مايكروسوفت توظف الذكاء الاصطناعي للاستفادة من البعوض في مكافحة الأمراض

في إطار سعيها لتنفيذ تعهداتها البيئية الطموحة، أطلقت شركة مايكروسوفت على مدار السنوات الماضية عدة مبادرات مبتكرة لاستخدام قدرات الذكاء الاصطناعي في حل التحديات البيئية. وقد ضمت الشركة التكنولوجية العملاقة هذه المبادرات تحت مظلة واحدة عملاقة أطلقت عليها اسم الذكاء الاصطناعي من أجل الأرض (AI for Earth).

وتقول مايكروسوفت إنها تدعم العديد من المنظمات الشريكة لاستخدام الذكاء الاصطناعي في مواجهة التحديات البيئية، من خلال مساعدتها على استغلال إمكانات الحوسبة السحابية. ونسلط في هذه المقالة الضوءَ على إحدى المبادرات التي تدعمها مايكروسوفت والتي تحمل اسم "برنامج البعوض العالمي" (World Mosquito Program).

برنامج البعوض العالمي

برنامج البعوض العالمي هو مبادرة غير هادفة للربح تسعى لحماية المجتمعات من الأمراض التي ينقلها البعوض مثل حمى الضنك وفيروس زيكا ومرض الشيكونجونيا والحمى الصفراء، عبر استخدام بكتيريا آمنة وطبيعية تسمى بكتيريا ولبخية (Wolbachia).

ويقول البرنامج إن الدراسات التي أجراها باحثوه العاملون في جامعة موناش الأسترالية أثبتت أنه عندما يحمل بعوض الزاعجة المصرية (Aedes aegypti) بكتيريا ولبخية، فإنها تتنافس مع الفيروسات المسببة للأمراض الأخرى مثل حمى الضنك والحمى الصفراء، وهو ما يجعل من الصعب على الفيروسات التكاثر داخل البعوض، ويقل احتمال أن ينقل البعوض الفيروسات من شخص لآخر.

لذلك يقوم البرنامج بتربية البعوض الحامل لهذه البكتيريا، ثم يطلقه -بالشراكة مع المجتمعات المحلية- في المناطق المتأثرة بالأمراض التي ينقلها البعوض.

وتنتشر مشروعات البرنامج حالياً في 11 دولة. وقد وصل البعوض الحامل لبكتيريا ولبخية إلى 6.1 مليون شخص في ديسمبر 2020، بحسب إحصاءات البرنامج. ويستهدف مسؤولو البرنامج حماية 75 مليون شخص باستخدام هذه الطريقة خلال الأعوام الخمسة القادمة.

شرح مفصل لطريقة استخدام البعوض المحمل بالبكتيريا لمنع انتشار الأمراض.

استخدام التعلم الآلي والحوسبة السحابية

تقول مايكروسوفت إن حمى الضنك تصيب 390 مليون شخص كل عام، وقد تضاعفت 30 مرة على مستوى العالم خلال الأعوام الخمسين الماضية. ومع ذلك، فإن تحديد مواقع إطلاق البعوض هي عملية كثيفة الموارد تتطلب مهارات متخصصة في نظم المعلومات الجغرافية (GIS). ومن دون النماذج المناسبة، يواجه الباحثون خطر تضييع مناطق المستوطنات البشرية وكذلك إطلاق البعوض في مناطق محمية.

ولحل هذه المشكلة، يستخدم برنامج البعوض العالمي خدمة الحوسبة السحابية مايكروسوفت أزور (Microsoft Azure) والتعلم الآلي لوضع نماذج للمناطق السكانية وتحديد أفضل مواقع لإطلاق البعوض.

في البداية، يجمع الباحثون صوراً عالية الدقة من الأقمار الصناعية ومواقع المباني وبيانات السكان، ثم يتم إرسال هذه الصور إلى مايكروسوفت أزور لتدريب النماذج وإنشاء شبكات حوسبة. وبعد ذلك تتم معالجة هذه الشبكات والخرائط وبناء خرائط جديدة توضح لخبراء البرنامج مناطق المستوطنات البشرية ومناطق البناء وتمكنهم من تحديد العلاقات المكانية بينها.

وبالتالي، فإن العملية التي كان يستغرق أخصائي نظم المعلومات الجغرافية ما بين أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع لتنفيذها، بات بالإمكان تنفيذها بواسطة النموذج في يوم واحد فقط. وهو ما يمكن البرنامج حالياً من نشر بكتيريا ولبخية بين السكان بشكل أكثر فعالية وبتكلفة أقل.

الذكاء الاصطناعي لتحديد أماكن إطلاق البعوض

توضح الشركة أن نموذج التعلم الآلي الذي يستخدمه البرنامج يستفيد من البيانات الخاصة بالكثافة السكانية واستخدام الأراضي والمواقع الصناعية والطقس وغيرها من المتغيرات، ثم يتم دمج مخرجات النموذج في تطبيق بسيط يمكن لخبراء البرنامج استخدامه للمساعدة في تحديد أفضل المواقع لإطلاق البعوض. كما يمكن لصور الأقمار الصناعية رسم خرائط لمناطق حضرية واسعة بدقة كبيرة، بهدف تحديد نقاط إطلاق متعددة مؤثرة داخل أحياء لا تزيد مساحتها عن 100 متر مربع. وأخيراً يتم إطلاق البعوض، ويجري جمع المزيد من البيانات مرة أخرى.

وتشير مايكروسوفت إلى أن "الذكاء الاصطناعي الجغرافي المكاني" قد مكّن الباحثين من توفير تحليل البيانات والتجسيد المرئي خلال ساعات بدلاً من أسابيع، الأمر الذي زاد من قدرتهم على مكافحة الأمراض ومساعدة المجتمعات.