يوليو 2023 كان سخونة الشهر مسجل. ومن المؤسف أن هذه مجرد نقطة بيانات أخرى تؤكد الوتيرة المخيفة لتغير المناخ. منذ منتصف العشريناتذ في القرن الماضي، كانت انبعاثات الغازات الدفيئة هي الأكثر أهمية سبب تغير المناخ العالمي.
هل تعلم أسباب البنية التحتية 79% من إجمالي انبعاثات الغازات الدفيئة؟ ومن أجل التصدي بفعالية لتغير المناخ، يتعين علينا أن نتناول الدور الذي تلعبه البنية التحتية في هذا المجال قيادة تغير المناخ، بالإضافة إلى استكشاف كيف يمكن للبنية التحتية أن تقلل من بصمتها الكربونية. إحدى الطرق للقيام بذلك هي تطبيق أحدث التقنيات والابتكارات.
يمكن أن يكون الذكاء الاصطناعي حليفًا قويًا في مكافحة تغير المناخ عبر دورة حياة البنية التحتية، بدءًا من تقليل البصمة الكربونية للأصول أثناء التصميم والبناء وحتى تخطيط مرونة البنية التحتية الحالية. لحل المشاكل الحرجة التي تواجه بيئتنا واحتياجات التنمية المستدامة، يمكن تطبيق تقنيات الذكاء الاصطناعي المختلفة على التخطيط الاستراتيجي طويل المدى، وتصميم البنية التحتية قصيرة المدى ومشاريع البناء، والمزيد.
الذكاء الاصطناعي وتغير المناخ والتخطيط الاستراتيجي
بالنسبة للتخطيط الاستراتيجي طويل المدى للبنية التحتية، يمكن لتقنيات الذكاء الاصطناعي التنبؤية أن تساعد الوكالات الحكومية ومنظمات الإغاثة وأصحاب المصلحة الآخرين على تحليل الحوادث الماضية أو محاكاة الكوارث الطبيعية وحركة الأشخاص والاضطرابات الاجتماعية. ويمكنهم التنبؤ بالتأثير على البنية التحتية وكذلك تحديد المجالات التي تحتاج إلى ضمانات وقائية. ومن خلال عمليات المحاكاة هذه، يمكن للمؤسسات تنفيذ حلول بشكل استباقي مثل فواصل الحرائق والسدود والمناطق الخضراء وإنشاء خطط التعافي من الكوارث التي تشمل أشجار الاتصالات وطرق الإخلاء والمزيد.
ومن الأمثلة الجيدة على استخدام الذكاء الاصطناعي التنبؤي ما حدث في لاغوس بنيجيريا. ويعتقد الخبراء أنه بحلول عام 2050 ارتفاع منسوب مياه البحر يمكن أن يجعل نصف لاغوس غير صالح للعيشمما ترك 24 مليون ساكن بلا مكان يذهبون إليه. وبحلول نهاية القرن، ومن دون أي تدخل، ستصبح المدينة بأكملها غير صالحة للعيش، مما يدفع الناس إلى المدن والبلدات المجاورة، وهي غير مجهزة للتعامل مع مثل هذا النمو السكاني السريع والهائل.
باستخدام تقنيات محاكاة الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالتحركات المستقبلية، تخطط الحكومة النيجيرية للتغييرات من خلال برامج واستثمارات استباقية مثل التجريف، وبناء سد بطول 18 كيلومترًا، وأسوار بحرية متعددة. تعمل لاغوس أيضًا على إنشاء أنظمة صرف أفضل وتحسين إزالة النفايات بحيث تعمل مصارف العواصف بشكل أكثر كفاءة في حالة حدوث فيضانات.
الذكاء الاصطناعي في دورة حياة البنية التحتية على المدى القريب
وعلى المدى القريب، يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي عبر دورة حياة البنية التحتية لتقليل البصمة الكربونية لأصول البنية التحتية وتحقيق أهداف التنمية المستدامة.
خلال مرحلة التصميم، يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي في إنشاء بنية تحتية أكثر استدامة وكفاءة ومرونة. على سبيل المثال، يمكن أن تجمع قدرات التصميم التوليدي بين المكونات القابلة لإعادة الاستخدام والتصميم البارامتري والذكاء الاصطناعي لمساعدة الممارسين على سد القيود والحصول على خيارات التصميم التي تلبي متطلبات الأصول. يمكن أن تكون هذه القيود، على سبيل المثال، الحد الأقصى لإنتاج الكربون، أو القدرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة أو الرياح المستدامة، أو الطوبولوجيا المحلية. في حين أن المصمم سيحتاج إلى زيادة صقل التصميم، فإن الذكاء الاصطناعي والتصميم البارامتري يمكن أن يسرعا العملية لتحقيق نتائج أفضل.
تمر عملية البناء بعدة مراحل، بدءاً بإنتاج المواد ونقلها، والتي تمثل وحدها ما بين هذه المراحل 82% إلى 96% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أثناء البناء مرحلة. يمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي التوليدي في تخطيط عملية البناء الأكثر فعالية والتي تقلل من التأثير البيئي وتنتج أقل قدر من البصمة الكربونية.
يمكن للذكاء الاصطناعي تحليل ومقارنة انبعاثات النفط وملاط الأسمنت والحديد والصلب والخرسانة وإنتاج ونقلها، والبحث عن المواد ذات البصمة الكربونية الأقل. ومن خلال هذا التحليل القوي، يمكن للشركات اتباع استراتيجيات لاستخدام مواد بناء بديلة، وإعادة تدوير نفايات البناء، وتعزيز موارد المياه البديلة لتقليل الانبعاثات أثناء البناء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للذكاء الاصطناعي التوليدي استخدام برامج تصميم المباني والواقع المختلط والمعزز للسماح للمالكين والبلديات بتصور المشاريع قبل بنائها. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل التأثير البيئي لإنشاء البنية التحتية عن طريق تقليل إعادة العمل واستخدام المواد واستهلاك الطاقة مما يساعد بشكل أكبر على التخفيف من تغير المناخ.
يمكن للذكاء الاصطناعي أن يضمن أن عمليات البنية التحتية تقلل من انبعاثات الكربون والانبعاثات الأخرى مع الحفاظ على الأمان والمرونة. على سبيل المثال، يمكن للأنظمة القائمة على الذكاء الاصطناعي المساعدة في الصيانة التنبؤية من خلال تحليل بيانات أجهزة الاستشعار على مكونات النظام، بما في ذلك كل شيء بدءًا من العوامل البيئية وحتى العناصر الهيكلية. تساعد البيانات التي تم تحليلها في تقييم صحة الأصول وجدولة الإصلاحات وتحسين الصيانة، وكل ذلك يمكن أن يؤدي إلى انخفاض الانبعاثات.
على سبيل المثال، إذا نبهت إحدى توربينات الرياح المالك إلى وجود عطل وتمت جدولة الصيانة التالية خلال فترة زمنية معقولة، فيمكن للذكاء الاصطناعي تحديد هذه المهام وتجميعها، مما يقلل من عدد الرحلات إلى الموقع. وأخيرا، يمكن لأجهزة الاستشعار التي يتم التحكم فيها عن بعد قياس ومراقبة انبعاثات الكربون في الصناعات ذات الصلة مثل النفط والغاز، ويمكن لهذه البيانات أن تتوقع الناتج المستقبلي، حتى يتمكن المالكون من تعديل العمليات للحد من التأثير على البيئة.
سوف يتذكر سكان الولايات المتحدة الدمار الذي أحدثه إعصار كاترينا، ولكن من المؤكد أن خروقات السدود ليست مقتصرة على الولايات المتحدة. يريد الباحثون في جامعة نيو أورليانز استخدام الذكاء الاصطناعي لتقييم واكتشاف أوجه القصور المحتملة في هياكل التحكم في مياه الفيضانات في الولايات المتحدة. تتضمن الخطة إنشاء برنامج آلي باستخدام صور النظام الجوي بدون طيار وغيرها من البيانات الحسية لتقييم سلامة واستقرار أنظمة التحكم في الفيضانات في تلك الدولة. يقوم النظام القائم على الذكاء الاصطناعي بتقييم أوجه القصور مثل عدم استقرار المنحدرات أو الشقوق أو غليان الرمال أو التسرب. وقد يؤدي ذلك إلى الفشل، مثل انهيار السدود. وستساعد المعلومات أصحاب المصلحة ومخططي الطوارئ على اتخاذ قرارات سريعة، خاصة عندما تكون البنية التحتية معرضة للخطر بسبب الفيضانات أو العواصف.
الذكاء الاصطناعي والبنية التحتية المستدامة
وبينما نسعى لتحسين صحة الكوكب ونوعية حياة الناس في كل مكان، فمن الأهمية بمكان أن نعمل على تقليل مساهمة البنية التحتية في تغير المناخ من خلال استكشاف الاستدامة والاستثمار فيها. وهذا يعني بناء وصيانة البنية التحتية التي تتكيف مع الظروف المناخية المستقبلية؛ المساهمة في إزالة الكربون من الاقتصاد؛ حماية التنوع البيولوجي؛ والتقليل من التلوث.
من نواحٍ عديدة، هذه هي الأيام الأولى للذكاء الاصطناعي في المعركة ضد تغير المناخ. ومع ذلك، مع التقنيات والتطبيقات الصحيحة، يتمتع الذكاء الاصطناعي بإمكانات كافية لتحقيق النتائج التي من شأنها تحسين تصميم البنية التحتية المستدامة وإنشائها وعملياتها وتخطيطها بشكل كبير.
