من البلوك تشين إلى الذكاء الاصطناعي: كيف تحمي التكنولوجيا المستقبلية غاباتنا بالفعل

إحدى أهم أجزاء حياتنا هي الغابات، التي تغطي حوالي ثلث مساحة الأرض. فهي تزودنا بالأكسجين، والغذاء، والمأوى، والوقود. تساعد على منع التعرية وتغني التربة، منتجةً تربة سطحية غنية ضرورية لزرع النباتات والمحاصيل ومنع الانزلاقات الأرضية والفيضانات. 

تلعب الغابات دورًا مهمًا أيضًا في إنتاج الأكسجين، وامتصاص ثاني أكسيد الكربون، وتنظيم المناخ، وتوفير موائل التنوع البيولوجي، والموارد الطبية، وصيانة دورة المياه، وتخفيف الكوارث الطبيعية، ودعم سبل العيش، والرفاهية النفسية، والمساحات الترفيهية.

على الرغم من ذلك، لا يزال إزالة الغابات — الإزالة المتعمدة للأراضي الغابية — مشكلةً كبيرةً على مستوى العالم.

الخسارة المأساوية المستمرة

بينما كانت إزالة الغابات تحدث عبر التاريخ، فإن معدلها في القرون الأخيرة ارتفع ببساطة إلى مستويات هائلة. على سبيل المثال، خلال الثلاث قرون الماضية، تم تدمير 1.5 مليار هكتار من الغابات، وهي مساحة أكبر من مساحة الولايات المتحدة.

في الوقت نفسه، خلال العشرين سنة الأخيرة، فقدت إجمالاً 76.3 مليون هكتار (مها) من الغابات الأولية الرطبة على مستوى العالم. وهذا يشكل 16٪ من إجمالي فقدان الغطاء الشجري خلال هذه الفترة. 

يتم تنفيذ هذه الإزالة الدائمة للأراضي الغابية من قبل الأشخاص والشركات والحكومات لأسباب مختلفة، مثل السكن واستخراج الموارد.

وفقًا دراسة من أوائل هذا العام، كان إنتاج الغذاء هو العامل الرئيسي وراء إزالة الغابات. عند تحليل العوامل التي تدفع إزالة الغابات في 40 دولة استوائية وشبه استوائية من منظور الإنتاج/الإمداد، والتجارة/التوزيع، والاستهلاك/الطلب، وجد الباحثون أنه بين عامي 2000 و2018، كان حوالي 90٪ من تغيرات الغطاء الغابي العالمي نتيجة لتوسع الزراعة (المحاصيل والأراضي الرعوية).

إلى جانب الزراعة، يلعب التحضر والحرائق الطبيعية والناجمة عن الإنسان دورًا مهمًا في فقدان الغابات. بينما نستمر في تدمير غاباتنا، تشير الأبحاث في الوقت نفسه إلى أن هذه الغابات، مثل الأمازون، التي كانت مصرفًا للكربون، تتحول الآن إلى مصدر صافي للكربون. وهذا يعني أنها تنبعث منها كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون مما تمتصه، مما يشير إلى الحاجة الملحة لحماية غاباتنا المتبقية.

في الواقع، تتعرض أكبر غابة مطيرة في العالم لضغط كبير نتيجة لإزالة الغابات وتغير المناخ. وقد قدرت دراسة حديثة أنه بحلول عام 2050، سيتعرض 10٪ إلى 47٪ من غابات الأمازون لـ “اضطرابات مركبة قد تؤدي إلى تحولات غير متوقعة في النظام البيئي وربما تزيد من تفاقم تغير المناخ الإقليمي”.

كل فقدان الغابات الذي نشهده، المدفوع بالنشاط البشري المكثف وتغير المناخ، يهدد التنوع البيولوجي والموارد الطبيعية وجودة حياتنا.

لم يتم حتى الآن تحليل تأثير إزالة الغابات بشكل كامل. مؤخرًا، وجدت أبحاث جامعة أوتاغو أنه استجابةً لإزالة الغابات، غيرت حشرات الحجر الأصلية في نيوزيلندا ألوانها “التحذيرية”. وهذا ليس كل شيء؛ فقد وجدت دراسة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن 10٪ من انبعاثات الزئبق التي ينتجها الإنسان إلى الغلاف الجوي كل عام هي نتيجة لإزالة الغابات العالمية.

عمومًا، ركز العلماء على دراسة إزالة الغابات كمصدر لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، مع إهمال الزئبق. بينما تمتص النباتات الزئبق من الغلاف الجوي كما تمتص ثاني أكسيد الكربون، لا يمتلك العنصر الكيميائي وظيفة بيولوجية أساسية للنباتات، لذا يتم امتصاصه ببساطة في التربة.

الآن، وجد الباحثون أن 200 طن من الزئبق تُطلق في الغلاف الجوي نتيجة لإزالة الغابات، وهذا الرقم أعلى في الدول الاستوائية وشبه الاستوائية.

لذلك، لحماية الغابات، تعاون باحثون من جامعة كاوناس للتكنولوجيا (KTU)، وجامعة فيتاوتاس ماغنوس في ليتوانيا، وجامعة لينيوس في السويد لتطوير Forest 4.0، نموذج معالجة بيانات الغابات الذكي الذي يدمج تقنيات متقدمة مثل البيانات الضخمة، والذكاء الاصطناعي، وإنترنت الأشياء (IoT)، والبلوك تشين.

يوفر هذا النظام نموذج حوكمة غابات أكثر شفافية ويسمح بالمراقبة الفورية لظروف الغابات وحساب الموارد المستدامة.

“تخيل شراء طاولة ومعرفة بالضبط من أي غابة وشجرة جاءت.” “هذا هو بالضبط نتيجة نموذج إدارة بيانات الغابات المقترح.”

– ريتيس ماسكيليوناس، أستاذ في KTU ساهم في تطوير Forest 4.0

البلوك تشين وإنترنت الأشياء، على وجه الخصوص، يلعبان دورًا حاسمًا في Forest 4.0، مقدمان إمكانات تحويلية للإدارة والحفظ.

وفقًا للورقة، تم استخدام البلوك تشين لتخزين شهادات البيانات وتتبعها بأمان. بينما تعزز تقنية البلوك تشين الشفافية والنزاهة في إدارة الغابات، تساعد البيانات الفورية من المستشعرات والطائرات بدون طيار وأنظمة المراقبة في اتخاذ قرارات بشأن إدارة الحرائق، والحصاد المستدام، ومراقبة الحياة البرية.

نهج متعدد الطبقات لإدارة الغابات 

كان للابتكارات التكنولوجية تأثير هائل على جميع جوانب حياتنا، لذا يجب أيضًا استخدامها لحماية غاباتنا، وتحسين إدارتها الذكية، والاعتناء بمستقبل الطبيعة.

يواجه قطاع الغابات العديد من التحديات المتعلقة بمستوى النضج الرقمي، ونقص الكفاءة الرقمية، ومشكلات سلاسل الإمداد، والحاجة إلى ابتكار الخدمات وتبني أساليب الذكاء الاصطناعي. ويمكن أن يساعد دمج التقنيات الرقمية في عمليات الغابات على معالجة هذه التحديات.

لقد ساعدت التطورات التكنولوجية، لا سيما في مجال الجغرافيا المكانية وتحليل البيانات، بالفعل في مراقبة إزالة الغابات. فهي تتيح الكشف والاستجابة لتغييرات الغطاء الغابي عبر مساحات شاسعة بدقة عالية.

على سبيل المثال، تسمح الأقمار الصناعية متعددة الأطياف وذات الأطياف الفائقة بالاستشعار عن بُعد، بينما توفر تقنية LiDAR بيانات ثلاثية الأبعاد عن بنية الغابة، وتخترق تقنية SAR الغيوم لتوفير مراقبة مستمرة في المناطق الاستوائية. وتُعد الطائرات بدون طيار تقنية حديثة أخرى تُستَخدم للحصول على صور عالية الدقة للمناطق المستهدفة.

ثم هناك التعلم الآلي، الذي ساعد كثيرًا في أتمتة معالجة الصور والبيانات الضخمة. يستخدم خوارزميات لتحديد أنماط إزالة الغابات بدقة تتجاوز 90٪.

دراسة أجراها باحثون من جامعة كيبانغسان الوطنية في ماليزيا، وجامعة تكنولوجيا مارا، وأكاديمية ربدان استخدمت بنى التعلم العميق مثل FCN، SegNet، DeepLabV3، U-Net، وResNet ووجدت أنها فعّالة في اكتشاف إزالة الغابات حتى في المناطق الغابية ذات الأشكال المعقدة وغير المنتظمة. وأشار الباحثون إلى:

“في ظل تصاعد المخاوف البيئية، من الضروري أن نستغل إمكانات التقنيات المتقدمة لمواجهة آثار إزالة الغابات.”

الآن، بهدف إنشاء “غابة ذكية”، أنشأ العلماء Forest 4.0. ولتحقيق نظام إدارة غابات ذكي ومستدام، اعتمدوا نهجًا متعدد الطبقات.

الطبقة الأولى هي طبقة جمع البيانات وإدارتها، وهي واضحة بحد ذاتها. هذه الطبقة مسؤولة عن جمع ومعالجة البيانات من مصادر مختلفة، مثل شبكات المستشعرات اللاسلكية، والاستشعار عن بُعد، وأنظمة المراقبة الميدانية.

تشمل شبكات المستشعرات اللاسلكية أجهزة إنترنت الأشياء المختلفة التي تقيس عوامل مثل درجة الحرارة، وعصارة الشجرة، ورطوبة التربة، وتكون جميعها متصلة بنقل البيانات؛ وبالتالي لا يحتاج أحد إلى الدخول إلى الغابة وإجراء جميع القياسات يدويًا.

يتضمن النظام أيضًا حلًا لإنترنت الأشياء مع مستشعرات تشبه بيوت الطيور وتُثبت في الأشجار.

“ترسل هذه الأجهزة البيانات إلى نظام مركزي، حيث يتم تحليلها باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي داخل طبقة تحليل البيانات.”

– إيغيديجوس كازانافيتشيوس، أستاذ في مركز أنظمة الحاسوب الفورية بجامعة KTU، الذي طور الأجهزة

إذن، تستفيد طبقة تحليل البيانات من تحليلات البيانات الضخمة لاستخلاص رؤى من البيانات التي جُمعت في الطبقة الأولى. من خلال الاستفادة من التعلم الآلي والتحليلات التنبؤية، توفر هذه الطبقة مساعدة في اتخاذ القرار.

في طبقة المراقبة والتقييم، تُستَخدم جميع نتائج تحليل البيانات لمراقبة وفحص صحة الغابات، والتنوع البيولوجي، واحتجاز الكربون، وخدمات النظم الإيكولوجية. كما يمكن أن يساعد تصور وتحليل النتائج في اتخاذ القرارات.

تُعد المعلومات المستخلصة من جميع هذه التقييمات مهمة للمرحلة التالية، طبقة إدارة الغابات، حيث تساعد النتائج في المراقبة وإعادة التشجير والحفظ.

في الوقت نفسه، توفر طبقة البنية التحتية التكنولوجية البنية التية التقنية الأساسية لدعم المستويات الأخرى من الهندسة، مثل البلوك تشين، وشبكات المستشعرات اللاسلكية، وإنترنت الأشياء.

انقر هنا لتتعرف على الهلامات الحيوية القابلة للتفعيل بالحرارة والتي يمكن أن تساعد في الحماية من الحرائق البرية.

تقنية جديدة تُحدث ثورة في إدارة الغابات

عندما تُستَخدم جميع البيانات المجمعة حول الظروف البيئية في العالم الحقيقي، يمكن لنظام إنترنت الأشياء تقييم صحة الغابة، ومراقبة مخاطر الحرائق، وحتى تقديم حماية ضد الآفات أو الأمراض أو الأنشطة غير القانونية.

تشير البيانات المعنية إلى جودة الهواء، والرطوبة، ودرجة الحرارة، التي تُلتقط بواسطة المستشعرات، لكن نظام المراقبة الذكي يتجاوز مجرد هذه المستشعرات.

على سبيل المثال، يمكن أيضًا استخدام الكاميرات التي تم تثبيتها بالفعل في الغابة. أوضح ماسكيليوناس أنه من خلال الوصول إلى صور الكاميرا وملاحظة أشياء مثل صبغ الإبر، يمكن لإنترنت الأشياء اكتشاف تأثير الحشرات على الأشجار، واستخدام البقع على الأوراق لتحديد الأمراض، وكشف القطع غير القانوني للغابات عن طريق تشفير الأصوات.

يمكن لاستخدام التقنيات الجديدة في نموذج Forest 4.0 أن يساعد أيضًا في تحسين كفاءة وربحية واستدامة أعمال الغابات بالإضافة إلى تحسين استخدام الموارد وتقليل النفايات.

هذا ليس كل شيء؛ يوفر النظام أيضًا إدارة تتبع سلسلة التوريد بفضل استخدام تقنية السجل الرقمي اللامركزي، أي البلوك تشين، التي تقدم بيانات غير قابلة للتغيير يمكن لأي شخص التحقق منها، وبالتالي ضمان الشفافية وسلامة البيانات.

بمساعدة البلوك تشين، يتيح النظام مراقبة العمليات في جميع المراحل، من الغابة إلى المنشار وحتى المنتج النهائي.

“تعمل التقنية دون الحاجة إلى سلطة وتوفر سجلًا شفافًا وآمنًا ولا يمكن تغييره لكل ما يحدث للغابة وإنتاجها، مما يقلل من القطع غير القانوني ويضمن ممارسات مستدامة.”

– أستاذ جامعة KTU كلية المعلوماتية (IF)

إن دمج تقنيات مثل الآلات الذكية، وأدوات المسح الرقمية، وتحديد الهوية بترددات الراديو (RFID) في سلسلة توريد الأخشاب يحسن الكفاءة والسلامة بشكل أكبر من خلال توفير بيانات لفهم أفضل لتأثير قرارات الإدارة على جودة الأخشاب، وصحة الغابة، وعوامل أخرى. وأشار الباحثون إلى أن استخدام التقنيات الرقمية يمكن أن يساعد في توفير التكاليف من خلال تعزيز التعاون وتبادل المعلومات.

بينما يحمل النموذج وعدًا من خلال تقديم فوائد عديدة في تحسين إدارة موارد الغابات ومراقبتها على نطاق واسع، يواجه الباحثون تحديات في تطبيقه. تشمل هذه القضايا التي تسهم في تبني التكنولوجيا الرقمية ببطء في إدارة الغابات نقص المعايير، وقابلية التفاعل، والاستثمار الأولي العالي، وبطء القطاع في الابتكار. وفقًا للبروفيسور ماسكيليوناس:

“يفترض أن من الأفضل اختيار حلول مكلفة ومعقدة، بينما تُعطى المستشعرات الأصغر والأرخص اهتمامًا أقل. يجب أن نكون سعداء بأن حلًا يكلف بضع مئات من اليورو قادر على جمع وإرسال البيانات بنفسه.”

بالإضافة إلى العقبات التشريعية والحوكمة، يثير التردد بين أصحاب المصلحة بسبب احتمال كشف البيانات مخاوف إضافية حول الثقة والخصوصية في استخدام التكنولوجيا الرقمية.

تجلب تقنية مثل البلوك تشين تعقيدًا إلى المعادلة، رغم أن الاعتماد المتزايد على الأصول المشفرة والتطور الناجح للتقنية المالية يساعد على تجاوز العقبات وتعزيز استخدامها.

ومع ذلك، تكتسب التكنولوجيا الرقمية أهمية كبيرة في إدارة الغابات الأوروبية، حيث تُستخدم لمواجهة تحديات الممارسات المستدامة.

في دول مثل ألمانيا، بدأت هذه الحلول تحظى بالقبول، مما يُظهر إمكانات نموذج Forest 4.0 ليصبح معيارًا عالميًا ويساعد على تعزيز الإدارة المسؤولة والمستدامة للغابات.

للتنفيذ الفعّال للنظام، أشار المؤلفون إلى ضرورة التعاون المشترك بين الحكومة والقطاع التجاري والمجتمع المدني والمؤسسات الأكاديمية لتجاوز التحديات. سيساعد تحديد الأدوار والالتزامات بوضوح للأطراف المعنية في الوقت نفسه على تعظيم الفوائد.

وصف العلماء استخدام التكنولوجيا الرقمية المبتكرة في إدارة الغابات بأنه “فرصة لا تتكرر إلا مرة واحدة في العمر” لتحسين الشفافية والكفاءة والاستدامة في الصناعة، وأكدوا على ضرورة تعاون صانعي السياسات والممارسين للاستفادة من هذه الابتكارات لصالح الغابات والمجتمع.

فيما يتعلق بـ Forest 4.0، وصفه ماسكيليوناس بأنه “الثورة الصناعية الرابعة في مجال الغابات، بهدف غابة غير قابلة للاشتعال ومورقة مليئة بالحيوانات.”

الشركات التي تساعد في الوقاية من الغابات

الآن، دعونا نلقي نظرة على بعض الشركات التي تطور وتوفر هذه التقنيات التي تُستَخدم في حماية الغابات.

1. Trimble Inc.

تختص هذه الشركة التقنية في تقنيات الجغرافيا المكانية، بما في ذلك GPS، GIS، وأدوات الاستشعار عن بُعد التي تُستخدم في مراقبة البيئة وإدارة الغابات. تمكّن تقنيات Trimble الأساسية في التحديد، والنمذجة، والاتصال، وتحليل البيانات من تحسين الإنتاجية، والجودة، والسلامة، والشفافية، والاستدامة.

بقيمة سوقية تبلغ 17.82 مليار دولار، تُتداول أسهم TRMB حاليًا بسعر 72.97 دولار، بارتفاع 37.16٪ منذ بداية العام. لديها ربحية السهم (EPS) (TTM) قدرها 5.99 ونسبة السعر إلى الأرباح (P/E) (TTM) قدرها 12.18. في الربع الثالث من عام 2024، أبلغت الشركة عن إيرادات قدرها 875.8 مليون دولار، وهو انخفاض بنسبة 9٪ مقارنة بالعام السابق، بينما كان الإيراد المتكرر السنوي 2.19 مليار دولار، بارتفاع 13٪ على أساس سنوي.

2. Palantir Technologies Inc.

معروفة بمنصاتها لتحليل البيانات الضخمة مثل Foundry، تقوم Palantir بدمج مجموعات البيانات لمراقبة البيئة ومشاريع الاستدامة. كما تقدم Edge AI التي يمكن نشرها على المركبات الفضائية لاكتشاف الكيانات أو المناطق وقياس تغيراتها مع مرور الوقت.

بقيمة سوقية تبلغ 152.74 مليار دولار، تُتداول أسهم PLTR حاليًا بسعر 67.63 دولار، بارتفاع 290.68٪ منذ بداية العام. لديها ربحية السهم (EPS) (TTM) قدرها 0.20 ونسبة السعر إلى الأرباح (P/E) (TTM) قدرها 339.30. في الربع الثالث من عام 2024، أبلغت الشركة عن إيرادات قدرها 725.5 مليون دولار وصافي ربح قدره 143.5 مليون دولار، أي بارتفاع 30٪ و101٪ على التوالي مقارنة بالربع نفسه من العام الماضي. بينما كان هامش ربح Palantir للربع 20٪.

3. Honeywell International Inc.

تُصنع Honeywell حلول الأتمتة والطاقة والاستدامة، ويمكن الاستفادة من مستشعراتها وأنظمتها المدعومة بإنترنت الأشياء للمراقبة وإدارة البيئة. مؤخرًا، وسعت شراكتها مع Qualcomm (QCOM ) لتوفير تحسين في جمع البيانات والتحليلات.

بقيمة سوقية تبلغ 151.46 مليار دولار، تُتداول أسهم HON حاليًا بسعر 233.10 دولار، بارتفاع 11.07٪ منذ بداية العام. لديها ربحية السهم (EPS) (TTM) قدرها 8.66 ونسبة السعر إلى الأرباح (P/E) (TTM) قدرها 26.90 مع عائد توزيعات بنسبة 1.94٪. في الربع الثالث من عام 2024، أبلغت الشركة عن مبيعات قدرها 9.7 مليار دولار، بارتفاع 6٪، بينما كان هامش التشغيل 19.1٪ وهامش القطاع 23.6٪. كان التدفق النقدي الحر في نهاية الربع 1.7 مليار دولار. خلال هذه الفترة، قامت Honeywell أيضًا بعمليتي استحواذ، إحداهما تشمل CAES Systems مقابل 1.9 مليار دولار، والأخرى هي أعمال الغاز الطبيعي المسال لشركة Air Products مقابل 1.8 مليار دولار.

الخلاصة

إن إزالة الغابات مشكلة كبيرة بوضوح، وتستمر في التفاقم مع مرور كل عام، مما يخلق حاجة ملحة للمستهلكين والشركات والحكومة للتعاون والعمل على إيجاد حلول فعّالة.

تبين أن إعادة تشجير الغابات على نطاق واسع — أي استعادة الغطاء الشجري للمناطق التي أزيلت فيها الغابات — هي الطريقة الأكثر جدوى لتحقيق غيجات من الكربون وإيفاد أهداف التنمية المستدامة القائمة على الطبيعة، رغم أن تحقيق ذلك على نطاق واسع يتطلب أساليب ذات تكلفة فعّالة.

توفر التقنيات المتقدمة الآن، مثل الذكاء الاصطناعي، وإنترنت الأشياء، والبيانات الضخمة، والبلوك تشين، طرقًا فعّالة للمراقبة الدقيقة، وإدارة الموارد بكفاءة، وتعزيز الشفافية في ممارسات الغابات. لذا، من خلال الاستفادة من هذه التطورات إلى جانب جهود إعادة التشجير، يمكننا مكافحة إزالة الغابات بفعالية وخلق مستقبل تكون فيه غاباتنا ليست محمية فحسب بل مزدهرة!

انقر هنا للحصول على قائمة بـ 5 تقنيات للاستثمار فيها ذات إمكانات مخيفة.