يعزز الذكاء الاصطناعي (AI) من قدرتنا على الكشف عن تلوث الهواء الحضري والتنبؤ به من خلال تحليل مجموعات بيانات ضخمة ومعقدة تأتي من أجهزة الاستشعار والأقمار الصناعية وحتى البيانات المستمدة من الحشود.
توفر أدوات الذكاء الاصطناعي رؤى مخصصة حول التعرض للتلوث، مما يمكّن الأفراد من اتخاذ قرارات صحية في روتينهم اليومي.
ورغم أن الذكاء الاصطناعي يحمل وعودًا كبيرة، إلا أن تطبيقه يجب أن يكون شاملاً وموجّهًا أخلاقيًا – إذ إن تطبيقه بشكل غير مدروس قد يؤدي إلى تفاقم التفاوتات القائمة، خاصة في المناطق المحرومة.
كبشر، أعدنا تشكيل العالم ليناسب طموحاتنا – بنينا مدنًا تعانق السماء وشبكات رقمية تنبض بالحياة. لكن في خضم ذلك، ملأنا الهواء بتهديدات غير مرئية. فالبيئة التي تزخر بالفرص من حولنا غالبًا ما تكون ملوثة – مليئة بجسيمات تتسلل بهدوء إلى رئاتنا.
يُعد تلوث الهواء الحضري تحديًا رئيسيًا في عصرنا – معقد من حيث المصدر، وديناميكي في سلوكه، ويزداد صعوبة مع الأدوات التقليدية.
لكن مع تطور المدن الذكية، يبرز حليف قوي في معركة الهواء النظيف: الذكاء الاصطناعي.
ماذا لو استطاع الذكاء الاصطناعي مساعدتنا على رؤية ما لا يُرى؟ ماذا لو ساعدنا على التنفس بسهولة، والعيش لفترة أطول، والحد من الآثار الصحية الناجمة عن التعرض غير المرئي للسموم؟
يوفر الذكاء الاصطناعي أدوات جديدة جذريًا لمعالجة هذه المشكلة – من خلال تحليل مجموعات بيانات ضخمة، والكشف عن أنماط خفية، والتنبؤ بالظروف المستقبلية، وتحسين طريقة عمل مدننا. تستكشف هذه المقالة كيف يمكننا استخدامه لرصد، وإدارة، وفي نهاية المطاف التخفيف من تركيزات وتعرضات التلوث الهوائي في عالمنا الحضري سريع النمو.
فهم العدو
يتنفس مليارات الأشخاص حول العالم هواءً يتجاوز إرشادات منظمة الصحة العالمية (WHO) بشأن ملوثات مثل الجسيمات الدقيقة (PM2.5) وثاني أكسيد النيتروجين (NO2). ويتسبب ذلك في أكثر من 8 ملايين حالة وفاة مبكرة سنويًا ويكلف الاقتصاد العالمي 8 تريليونات دولار سنويًا.
تاريخيًا، اعتمد فهمنا لتلوث الهواء على شبكة محدودة من محطات المراقبة الثابتة والمكلفة. وبينما توفر أجهزة المراقبة المتقدمة ومراكز القياس المتكاملة بيانات قيمة – مثل التركيب الكيميائي وحجم الجسيمات – إلا أنها تقدم رؤية محدودة للتعرض المحلي الدقيق – أي التفاوتات التي يواجهها الناس أثناء تنقلهم في المدن.
لكن هذا الواقع بدأ يتغير بفضل الذكاء الاصطناعي والنمذجة وشبكات الاستشعار.
قياسات أذكى، مدن أذكى
ركزت التطبيقات المبكرة لتعلم الآلة في جودة الهواء على نماذج مثل الغابات العشوائية، وتعزيز التدرج، والمقاربات الهجينة. حيث مكنت الباحثين من التنبؤ بشكل أفضل بتركيزات التلوث في المدن، مع القدرة على فصل تأثيرات المتغيرات المربكة مثل الطقس.
وتفتح هذه القدرة التنبؤية آفاقًا جديدة لفهم مدى فعالية التدخلات السياسية.
مؤخرًا، استُخدمت تقنيات تعلم الآلة لتحسين جودة قياسات أجهزة استشعار الهواء، ولتحديد مصادر التلوث المعقدة، وذلك من خلال تحليل مجموعات بيانات تدمج بين مستويات التلوث، والظروف الجوية، وتدفق المرور، والأنشطة الصناعية، والمزيد.
وعند دمجها مع بيانات أجهزة الاستشعار، وصور الأقمار الصناعية، وحتى بيانات من الجمهور، يمكن للذكاء الاصطناعي اليوم إنتاج خرائط تلوث عالية الدقة وفي شبه الوقت الحقيقي لتتبع التعرض وتوجيه الإجراءات الصحية العامة.
أحد الأمثلة هو نظام DyNA الذي طورته كلية إمبريال لندن، والذي يجمع بين النمذجة الفيزيائية وتقنيات الذكاء الاصطناعي. يستخدم شبكة عصبية متكررة مخصصة لمعالجة بيانات السلاسل الزمنية والتنبؤ بحدوث التلوث.
وعند اقترانه بتقنيات استيعاب البيانات، يمكن لـ DyNA إدخال ملاحظات من العالم الحقيقي لتعزيز دقة وسرعة التنبؤ بجودة الهواء. كما تجمع واجهة برمجة تطبيقات جودة الهواء من Google بين مدخلات متنوعة لتقدير تركيزات الملوثات عالميًا.
""التلوث الهوائي يضرب الفقراء بشدة وقد يؤدي الذكاء الاصطناعي إلى توسيع هذه التفاوتات.""
تمكين المواطنين ومخططي المدن
تعني الأنظمة الأذكى قرارات أذكى – ليس فقط للمدن ولكن للمواطنين أيضًا.
تخيل عداء أو راكب دراجة يحصل على تنبيهات فورية على ساعته الذكية، تشير إلى نقاط التلوث على مساره ويُنصح بإبطاء سرعته أو تغيير جهة السير لتجنب مناطق تراكم الملوثات. كانت هذه الرؤى غير مرئية سابقًا، لكنها أصبحت ممكنة الآن.
ساعد تطبيق AirTrack، الذي طورته Air Aware Labs، الرياضيين والركاب على تغيير مساراتهم بناءً على بيانات التعرض الفوري. حيث يجمع بين بيانات GPS، والذكاء الاصطناعي، ونمذجة التلوث الهوائي، وسلوك المستخدم لتقديم رؤى مخصصة حول التعرض للتلوث، مما يمكّن الناس من اتخاذ قرارات ذكية.
مثلًا، تغيير مسار ركوب الدراجة، أو تعديل توقيت الجري، أو ببساطة اختيار الوقت الأنسب للخروج. ومع التقدم المستمر، سيصبح من الممكن قريبًا تقدير مصدر كل جسيم تتنفسه، مما يفتح آفاقًا جديدة للمساءلة، والرصد الصحي، والوقاية.
مع الوقت، سيوجه الذكاء الاصطناعي أنظمة المدن بأكملها – من النقل، والطاقة، واستخدام الأراضي – نحو توازن أذكى وأنظف. يشمل ذلك تسعير الطرق الديناميكي، والتنقل حسب الطلب، والمركبات الكهربائية المستقلة التي تتماشى مع أهداف جودة الهواء.
ومن خلال نمذجة تأثير المباني على تدفق الهواء والانبعاثات وحركة المشاة، تساعد أدوات الذكاء الاصطناعي في تجنب إنشاء نقاط ساخنة للتلوث وإعطاء الأولوية للصحة في التصميم – من المخطط الأول إلى البناء النهائي. هذا يمثل تحولًا من التخطيط ""التفاعلي"" إلى ""الاستباقي""، مما يمكّن من إنشاء مدن صحية من الأساس.
أخلاقي، منصف، ومتحقق محليًا
الإمكانات التي يوفرها الذكاء الاصطناعي هائلة، لكن المخاطر كذلك إن تم نشره بدون مسؤولية. فالتلوث الهوائي يضرب الفقراء أكثر، وقد يؤدي الذكاء الاصطناعي إلى توسيع هذه التفاوتات. فعلى سبيل المثال، نظرًا لغياب البنية التحتية، تفتقر واجهة برمجة التطبيقات من Google إلى التغطية في العديد من المدن الإفريقية.
لكي يكون الذكاء الاصطناعي قوة للخير، يجب أن يكون:
شاملًا: يجب أن تكون الفوائد متاحة للجميع، وليس فقط لمن يملكون الهواتف الذكية أو الأجهزة القابلة للارتداء.
منصفًا: يجب تصميم الأنظمة لتجنب نقل التلوث إلى المجتمعات المثقلة أصلًا.
شفافًا وأخلاقيًا: تتطلب الثقة العامة وجود حوكمة واضحة، والوصول المفتوح، ومشاركة مجتمعية فعالة.
يجب ألا يُفرض الذكاء الاصطناعي على الناس، بل يُبنى معهم. وهذا يعني فتح الوصول إلى البيانات، ودعم التطوير المفتوح المصدر، وإشراك الأصوات المحلية في كيفية تصميم الأدوات ونشرها.
في الوقت ذاته، يُعد الذكاء الاصطناعي ممكنًا أساسيًا لتحقيق أهداف عالمية مثل هدف منظمة الصحة العالمية لخفض الآثار الصحية لتلوث الهواء بنسبة 50٪ بحلول عام 2040، كما تم تحديده في المؤتمر العالمي لتلوث الهواء والصحة.
نحو استدامة حضرية مدعومة بالذكاء الاصطناعي
يقدم الذكاء الاصطناعي قوة تحولية في معركة تلوث الهواء الحضري. فهو يعزز كيفية القياس، والتنبؤ، والتحسين، واتخاذ الإجراءات، مما يمنحنا الأدوات اللازمة لجعل المدن أكثر ذكاءً، ونظافة، وعدلاً، وقابلية للعيش.
يمكن أن تتماشى هذه التطورات مع مبادرات مثل تحالف المنتدى الاقتصادي العالمي من أجل الهواء النظيف، والتزام C40 بالفوائد الصحية المشتركة من خلال العمل المناخي.
لكن تحقيق هذا الإمكان لن يتم عبر الخوارزميات وحدها. بل يتطلب تعاونًا مقصودًا بين الحكومات، والباحثين، والشركات الناشئة، وقادة المدن، وكل من يتنفس الهواء كل يوم.
لذا، يجب على المؤسسات الخيرية، والمنظمات متعددة الأطراف، والقطاع الخاص أن تتعاون لسد الفجوات في البيانات بالمناطق غير الممثلة. لأن نقاء الهواء لا ينبغي أن يعتمد على الرمز البريدي أو الناتج المحلي الإجمالي.
يجب ألا يكون هواؤنا خطرًا خفيًا. مع الذكاء الاصطناعي كشريك، والعدالة كدليل، يمكننا بناء مدن ذكية يتدفق فيها الهواء النقي بحرية كما تتدفق فيها البيانات.
