحها نظامنا البيئي بــل التعليمي الذي يتوســع ســريعًا ،وعلى دعم كاوست للجيل القــادم من العلماء وقــادة الفكر والمبتكرين ورجال األعمال. ال تفوتكــم قراءة هــذه القصة أو غيرها ،في هذا العدد من «بصمة كاوست». إننا نعيش مرحلة تتطلب التكيف المســتمر .ويمكن لكاوســت وخريجيها مواجهة التحدي .فمع كل فصل دراســي نضع معيــارًا أعلى للفصل التالــي .ونتطلع إلى تطبيق مرونة العام 2020علــى الفرص التــي يتيحها العام 2021معكم.
بصمة كاوست خريف 2020
رئاسة المملكة لقمة G20/ S20 الصفحات 8-5
تعزيز الزراعة الصفحات 12-9
الكربون الدائري الصفحات 40-31
