شركة ناشئة تستخدم الذكاء الاصطناعي لتعزيز عملية زراعة المحاصيل

دبي، الإمارات العربية المتحدة (CNN) -- ارتبطت الزراعة قبل نحو 10 آلاف عام بصحة الكوكب، وتتسبب أزمة المناخ الآن بتعطيلها في جميع أنحاء العالم.

ومع تزايد تهديد أنماط الطقس غير المتوقعة، وتغيرات درجات الحرارة للمحاصيل، تأمل إحدى الشركات الناشئة أن تساعد تقنية الذكاء الاصطناعي المزارعين في التكيف مع بيئة سريعة التغير.

وتستخدم شركة "Avalo"، لتطوير المحاصيل ومقرها في ولاية كارولينا الشمالية الأمريكية، نماذج التعلم الآلي لتسريع إنشاء أصناف محاصيل جديدة ومرنة.

تتضمن الطريقة القديمة للتهجين فرك زهرتين معًاCredit: CNN

وتتمثل الطريقة التقليدية لاختيار السمات المواتية للمحاصيل في تحديد النباتات الفردية التي تظهر سمة مثل مقاومة الجفاف، واستخدام تلك النباتات لتلقيح نباتات أخرى، قبل زراعة تلك البذور في الحقول لمعرفة استدامتها.

لكن هذه العملية تتطلب زراعة نبات طوال دورة حياة كاملة لمعرفة النتيجة، الأمر الذي قد يستغرق سنوات عديدة.

وتستخدم "Avalo" خوارزمية لتحديد الأساس الجيني للسمات المعقدة للزراعة مثل الجفاف، أو مقاومة الآفات في مئات الأصناف من المحاصيل. 

ويجري التلقيح المتبادل للنباتات بالطريقة التقليدية، لكن الخوارزمية يمكنها التنبؤ بأداء البذرة من دون الحاجة إلى زراعتها، ما يؤدي إلى تسريع العملية بنسبة تصل إلى 70%، وفقًا لما ذكره ماريانو ألفاريز وهو كبير مسؤولي التكنولوجيا لدى شركة "Avalo".

وقال ألفاريز لـCNN: "ما نقوم به في النهاية، يُمثل العملية ذاتها التي حدثت منذ آلاف السنين"، مضيفًا: "يوجد شخص في بيوتنا الزجاجية كل يوم تقريبًا يأخذ زهرتين ويفركهما معًا لإنتاج البذور ... الفرق في عمليتنا أن الحاسوب يخبر الشخص أي الزهور التي يحتاج إلى قطفها لتجميعها".

وتابع:"نحن في الواقع نقوم بعملية التهجين التقليدية، لكننا نقوم بتسريعها باستخدام المعلومات، بدلاً من محاولة تغيير الطريقة التي يتبعها الناس للقيام بذلك".

الحد من هدر الغذاء

صورة لمرافق المقر الرئيسي لشركة "Avalo" في ولاية كارولينا الشمالية.Credit: CNN

تعمل شركة "Avalo" على زراعة الهندباء، والطماطم المقاومة للحرارة، والقطن المقاوم للجفاف، بالإضافة إلى البروكلي الصالح للأكل بالكامل، والذي أنشئ للحد من هدر الغذاء.

قال الرئيس التنفيذي لشركة "Avalo"، بريندان كولينز، إنه يتم استهلاك 20% فقط من إجمالي الكتلة الحيوية لمحصول البروكلي بالكامل عادة.

ويُعد البروكلي المعروف باسم "البروكليني" صالح للأكل بالكامل، لكنه نوع مختلف، وهو مزيج بين البروكلي والكرنب الصيني.

واستعانت شركة "Avalo" بمئات أنواع البروكلي لتمكين الذكاء الاصطناعي من تحديد الصفات المطلوبة، ما أدى إلى إنتاج نوع من البروكلي يمكن تناوله بالكامل بما في ذلك الأغصان والأوراق. 

وذكرت شركة "Avalo" Hki أنه من المقرّر أن يكون هذا المنتج الأول تجاريًا للشركة في عام 2026، بعد ثلاث سنوات من العمل على تطويره، أي بنصف المدة الزمنية المعتادة لتطوير نوع جديد من البروكلي.

أضاف كولينز أن "الأوراق تشبه الكرنب الأجعد أو عنصرا تراه عادة في طبق السلطة. أما الغصن ذاته فيشبه غصن البروكلي اللذيذ والطري للغاية الذي قد يكون مألوفا لك"، موضحًا أن  البروكلي يمكن زراعته باستخدام طاقة وأسمدة أقل من أي صنف آخر متاح.

خوارزمية التعلم الآلي الخاصة بشركة "Avalo" تعمل على تسريع عملية الزراعة التقليدية.Credit: CNN

أشارت الدكتورة شروتي ناث، وهي عالمة مناخ في جامعة أكسفورد إلى أن "أداء الذكاء الاصطناعي في اكتشاف الجينات أظهر نتائج واعدة"، لافتة إلى أن هناك ضرورة لإنشاء ربط نهائي لتوفير معلومات حول تحسين النوع النباتي المستقبلي ما يساعد في مواجهة تغير المناخ.

وقالت ناث: "هذا النوع من التكنولوجيا، إذا نفّذ بشكل صحيح، سيشكل تغييرا جذريا، ويسمح بتخطيط أفضل قبل مواسم الزراعة"، محذرة في الوقت ذاته من أن استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي لإبلاغ قرارات تحسين النوع النباتي له مخاطر محتملة أيضا.

وأوضحت ناث: "قد تكون بعض السمات التي تعتبر مفيدة للجفاف، على سبيل المثال، التقطت بشكل خاطئ بسبب الخصائص الجينية العديدة التي تدفع المرونة في مواجهة الجفاف". 

وتابعت: "من الواضح أن القدرة على اختبار ذلك أمر صعب للغاية، حيث لا يمكنك إنشاء مرشح تحكم للتحقق منه"، لافتة إلى أنه "يجب تقييد نماذج الذكاء الاصطناعي لهذه الأساليب، للتأكد من أنها لا تتناسب بشكل مفرط مع خصائص غير موجودة، بالنظر إلى تعقيد مشكلة النمذجة هذه". 

وأضافت ناث: "نظرًا لأن عواقب التنبؤ الخاطئ في هذه الحالة قد يكون لها تأثيرات غير متناسبة، فإن التأكد من ذلك، يُعد أمرا ضروريا".

الجهود العالمية

وتُبذل الجهود في خضم تفاقم أزمة المناخ، للعثور على أصناف محاصيل أكثر مرونة. وتعاونت شركة التكنولوجيا الزراعية "سلال" ومقرها دولة الإمارات مع شركاء دوليين مثل شركة التكنولوجيا الحيوية "Bayer"، لفحص مجموعة متنوعة من البذور وتقييم مقاومتها للجفاف، والحرارة، والملوحة، واختبارها بمزارعها في العاصمة الإماراتية أبوظبي.

وقد أمضت "سلال" العامين الماضيين في تطوير نوعين جديدين من الكينوا، مناسبين للزراعة في بيئة الصحراء القاحلة في الإمارات، وتأمل أن يصبحا محصولًا بديلاً في المنطقة. 

وقال رئيس قسم التكنولوجيا الزراعية لدى "سلال"، شامال محمد، لـ CNN: "كانت التجربة ناجحة للغاية حتى الآن".

وتابع: "سننظر في كيفية تطوير سلسلة توريد الكينوا في الإمارات، ومن ثم تقديم هذا الغذاء الصحي للأمة".

وتأمل "Avalo" أن تساعد مثل هذه الابتكارات في حماية سبل عيش المزارعين لمواجهة الظروف الجوية غير المستقرة بشكل متزايد مع استعادة المزيد من التنوع الطبيعي لتنمية المحاصيل.