كيف يمكن للذكاء الاصطناعي تسريع الزراعة المستدامة؟

Jaskiran Warrik, Shreejit Borthakur

لقد زاد التركيز على التجديد خلال السنوات القليلة الماضية. ولم يعد التخفيف كافيًا.

كشف استطلاع للرأي أجري عام 2019 عن تفضيل واضح لدى 80% من المستهلكين الأميركيين للعلامات التجارية التي تتبنى مفهوم “التجديد”. هذا المفهوم، الذي يتجاوز مجرد الحفاظ على الموارد إلى العمل على استعادتها وإصلاح الأضرار البيئية، يمثل تحولًا هامًا في سلوك المستهلكين .وفي سياق الأنظمة الزراعية، يكتسب التجديد أهمية قصوى، حيث تعاني 34% من الأراضي الزراعية العالمية من التدهور، مما يهدد قدرتها على إنتاج الغذاء والألياف في المستقبل.

يُعَدُّ قطاع الزراعة مسؤولًا أيضًا عن 72% من إجمالي سحوبات المياه العذبة، وهو مورد حيوي يواجه تهديدًا حاليًا. وتسهم الصناعة بشكل كبير في تغير المناخ: يمكن أن يُعزى 21% إلى 37% من الانبعاثات البشرية العالمية إلى أنظمة الغذاء. مع وجود مثل هذه التحديات، يحتاج الفاعلون في القطاع إلى التركيز على تجديد الزراعة وأنظمة الغذاء، خاصة لتلبية احتياجات حوالي 10 مليارات شخص بحلول عام 2050.

الزراعة التجديدية: من أجل الأمن الغذائي المستقبلي وأنظمة غذائية مرنة

تركز الزراعة التجديدية على بناء أنظمة غذائية مرنة من خلال استعادة صحة التربة وتعزيز الموارد الطبيعية، مثل مستويات المياه والتنوع البيولوجي في المزارع. ويضمن إعطاء الأولوية لتجديد التربة الاستدامة على المدى الطويل ويحسن غلات المحاصيل من خلال تربة أكثر صحة والاحتفاظ بالمياه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تقلل الزراعة التجديدية من انبعاثات الزراعة من خلال تحسين استخدام المدخلات. وعلى مستوى المزرعة، تعزز الزراعة التجديدية القدرة على التكيف، مما يجعل المزارع أكثر قدرة على مواجهة التحديات البيئية، مما يؤدي في النهاية إلى تحقيق دخل أكثر استقرارًا.

فهم دور الرقمية والذكاء الاصطناعي في الزراعة

لقد سبق الزخم العالمي نحو الزراعة التجديدية التركيز على رقمنة الزراعة. فهي توفر فوائد مثل ارتفاع دخل المزارع وتحسين النتائج البيئية وتحسين الجدوى التجارية عند العمل مع المزارعين من أصحاب الحيازات الصغيرة. وتشير الأبحاث إلى أن الزراعة الرقمية يمكن أن تعزز الناتج المحلي الإجمالي الزراعي للبلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط بأكثر من 450 مليار دولار، أو 28% سنويًا. وقد أدى الاستخدام المتزايد للذكاء الاصطناعي في الزراعة إلى تضخيم هذه الفوائد للمزارعين. على سبيل المثال، من خلال الاستفادة من الذكاء الاصطناعي والتكنولوجيا الرقمية، دعمت مبادرة الذكاء الاصطناعي للابتكار الزراعي التابعة للمنتدى الاقتصادي العالمي بالتعاون مع حكومة تلانجانا في الهند مزارعي الفلفل الحار في تحقيق زيادة بنسبة 21% في الغلة، وانخفاض بنسبة 9% في استخدام المبيدات الحشرية، وزيادة الدخل بمقدار 800 دولار لكل فدان في كل دورة.

تداخل الزراعة التجديدية والذكاء الاصطناعي: حالات استخدام واعدة

تتمتع العديد من حالات استخدام الذكاء الاصطناعي في الزراعة بقدرة على تسريع الزراعة التجديدية. نبرز هنا خمس حالات استخدام واعدة.

1-الصور الجغرافية للتخطيط على مستوى المناظر الطبيعية

يتطلب توسيع نطاق الزراعة التجديدية غالبًا اتباع نهج على مستوى المناظر الطبيعية، يركز على منطقة الإنتاج الأوسع بدلًا من المزارع الفردية. ويتيح ذلك الإدارة أو التجديد الشامل للموارد الطبيعية. ويمكن لنماذج الذكاء الاصطناعي التي تستخدم البيانات الجغرافية تحليل تغييرات استخدام الأراضي، وصحة التربة، وتوفر المياه عبر مساحات شاسعة، مما يساعد في تخطيط المناظر الطبيعية التجديدية. في ماديا براديش، يعمل مركز الابتكار الغذائي التابع للمنتدى، بالتعاون مع حكومة الولاية، مع شركة Skymet Weather لدمج الصور الجغرافية في التخطيط على مستوى المناظر الطبيعية. ستُربط البيانات المجمعة لاحقًا بأدوات مالية لدعم المزارعين بشكل أفضل في اعتماد الممارسات المستدامة.

2-التمديد الرقمي المدعوم بالذكاء الاصطناعي

تعتمد الزراعة التجديدية على ممارسات مخصصة طورتها جامعات الأبحاث. إن تقديم هذه الممارسات من خلال وكلاء الإرشاد مكلف، كما أن انخفاض نسبة الوكلاء إلى المزارعين يجعل العديد من المزارعين غير مخدومين. وقد أدى التقدم التكنولوجي إلى تحسين اقتصاديات نشر مثل هذه الممارسات من خلال القنوات الرقمية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للنماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) جنبًا إلى جنب مع نماذج التوليد المعزز بالاسترجاع (RAG) تقديم المشورة الخاصة بالمزارع بناءً على بيانات محلية. وعلاوة على ذلك، يمكن لترجمات اللغات المدعومة بالذكاء الاصطناعي تمكين التسليم باللغات المحلية بطريقة فعالة من حيث التكلفة، مما يجعلها أكثر سهولة في الوصول إليها عبر المناطق.

3-توقع الآفات لتقليل استخدام المبيدات

تمت الإشارة إلى استخدام المبيدات كـ”قضية حقوق إنسان عالمية”، وتحاول برامج الزراعة التجديدية تقليل استخدام المبيدات تدريجيًا. ويمكن أن تتيح حلول الذكاء الاصطناعي القائمة على التعرف على الصور والصور الطيفية فوق البنفسجية الكشف عن الآفات بشكل استباقي وتنبؤي، مما يُحسن استخدام المبيدات.

4-الحوافز المالية المدعومة بالذكاء الاصطناعي

تُعد قلة الحوافز المالية من العوائق أمام الزراعة التجديدية. والحوافز المالية مثل الدفع مقابل الكربون المخزن معقدة نظرًا للتكاليف العالية للرصد وإجراء المدفوعات. ومع ذلك، جعلت التجارب الأخيرة التي تستخدم المستشعرات لقياس صحة التربة والعقود الذكية المدعومة بالذكاء الاصطناعي المدفوعات أسرع، وخالية من الأخطاء، وفعّالة من حيث التكلفة. وتستخدم معظم شركات تمويل الكربون نماذج الذكاء الاصطناعي المعتمدة على البيانات الجغرافية لقياس احتجاز الكربون عن بُعد. وتُستخدم نماذج مبتكرة مماثلة لتشجيع الانتقال في مبادرة 100 مليون مزارع. وتقدم المبادرة مزيجًا من الدعم المالي وغير المالي للانتقال نحو الزراعة التجديدية. من خلال الذكاء الاصطناعي، تمكّن المبادرة من مكافأة كل من المزارعين والمستثمرين الأوائل. وتتوفر خطط لتكرار مثل هذه النماذج المالية من خلال المبادرة.

5-اختبارات التربة السريعة ورصد البرامج

يوفر اختبار التربة المدعوم بالذكاء الاصطناعي تقييمات سريعة لصحة التربة، مما يمكّن من اتخاذ قرارات دقيقة بشأن فعالية الممارسات التجديدية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام نماذج الذكاء الاصطناعي الجغرافية لرصد الممارسات مثل الزراعة المختلطة أو زراعة المحاصيل الغطائية، والتي عادةً ما تكون صعبة الرصد على نطاق واسع. ويمكن أن تتيح هذه التحليلات أيضًا تقسيم المزارعين، مما يمكّن من تقديم دعم مخصص للمزارعين بمستويات مختلفة من التبني.

توسيع نطاق الذكاء الاصطناعي للزراعة التجديدية

هناك العديد من التحديات اليوم التي يجب معالجتها لضمان أن يسهم الذكاء الاصطناعي فعليًا في العمل المناخي. وتشمل الخطوات اللازمة لتحقيق هذه الغاية ما يلي:

-تقليل البصمة الكربونية للذكاء الاصطناعي: إن الطلب المتزايد على الذكاء الاصطناعي يؤدي إلى زيادة استهلاك الكهرباء، مما يؤدي إلى زيادة الانبعاثات من شركات التكنولوجيا. ومن الضروري تقليل هذه الانبعاثات، ويجب استكشاف خيارات تدعم التقليل، مثل الطاقة المتجددة وإدارة البيانات بشكل أفضل.

-تحسين بنية البيانات والإطار: البيانات عالية الجودة ضرورية لنماذج الذكاء الاصطناعي الفعالة، لكن البيانات الزراعية غالبًا ما تكون مُجزأة. يمكن أن يساعد بناء بنية تحتية رقمية عامة لمشاركة البيانات في تقليل التكاليف من خلال تمكين المنظمات من إعادة استخدام البيانات وإعادة تدويرها. ويُعتبر توحيد جمع البيانات عبر معايير ضروريًا للتشغيل البيني وجعل استخدام البيانات أكثر كفاءة. ويشمل جانب آخر جمع بيانات حول ممارسات المزارعين ومقارنتها مع مجموعات بيانات أخرى عن التربة والمياه، لبناء أدلة على الممارسات الفعالة.

-هيكلة شبكة تقديم الخدمات على مستوى القرية: قد يجد المزارعون صعوبة في اعتماد التقنيات المدعومة بالذكاء الاصطناعي مباشرةً دون أي وساطة. وهناك حاجة للتعاون بين الأطراف المعنية لتدريب ونشر وكلاء على مستوى القرية يمكنهم المساعدة في تقديم خدمات الذكاء الاصطناعي للمزارعين.

مع تراكم المزيد من البيانات الزراعية وازدياد معرفة المزارعين بالتكنولوجيا، ستزداد أهمية الذكاء الاصطناعي في الزراعة التجديدية. وفي الوقت نفسه، سيؤدي توفر المزيد من البيانات إلى تحسين دقة الحلول الحالية. لذلك، من الضروري التخطيط للذكاء الاصطناعي أثناء تصميم برامج الزراعة التجديدية للاستفادة القصوى من هذه التطورات.

المصدر: World Economic Forum