AI

ثورة الذكاء الاصطناعي في الزراعة: كيف يشكل التمويل الفيدرالي مستقبل إنتاج الغذاء

ع
عبدالله الفضلي
· · 3 دقائق قراءة
ثورة الذكاء الاصطناعي في الزراعة: كيف يشكل التمويل الفيدرالي مستقبل إنتاج الغذاء

يواجه العالم تحديًا كبيرًا في زيادة إنتاج الغذاء لإطعام عدد متزايد من السكان وسط تضاؤل الموارد وتغير المناخ. وقد أدى ذلك إلى ظهور الزراعة 4.0، التي تستخدم التقنيات الرقمية مثل الذكاء الاصطناعي لتحسين الكفاءة واتخاذ القرارات. لدعم هذه الثورة، استثمر المعهد الوطني للغذاء والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA NIFA) بشكل استراتيجي في خمسة معاهد للذكاء الاصطناعي. تتعمق هذه المدونة في الدور المحوري الذي تلعبه هذه المعاهد AG-AI الممولة اتحاديًا في تطوير الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في الزراعة، وتسليط الضوء على مجالات أبحاثها ومساهماتها التقنية وجهودها لتطوير قوة عاملة جاهزة للذكاء الاصطناعي.

التحدي الكبير ودور الذكاء الاصطناعي

  • من المتوقع أن يتجاوز عدد سكان العالم 9.5 مليار نسمة بحلول عام 2050، مما يزيد الضغط على إنتاج الغذاء.
  • الموارد الزراعية الرئيسية مثل الأراضي والمياه والعمالة تتضاءل.
  • تنشر الزراعة 4.0 تقنيات رقمية، بما في ذلك الذكاء الاصطناعي، لمراقبة الموارد وتحسين الكفاءة التشغيلية.
  • يمكّن الذكاء الاصطناعي من دعم اتخاذ القرارات في الوقت الفعلي، ويعزز العمل البشري، ويتوقع المخاطر، ويساعد في التخطيط طويل الأجل.

استثمار المعهد الوطني للغذاء والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية الاستراتيجي

  • منذ عام 2020، استثمر المعهد الوطني للغذاء والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية في خمسة معاهد للذكاء الاصطناعي كجزء من النظام البيئي للمعاهد الوطنية لأبحاث الذكاء الاصطناعي.
  • تركز هذه المعاهد على المجالات التي يعمل فيها الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي على تغيير عملية اتخاذ القرارات الزراعية.
  • تعزز التعاون الإقليمي والدولي، وتطور قوة عاملة جاهزة للذكاء الاصطناعي، وتتصور شراكات بين القطاعين العام والخاص.
  • كان التمويل الفيدرالي حاسمًا في تمكين النطاق الواسع لتأثيرات البرنامج، والجمع بين الأبحاث الأساسية والمستوحاة من الاستخدام للذكاء الاصطناعي.

أبرز النقاط من معاهد AG-AI الخمسة

تفصل الوثيقة مساهمات كل معهد من معاهد الذكاء الاصطناعي الخمسة:

  • AgAID: يركز على الذكاء الاصطناعي لزراعة المحاصيل المتخصصة، وتطوير أدوات لدعم اتخاذ القرارات على نطاق المزرعة وإدارة المياه وأتمتة العمالة. تشمل النتائج الرئيسية نماذج الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بصلابة العنب في البرد، وبيئة محاكاة للتعلم المعزز (WOFOSTGym)، وحلول التقليم الآلية.
  • AIFARMS: يهدف إلى ضمان أن تكون الزراعة المستقبلية صديقة للبيئة ومستدامة وميسورة التكلفة ومتاحة لمجتمعات زراعية متنوعة. تشمل مجالات التركيز الزراعة المستقلة وإدارة الثروة الحيوانية والمرونة البيئية وصحة التربة. ومن التطورات الملحوظة الروبوتات لزراعة المحاصيل التغطية، ونظام الإجابة على الأسئلة CropWizard، وحلول إزالة الأعشاب الضارة المستقلة للمحاصيل المتخصصة.
  • AIFS: يعمل على ضمان إمدادات غذائية مستدامة ومغذية وفعالة وآمنة. يربط المعهد بين الجوانب المختلفة للنظام الغذائي ويطبق الذكاء الاصطناعي على الري الدقيق وتحسين المغذيات وسلامة الأغذية وتثمين النفايات. تشمل أبرز النقاط FoodAtlas، وهي رسم بياني معرفي مدعوم بالذكاء الاصطناعي، و AgML، وهو إطار عمل لتوحيد مجموعات البيانات والمعايير المعيارية للتعلم الآلي الزراعي.
  • AIIRA: يوفر توائم رقمية تنبؤية مدفوعة بالذكاء الاصطناعي على نطاقات النباتات والقطع الأرضية والحقول، مع التركيز على المرونة المناخية والاستدامة وربحية المنتجين. يقوم هذا المعهد بإنشاء مجموعات بيانات متعددة الوسائط جاهزة للذكاء الاصطناعي، وإضفاء الطابع الديمقراطي على الذكاء الاصطناعي الزراعي من خلال نماذج أساسية كبيرة (InsectNet، WeedNet)، وتطوير أدوات تصميم حسابية للمحاصيل المرنة.
  • AI-LEAF: يسرع من اعتماد الزراعة المتجددة والحراجة المستدامة وممارسات الحفاظ على البيئة. يقوم المعهد بتطوير أساليب ونماذج الذكاء الاصطناعي لتحسين دقة التنبؤ، وتحسين جودة البيانات بخرائط عالية الدقة، ومشاركة النماذج الموجهة بالذكاء الاصطناعي لتسريع وقت الاستجابة الحسابية. تشمل الإنجازات الهامة نماذج KGML-Ag المدفوعة بالذكاء الاصطناعي للتنبؤ بدورة الكربون وخرائط رطوبة التربة عالية الدقة والمستنيرة بالذكاء الاصطناعي.

إعداد قوة عاملة جاهزة للذكاء الاصطناعي

  • تقوم معاهد AG-AI بشكل جماعي بتطوير برامج تدريب ومناهج دراسية لإعداد القوة العاملة الزراعية لاعتماد الذكاء الاصطناعي.
  • تستهدف هذه البرامج طلاب المدارس الابتدائية والثانوية، والطلاب الجامعيين، والخريجين، وزملاء ما بعد الدكتوراه، والمزارعين، والعمال الزراعيين، والاستشاريين الزراعيين، والمخططين وصناع السياسات.
  • تؤكد المعاهد على الوصول إلى المناطق الريفية وتستفيد من خدمات الإرشاد الزراعي لربط الباحثين بالممارسين في الصناعة.

في الختام، فإن الاستثمار الاستراتيجي في معاهد الذكاء الاصطناعي الخمسة هذه يحدث ثورة في القطاع الزراعي. من خلال معالجة التحديات الحاسمة وتعزيز التعاون، تمهد هذه المعاهد الطريق لنظام إنتاج غذائي أكثر استدامة وكفاءة ومرونة مع دعم القوة العاملة الجاهزة للذكاء الاصطناعي اللازمة لدعم هذا التحول في وقت واحد. يمتد تأثير هذا التمويل الفيدرالي إلى ما وراء تلبية الاحتياجات الزراعية الفورية، والمساهمة في التطورات في الذكاء الاصطناعي نفسه وتمهيد الطريق لمستقبل تلعب فيه التكنولوجيا دورًا حيويًا في ضمان الأمن الغذائي العالمي.


المصدر: Communications of the ACM

مقالات ذات صلة