كيف يساهم الذكاء الاصطناعي في حل مشكلة الغذاء العالمية؟

مشكلة الغذاء هي واحدة من التحديات القاسية والأهم التي يواجهها البشر في هذا القرن. ومع مرور السنين يزداد التعداد السكاني بنسب كبيرة، بينما تظل الحلول المقترحة تتقدم بخطى وئيدة. وبالإضافة لمشاكل تغير المناخ، والاحتباس الحراري، وتناقص نسب مساحات الأراضي الصالحة للزراعة، كل ذلك يضيف أعباء أخرى على مشكلة الغذاء ؛ التي سيتأثر بها العالم بأسره، وبخاصة دول العالم الثالث التي لا زالت تعاني مزيد من العراقيل في مسيرة تطورها. يبرز هنا الذكاء الاصطناعي كحل ذكي وواسع المجال بوسعه أن يقدم الكثير من الحلول الذكية في الزراعة، وصناعة الغذاء، وفرزه وتخزينه، وغيره من التطبيقات العديدة التي من شأنها مواجهة أزمة الغذاء وإزالة خطر المجاعات الذي يترصد العالم عن قريب. فما هي تلك التطبيقات المتعددة؟ وكيف سيقدم الذكاء الاصطناعي خدماته في مجال الطعام؟

“الذكاء الاصطناعي” هل المصطلح جديد تمامًا؟

الذكاء الاصطناعي هو بمثابة عقل غير بشري يقوم بجمع وتحليل وتفسير كمية كبيرة من المعلومات، التي لا يستطيع أي عقل بشري التحكم بها طوال حياته. وتم تقديم وشرح المصطلح لأول مرة في العام 1950 عندما وصفه رائد علوم الحاسب “آلان تورنج” بأنه، هو تلك اللحظة التي يستطيع فيها الإنسان التحدث للآلة بلا تشتت أو تعارض. ولا يناسب هذا الوصف أي مرحلة تاريخية سابقة أكثر من تلك المرحلة التي نعيشها اليوم. حيث صرح أحد رواد تطوير البرامج الحاسوبية، أننا في مرحلة الصورة الصناعية الرابعة الآن. تلك التي تشهد تطورات تكنولوجية على مختلف ساحات الحياة، كما تتزامن مع انخفاض تكلفة تلك التكنولوجيا، وكونها تصل لأيدي الكثيرين بشكل أكبر من ذي قبل. وتبشر بمساهمتها في حلول أحد أهم المشاكل التي تواجه البشرية كـ مشكلة الغذاء .

الذكاء الاصطناعي: هل بيده الحل؟

نتحدث عن الذكاء الاصطناعي باعتباره أحد أهم الحلول الذكية، إن لم يكن الحل الوحيد بالنسبة لـ مشكلة الغذاء . فكيف نضجت الأزمة؟ الجنس البشري هو واحد من أهم تلك الأنواع التي تسيدت على هذا الكوكب وأثبت مقدرته على حفظ بقائه وتطويع البيئة لصالحه. هذا صحيح بقدر كبير، لكن أصبح الآن جنسنا البشري على شفير أزمة كبيرة وغير هينة تهدد بقائه واستمراره على الكوكب. فمع تزايد التعداد البشري عبر العقود الماضية، واستمراره في التزايد باطراد ليصل إلى عشرة مليار نسمة بحلول 2050. لسوء الحظ فالتضخم في النوع، لا يعقبه بالضرورة تضخم في موارد الطعام. مما يعني أننا سنواجه أزمة في الموارد، ستتضخم معها مشكلة الغذاء . فالأرض المنزرعة لا تزداد نسبتها، بل يتعرض الباقي منها للتصحر والبوار. بالإضافة لأزمات أخرى ستفاقم من سوء الوضع؛ كالاحتباس الحراري ونقص المياه. حينها يكون على البشر ابتكار طرق أخرى لتوفير الطعام لجنسهم. ومع تطور الآلات والروبوتات المدربة للقيام بالعمليات الحسابية المعقدة وتخزين قدر عال من البيانات، أصبحنا أمام ثورة زراعية جديدة، تقوم بتوسع في الإنتاج، محاربة الآفات، وتأمين الطعام لجنس يعاني من أزمات متلاحقة ويصارع لمحاربة مشكلة الغذاء .

ما الذي يقدمه الذكاء الاصطناعي لحل مشكلة الغذاء ؟

تتمثل مشكلة الغذاء حول العالم في نقاط أساسية: مساحة الأرض المنزرعة، الآفات والأمراض التي تتغذي على المحاصيل، إنتاجية المحاصيل، النقل والتخزين والتعبئة، نسبة الطعام التالف الناتج عن ممارسات غير صحيحة في الحصاد والتخزين والنقل. بالإضافة إلى المشكلات الأساسية الأخرى كتغير المناخ وما ينتج عنه من شح في مصادر المياه، والاحتباس الحراري وتأثير تلك التغيرات المناخية سلبًا على إنتاجية الطعام. فما الذي سيقدمه الذكاء الاصطناعي لمواجهة تلك المشكلات؟ وما الذي تطور عبر السنوات الأخيرة ليغير مسار الزراعة استعدادًا للمواجهة مع مشكلة الغذاء ؟

مكافحة آفات المحاصيل

من القضايا الأساسية التي يتم مناقشتها عن الحديث عن مشكلة الغذاء ، هي إنتاجية المحاصيل. وكيف أن تلك الإنتاجية تتأثر سلبًا بعوامل كثيرة، كالآفات التي تتغذى على المحصول. ولمواجهة تلك الأمراض التي تؤثر على النبات ومن ثم الإنتاجية؛ طور علماء بيولوجيون بالتعاون مع مبرمجين، تطبيقات على أجهزة الحاسوب والهواتف الخلوية للتعرف على الأمراض التي تصيب أوراق النباتات. فمن خلال تغذية الحاسوب بمقدار ضخم من صور متعددة للأمراض التي تصيب النبات، وصور أخرى للنباتات الصحيحة، يستطيع الحاسوب التعرف على المرض الذي يصيب أوراق النبات ويحدده بنسبة خطأ بسيطة. الأمر الذي سيوفر علينا عناء كبيرًا عند مواجهة مشكلة الغذاء . وتم تطبيق تلك البرامج على أربعة وعشرين محصولًا مصابين بستة وعشرين مرضًا مختلف، وعرضهم على هذا التطبيق الإلكتروني. وبالفعل نجح الحاسوب بالتعرف على الأمراض التي أصابت النباتات بنسبة 99.3%. ويطمح المبرمجين وعلماء الأوبئة والبيولوجي المساهمين في هذا التطبيق إلى نشره وتوسعته عبر أرجاء العالم كله. وبمساعدة المزارعين حول العالم عن طريق التقاط صور لنباتاتهم المصابة وإرسالها عبر التطبيق محددين الموقع والزمان، سيتم حينها تغذية تلك البرامج بمعلومات أكبر حجمًا من ذي قبل، وبالتالي ستزداد دقة تلك البرامج في تحديد الأمراض واكتشافها ومحاصرة الآفات التي تتغذى على النبات والمحصول وتفاقم أزمة الطعام التالف وبالتالي مشكلة الغذاء .

اكتشاف الأمراض عبر الذكاء الاصطناعي: مهمة ليست سهلة

بالرغم من ذلك، إلا أن الأمر ليس بتلك السهولة. فيلزم التطبيق الكثير من الدقة ليكون ملمًا بمختلف أنواع الأمراض والأوبئة التي تصيب النبات واكتشافها بسرعة. كما أن هناك الكثير من الأعراض التي تظهر على أوراق النبات تكون بسبب نقص كالسيوم أو أحد الأملاح، ما يجعل المزارعين يعتقدوا بأنه مرض بكتيري أو فطري؛ وبالتالي يتم دفع الكثير من الأموال على مبيدات وأسمدة ليس لها داعي، مما يرفع التكلفة بلا داعي. كما أن العديد من الصور التي تلتقط بمؤثرات معينة قد تؤثر على دقة تلك البرامج في تحديد المرض، وعليه يكون التشخيص خاطئ. لذا فهناك الكثير من التحديات لتطوير تلك البرامج بشكل أوسع وضمان كفائتها في اكتشاف الأمراض مبكرًا، وحل أزمة كبرى تؤثر على إنتاجية المحاصيل، ومن ثم تزيد من أزمة مشكلة الغذاء .

مساحة الأرض المنزرعة، تحدٍ قائم

وفقًا للتقرير الذي أصدرته “منظمة المهندسين الميكانيكيين” البريطانية لعام 2013؛ فعلى مدار الخمسة عقود السالفة تم تطوير العديد من التقنيات ووسائل الزراعة التكنولوجية الحديثة التي ساهمت في زيادة ملحوظة في نسبة إنتاجية المحاصيل، وبتوسع في حجم الأرض المنزرعة بنسبة 12% بدون التأثير سلبًا على النظام البيئي. ويضيف التقرير أيضًا؛ أنه ومع إنتاجية الطعام العالمي الذي يستفيد فقط من نصف مساحة الأرض العالمية الصالحة للزراعة، فبزيادة هذه النسبة بالاستعانة بالوسائل التكنولوجية الحديثة من شأنه أن يساهم في حل مشكلة الغذاء ، وبلا تأثيرات سلبية غير مرغوبة على النظام البيئي. ولتقدير حجم مشكلة تضاؤل نسبة الأرض المستفاد منها في الزراعة. تشير منظمة “أصدقاء الأرض” في أحد تقاريرها؛ أن نسبة مساحة الأرض المنزرعة في الاتحاد الأوروبي تتطلب زيادة قدرها 43% حتى تفي بمتطلبات السكان المتزايدة في العقود الأخيرة. وما إن ظهرت المشكلة واضحة تمامًا، فعلينا أن ندرك أنه لا مناص من تطوير آليات وتقنيات الزراعة المستخدمة، لتقليص الفارق بين المتطلبات الغذائية للبشر، وبين نقص الموارد. ولمواجهة مشكلة الغذاء بكفاءة علينا أن ننظر للذكاء الاصطناعي كوسيلة للحل، وليس أداة للرعب؛ حتى نستطيع الإفادة منها على أكمل وجه.

كيف يسهم الذكاء الاصطناعي في تقليص حجم الأطعمة التالفة؟

ينتج العالم ما يعادل أربعة مليارات طنًا متريًا من الطعام كل عام. نسبة التالف من هذه الأطعمة نتيجة الممارسات الخاطئة في الحصاد، التخزين، والنقل، يبلغ نصف هذه الكمية. لذا نحن أمام تحدٍ ضخم في مشكلة الغذاء ؛ وهو تقليص حجم التالف من هذه الأطعمة. وبالفعل قبل المنتجين التحدي، وبمساعدة الذكاء الاصطناعي، وتكنولوجيا (تعليم الآلة) نجحت كثير من الدول المتقدمة في تقليص هذا الحجم الضخم من الأطعمة التالفة. بفضل تقنيات الزراعة الحديثة وتطبيقاتها المتعددة التي أثرت إنتاجية المحاصيل، وقلصت حجم التالف منها. وبالفعل هناك العديد من الدول المتقدمة التي تعتمد على نظام آلي وأوتوماتيكي حديث في الزراعة؛ كالجرارات المبرمجة آليًا، والتي بمساعدة ماكينات ضخمة تقوم بحرث وبذر الحبوب بشكل منظم وأكثر دقة من الزراعة اليدوية. كما ساعد أيضًا على عدم التداخل بين المراحل الزراعية المختلفة، وإراحة المزارع أكثر مما ساهم في زراعة حديثة صحيحة قلصت حجم التالف من الأطعمة، وأثرت إنتاجية المحاصيل، وجنبت المزارع بتقنياتها المتعددة، الاعتماد على الكيماوي والمبيدات بلا داعي. مما يساعد في تخطي عقبات مهمة في مشكلة الغذاء العالمية.

الذكاء الاصطناعي والمبيدات

تنفق الدول الكثير من الأموال في الزراعة على بنود مختلفة؛ منها المبيدات اللازمة لمعالجة النبات من الفطريات والأمراض البكتيرية التي تصيبه. الأمر أشبه ما يكون بأن يقوم محافظ مدينة قوامها مليون مواطن بصرف مضادات حيوية لجميع السكان لاشتباهه بإصابة 100 فرد بعدوى فيروسية. لا شك أن جميع السكان سيتماثلون للشفاء، لكن القرار ينقصه القليل من الذكاء ويلزمه الكثير من الأموال لتغطي تلك النفقات الضخمة على العلاج. ما يتم في المحاصيل الزراعية أشبه بذلك تمامًا. لذا لا ضرر من مواجهة بعض الأزمات كـ مشكلة الغذاء حتى نتنبه لطرق أخرى أكثر ذكاء، وأكثر فعالية لمواجهة تلف المحاصيل وزيادة إنتاجيتها. كان هذا ما قامت به إحدى الشركات الكبرى لمواجهة العفونة والأمراض التي تصيب نبات الخس. فيقوم هذا البرنامج المصمم بمسح كامل لما يقارب 5000 نبتة خس في دقيقة واحدة. ويحدد أي نبته تحوي تبرعم للخس، وأيها يحوي تبرعم طفيلي ضار، ومن الجو يقوم الجهاز المرفق بالبرنامج برش تلك التبرعمات الضارة بالمبيدات؛ مما يضمن كفاءة ودقة في تحديد الأمراض، وفعالية المبيدات المستخدمة، كما توفير الكثير من الأموال المنفقة على المبيدات، وبالطبع زيادة إنتاجية المحاصيل. وعند تعميم هكذا أجهزة ببرامج مختلفة لجميع النباتات في مختلف جهات العالم، سنضمن –بالإضافة لحلول أخرى- عبور مشكلة الغذاء العالمية بسلام.

الذكاء الاصطناعي ونقص المعلومات

لا شك أن نقص المعلومات هو أحد أهم القصور التي نواجهها لدى حل أي مشكلة. وفي مشكلة الغذاء ولإيجاد حلول حقيقية، علينا أن نجمع معلومات دقيقة ومتطورة عن نسبة الأرض المزروعة، تلك الصالحة للزراعة وغير المستخدمة، نسبة الإنتاجية من منطقة جغرافية لأخرى، حاجة الأرض لبعض التقنيات التكنولوجية المختلفة، وغيرها من المعلومات الهامة التي تتيح إدراك أوسع لحجم مشكلة الغذاء ، وبالتالي سيعقبها حلول ناجحة في موضعها الصحيح. في السنوات الأخيرة طورت ناسا قمر صناعي، وأطلقته على ارتفاع 400 ميل من سطح الأرض، ليقوم بمسح مباشر لسطح الأرض، مصحوب بالتفافات تخترق وتذهب إلى ما وراء تردد الطيف المرئي. يصعب على البشر بالتأكيد الولوج إلى كم هذه الطبقات من المعلومات؛ لذا كان الحل يتمثل في (الآلات المدربة) لتقوم بهذه المهمة الصعبة. وبمساعدة هذه التقنية، أصبح أحد أهم التحديات التي تواجهنا في مشكلة الغذاء ، قيد الحل. ألا وهي مشكلة نقص المعلومات. فبوسع تلك الآلة عرض مساحات شاسعة للأراضي بمعلومات ضخمة تمكن الحكومات والبنوك من معرفة أي تلك المساحات أحق بالمساعدة، وبذلك يتم ضمان أن تذهب القروض الزراعية لمستحقيها. بمساعدة تلك الآلة أيضًا معرفة أي المناطق أكثر قدرة على مواجهة أزمات تقلبات المناخ والجفاف، وغيره. مما يكفل حلول في موضعها لأي تلك المناطق يجب أن تتوجه المساعدة أولًا.

كيف يسهم الذكاء الاصطناعي في تربية الماشية؟

من التوجهات الأساسية للحكومات عند التحدث عن مشكلة الغذاء وتوفيره؛ هو الثورة الحيوانية. والتي ترتبط بالزراعة أيضًا ويكمل كل جناح منهما الآخر. ولضمان صحة جيدة للماشية والدواجن، يجب مراعاتهم والكشف الدوري عليهم لمراقبة أي تغير يطرأ ويهدد صحتهم. يطرح هنا الذكاء الاصطناعي العديد من التطبيقات التكنولوجية التي تساهم في رفع كفاءة وإنتاجية الثروة الحيوانية –وبالتالي تجسير الطرق لمواجهة مشكلة الغذاء – كما يرقب أي تغير جديد يطرأ على صحتهم ويهدد حياتهم. من ضمن تلك التطبيقات المتعددة؛ إنتاج اللبن أوتوماتيكيًا. حيث يطرح الذكاء الاصطناعي هنا العديد من الآلات والمجسات الخاصة بإنتاج وحلب اللبن من الماشية كما قياس كفائته وكثافته، واختباره لقياس مدى صحة الحيوان، وتنبيه المشرف عليهم في حالة أي تغير يطرأ على اللبن المنتج. وتوفر هذه الطريقة الكثير من الإشراف والوقت المبذول لرعاية الحيوانات، كما تزيد من الإنتاجية الحيوانية وتضع الماشية تحت عين المراقبة التي لا تجفل.

مشكلة الغذاء ، هل تُحَل بأسلحة الذكاء الاصطناعي؟

بداية من الأمور المتعلقة بالزراعة، إنتاجية الأرض، كفاءة المحاصيل، مواجهة التالف منها، وغيرها الكثير، وليس انتهاءً بالثروة الحيوانية والعمل على رفع كفائتها. فلا يزال الذكاء الاصطناعي يقدم كل يوم الجديد من الأسلحة لمواجهة مشكلة الغذاء في العالم. يصرح أحد البيولوجيين أن الذكاء الاصطناعي هو آلة البشر الأساسية لمواجهة الفقر و مشكلة الغذاء في العالم. فعصر الزراعة الميكانيكية في تطور متتابع والفضل في ذلك للتكنولوجيا بتطبيقاتها المتعددة التي ساهمت في العديد والعديد من المجالات المتعلقة بصناعة الأغذية. لقد مكننا الذكاء الاصطناعي من التعامل مع بيئتنا بشكل أكثر كفاءة واحترافية عن ذي قبل. فأصبحت تلك الآلات والتطبيقات التقنية الحديثة بمثابة اللغة المشتركة التي نتحادث بها مع البيئة بشكل أكثر فعالية. وعما قريب سيصبح مستقبل الغذاء والزراعة بالتحديد مرتبط بالسماء؛ حيث الآلات التي تحلق. وبالمكاتب؛ حيث الأجهزة التي تستقبل وتحلل المعلومات، أكثر من ارتباطه بحدود الأرض المنزرعة. لقد حلق الذكاء الاصطناعي خارج حدود لم نعتقد أنه كان بالإمكان تجاوزها من قبل.

بفعل تلك التكنولوجيا المستحدثة قد تبدو كثير من المشكلات كتغير المناخ، الاحتباس الحراري، مشكلة الغذاء وغيرها الكثير من المشكلات البيئية الخطرة، قيد الحل. ما إن نوسع من أطر تفكيرنا المحدود ونلعب في مساحات لم تكن مسموحة من قبل. فبحلول عام 2050 من المنتظر أن تواجهنا مشكلة الغذاء بشكل أكبر. وببذل مجهود أكبر في نطاق الذكاء الاصطناعي والتطوير التكنولوجي لإنتاجية الطعام؛ سنتمكن حينها من زيادة الإنتاج الغذائي، رفع كفاءة الأطعمة، التحكم في مواسمها، تعديلها جينيًا، ومواجهة وتقليص نسبة التالف منها. وحينها سينعم عالمنا بوفرة من الطعام ولن تتهدده أزمات عملاقة كـ مشكلة الغذاء ، أو توسع المجاعات، أو نقص الموارد الغذائية. الأمر يعتمد علينا نحن البشر وعلى إرادتنا لمواجهة الأزمة وإنقاذ كوكبنا.

الكاتب: أسلام جابر