كيف يؤدي تعاون الشركات التكنولوجية الكبيرة والمؤسسات الأكاديمية والحكومة للابتكار الحقيقي؟

على مدى سنوات حياتي بعد أن بلغت سن الرشد، اشتركت بشكل مباشر ووثيق في أبحاث أسس التكنولوجيات الجديدة. وفي مختبرات "إيه تي أند تي بيل" (AT&T Bell)، أجريت أبحاثاً ساهمت في تعزيز فهمنا للمواد الإلكترونية والإلكتروضوئية المستخدمة في ليزرات أنصاف النواقل التي أصبحت الآن جزءاً من الكثير من الأجهزة. وبوصفي أستاذة في الفيزياء في جامعة روتغرز، كنت محظوظة بتعليم الطلاب الجامعيين وطلاب الدراسات العليا، وإجراء أبحاث هامة، والإشراف على مرشحي الدكتوراه الذين سيتابعون العمل لإيجاد حلول لبعض من أصعب التحديات في العالم. 

وقد عملت لفترة كرئيس مجلس إدارة لهيئة التنظيم النووية، وهو منصب كلفني به الرئيس بيل كلينتون، حيث أجريت تقييماً استراتيجياً نقل الوكالة إلى وضع أقرب إلى الشركات. وبوصفي أحد أعضاء مجلس مستشاري العلم والتكنولوجيا (PCAST) للرئيس باراك أوباما، قدمت الاستشارات في البيت الأبيض حول السياسات المتعلقة بالكثير من مناحي العلوم والتكنولوجيا والابتكار. ومن 2014 حتى 2017، كنت أحد رؤساء المجلس الاستشاري للرئيس حول الذكاء.

وقد سمحت لي خبراتي بتقديم وجهات نظر مدعومة بمعلومات عميقة إلى نطاق واسع من مجالس الإدارة للشركات والمنظمات غير الربحية والمؤسسات الاستشارية، بما فيها "فيدي إكس" (FedEx)، و"آي بي إم" (IBM)، و"ميدترونيك" (Medtronic)، و"كيندريل" (Kyndrel)، وشركة "إم آي تي" (MIT Corporation)، ومحمية "نيتشر" (Nature Conservancy)، والمجلس الاستشاري الرئاسي حول الذكاء، والمجلس الاستشاري للأمن الدولي في وزارة الخارجية الأميركية، والمجلس الاستشاري لوزارة الطاقة الأميركية. وفي معظم الوقت، منذ العام 1999، كنت رئيس معهد رينسيلاير بوليتكنيك. 

وبفضل هذه الأدوار القيادية في صناعة التكنولوجيا والمؤسسات الأكاديمية والحكومة، تشكلت لدي وجهة نظر ومعلومات فريدة. ويتلخص ما تعلمته بأن تحريك جميع القطاعات الثلاثة بشكل متسق وضمن بيئة ابتكارية هو الوسيلة الوحيدة لمواجهة أكبر التحديات الحالية والمستقبلية.

اقرأ أيضاً: الابتكار التكنولوجي وأهميته في تحقيق التنمية الاجتماعية والاقتصادية

دروس مفيدة للابتكار التكنولوجي من تطوير لقاحات كوفيد-19

وتبين سرعة تطوير لقاحات كوفيد-19 ونشرها مدى قدرات النظام البيئي الابتكاري في الولايات المتحدة عند تحريكه في الأزمات. فقد تم تمويل لقاحات رائعة الفعالية وتطويرها واختبارها والموافقة عليها وتصنيعها في جزء صغير وحسب من الزمن الاعتيادي المطلوب. ولكنها لم تأتِ من فراغ، فهذه اللقاحات مبنية على عقود كاملة من الأبحاث العلمية والهندسية الأساسية التي أجراها معهد إم آي تي، وجامعة بنسلفانيا، والمعاهد الوطنية للصحة، وغيرها.

علاوة على ذلك، وكما نعرف جميعنا، فإن اللقاحات لم تتغلب لوحدها على هذا الوباء. وقد كشف كوفيد-19 عن عدة نقاط ضعف لدينا في نظام الرعاية الصحية، وسلاسل التوريد، وأسواق العمالة، وإجراءات الحماية الاجتماعية، بل وحتى نظامنا السياسي كوسيلة لإطلاق ردود أفعال متسقة لمواجهة مشكلة معقدة. وكنتيجة لهذا، فقد خسرنا 889,000 مواطن أميركي حتى لحظة هذه الكتابة، وتسببنا بإجهاد شديد لنسيجنا الاجتماعي والاقتصادي.

كما أدى الوباء إلى كشف حقيقة أكثر عمقاً، وهي أن بعض الأحداث المعينة يمكن أن تطلق سلسلة من المشاكل التي تعرضنا جميعاً إلى نقاط ضعف متقاطعة، مع عواقب متلاحقة ومتفاقمة.

ومن الواضح أن ظهور وانتشار سارس-كوف-2 هو أحد هذه الأحداث. وتتضمن بعض الأمثلة الحديثة على النتائج فشل تجهيزات شركة "باسيفيك غاز أند إليكتريك" (Pacific Gas & Electric) التي لم تحظَ بصيانة مناسبة، والتي أطلقت شرارة حرائق برية قاتلة في كاليفورنيا، والتجمد في تكساس في فبراير/ شباط من العام 2021، والذي تسبب بفشل في الشبكة الكهربائية وإغلاق أكبر مجمع بتروكيميائي في العالم، وتسبب بنقص في المركبات الكيميائية المستخدمة لصناعة العديد من المنتجات. في عالم شديد الترابط يعاني من حالة متأصلة من عدم الاستقرار في نواحي عديدة تشمل التغير المناخي، والأمن السيبراني غير الكافي، والجهات الفاعلة الفاسدة غير الحكومية، والتوترات الجيوسياسية من جميع الأنواع، من المرجح أن تصبح مثل هذه الأحداث المحفزة أكثر تواتراً إذا لم نعمل بجد على إحباطها.

اقرأ أيضاً: كيف تعمل الأنظمة التكنولوجية الكبيرة على إبطاء الابتكار؟

ضرورة العمل على نظام بيئي ابتكاري أكثر رشاقة

لا تقتصر المخاطر على مخاطر اقتصادية تؤذي معارفنا، أو مخاطر تتعلق بصورة مباشرة بالتكنولوجيا، بل هي مخاطر استراتيجية تهدد الأمن القومي والدولي. ونحن بحاجة إلى أن يصبح نظامنا البيئي الابتكاري أكثر رشاقة وأكثر رسوخاً في نفس الوقت لمواجهة هذه المخاطر.

ويوجد هنا دور أساسي يجب أن تلعبه حكومتنا الفيدرالية. حيث يجب أن يصبح تقييم المخاطر على المستوى الفيدرالي أكثر شمولية وتكاملاً، ويدرس التأثيرات المتبادلة بين هذه الأخطار. وبالتعاون مع الجامعات والصناعة، يجب أن يقوم كيان حكومي منسق بالتخطيط لمواجهة المخاطر التي يمكن أن تتراكب مع مخاطر أخرى، ويؤمن التركيز الاستراتيجي والتمويل اللازمين للاكتشافات والابتكارات المصممة للاستجابة لهذه المخاطر والتخفيف من أثرها كجزء من السياسة الابتكارية الشاملة.

وعندما تظهر الأزمات فعلياً، يجب أن تكون الحكومة الفيدرالية قادرة على حشد الموارد، وتحريك جميع مناحي النظام البيئي الابتكاري، بدءاً من الأبحاث وصولاً إلى التصنيع انتهاء بالتوزيع، للقضاء على الخطر.

وقد أمنت الأزمة الحالية سابقة يمكن الاستفادة منها في المستقبل. ففي مارس/ آذار من العام 2020، مع اشتداد الوباء، قام معهد رينسيلاير بوليتكنيك وإم آي تي وآي بي إم والمختبرات الوطنية لوزارة الطاقة وغير ذلك من المؤسسات بتوحيد الجهود لتشكيل مجموعة حساب الأداء المرتفع لكوفيد-19. وقد ظهرت عدة نتائج هامة من أبحاث هذه المجموعة، بما فيها تحديد مكونات دوائية يمكن إعادة استخدامها لمواجهة كوفيد-19. وباستخدام هذه المجموعة كنموذج، فقد نشر المجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا الآن مخططاً للمؤسسة الوطنية للحسابات الاستراتيجية لتوفير دعم حسابي دائم لحالات الطوارئ في المستقبل.

اقرأ أيضاً: دور الابتكار في إدارة أزمة الرعاية الصحية العالمية

تعزيز سلاسل التوريد

إذا أردنا استقاء الدروس من الوباء، فإن نقاط الضعف التي يجب التعامل معها تتضمن، بطبيعة الحال، سلاسل التوريد العالمية. وعلى حين صُممت هذه السلاسل حتى تكون فعالة وتوفر التكاليف، فقد تبين أن العديد منها يفتقر إلى الرسوخ والمقاومة في الأزمات. ويجب على الحكومة الفدرالية أن تحدد الاختناقات التي يمكن أن تطلق شرارة النتائج السلبية المتتالية وتخطط للالتفاف حولها، ويمكن تحقيق ذلك جزئياً بتحسين موانئنا، وتوسيع مخزوناتنا المحلية، والعمل مع الحلفاء على ترسيخ مصادر جديدة للمواد الأساسية، ودعم قدرات التصنيع المحلية للمواد الهامة.

وبعد أن تعرضت الولايات المتحدة في الوباء إلى النقص في كل شيء من معدات الحماية الشخصية التي يمكن أن تنقذ الأرواح وصولاً إلى الماسحات والكواشف المستخدمة في الاختبارات، فقد أصبح من الواضح وجوب التركيز على التجهيزات الطبية والمواد الأساسية المستخدمة في الصناعات الدوائية. ومن المنتجات المهمة الأخرى أنصاف النواقل، والتي تعتمد عليها الكثير من الابتكارات، وقد أرغم النقص فيها بعض مصانع السيارات على الإغلاق. وتمكن المشكلة في هذه الحالة بالتحديد في أن 92% من أكثر الشرائح تقدماً تُصنع في تايوان. ومع إصرار الصين على حتمية إعادة توحيد تايوان مع البر الرئيسي، فإن المخاطر هنا تتضمن نزاعاً بين القوى العظمى، وقلقلة في الصناعات حول العالم.

اقرأ أيضاً: كيف يمكن للذكاء الاصطناعي حل مشاكل العجز في سلاسل التوريد قبل عيد الميلاد؟

التصنيع الحديث 

على الرغم من أن الولايات المتحدة حافظت على صدارتها في مناحي البحث والتطوير في صناعة أنصاف النواقل، فقد تراجعت من حيث التصنيع، والذي يتطلب رأس مال كبيرة ويكلف أقل في دول أخرى، وذلك جزئياً بسبب الدعم الحكومي. وهنا، سنحتاج إلى تدخل مباشر من الحكومة الفيدرالية. ويمثل قانون الابتكار والمنافسة الذي أقره مجلس الشيوخ، والذي يتضمن 52 مليار دولار لدعم إنتاج الشرائح محلياً، بداية جيدة.

كما نحتاج أيضاً إلى معالجة الاختناقات المحتملة في المواد الخام، والتي يمكن أن تضعف اقتصادنا وأمننا القومي إلى حد كبير. تتمتع الصين باحتكار شبه مطلق لبعض المواد المستخدمة في التكنولوجيات المتقدمة. فهي أكبر مزود في العالم لما يُسمى بالعناصر الأرضية النادرة، وهي مواد معدنية ضرورية لجميع أنواع المنتجات الإلكترونية. كما أن الكوبالت والليثيوم، والمستخدمين في بطاريات الليثيوم أيون، ضروريان أيضاً، خصوصاً مع انتقالنا نحو زيادة الاعتماد على السيارات الكهربائية. تقوم الصين بتنقية ما يُقدر بنسبة 58% من الليثيوم و65% من الكوبالت على مستوى العالم، واللذين يُستخرجان بشكل رئيسي من جمهورية الكونغو الديمقراطية من قبل شركات صينية الملكية. هناك بعض المصادر المحلية لهذه الموارد، مثل الكوبالت في آيداهو، ولكن العثور على أساليب بديلة في المعالجة يمثل طريقة هامة لمعالجة هذه المشكلة على المدى القصير.

أما على المدى الطويل، فيجب أن نستثمر في البحث والتطوير للمساعدة في تجاوز هذه النقاط المحتملة للاختناق، وذلك بالعثور على أساليب لاستخدام مواد أكثر توافراً. كما يجب أن نخترع مواد جديدة أيضاً. وقد تم إطلاق مبادرة جينوم المواد الفيدرالية (MGI) في 2011 خلال إدارة أوباما، عندما كنت في PCAST، وذلك لاستخدام بيانات وأدوات حاسوبية عالية المستوى لاكتشاف مواد جديدة عبر إجراء التجارب، واستثمارها تجارياً بسرعة أكبر. حالياً، تعمل المبادرة على توحيد بنية تحتية يمكن الوصول إليها على نطاق واسع للابتكار في المواد، حيث تتم مشاركة الأدوات والمعارف لتسريع البحث والتطوير والمصادقة والاستخدام.

اقرأ أيضاً: الطائرات من دون طيار، الابتكار الروبوتي الحقيقي لأمازون يوجد في مستودع البضائع

أزمة المناخ المحدقة بنا، وما بعدها

من المناحي الهامة الأخرى في الاقتصاد والأمن القومي تلك التي يمكن أن تخفف من التغير المناخي، أي كل شيء بدءاً من الالتقاط الهوائي المباشر لثنائي أوكسيد الكربون، وصولاً إلى المفاعلات النووية الأصغر حجماً والأكثر تطوراً، ولاحقاً، طاقة الاندماج على المستوى التجاري. كما يجب أن ننظر إلى هذه الأنظمة أيضاً في سياق البيئات المبنية، والتي تولد نحو 40% من انبعاثات الكربون العالمية عبر عمليات البناء. إن مدننا ليست مصممة للاستدامة أو مقاومة الآثار المناخية أو الصالح البشري. ونحتاج إلى حلول تكنولوجية متطورة، مثل أنظمة الطاقات المتجددة ومنصات الأبنية الذكية والعديد من المواد الجديدة، لإزالة الكربون من الأنظمة في حياتنا اليومية، والحرص على قيامها بعملها لصالحنا جميعاً.

وتشير نقاط ضعفنا في الأمن السيبراني –خصوصاً في الأنظمة الفيزيائية التي تمنح الأطراف الخبيثة مجالاً لإحداث أضرار فادحة عن بعد- إلى أننا يجب أن نعمل بجد على بناء تكنولوجيات اتصالات كمومية تتمتع بحماية ذاتية راسخة، والانتقال نحو الإنترنت الكمومي. ولحماية نقاط ضعفنا والتخفيف من عواقب الكوارث، يجب أن نحرز التقدم في الذكاء الاصطناعي –بقدرته على إطلاق التوقعات بناء على معلومات غير كاملة- والحوسبة الكمومية، والتي تعد بحل مشاكل الأمثَلَة المعقدة.

أيضاً، تمثل الاستعدادات لمواجهة الأوبئة وأنظمة التحذير المبكر للأخطار الصحية أولوية واضحة. فقد قللنا من تمويل الأبحاث الأساسية المتعلقة بالأمراض المعدية، وهو خطأ يحتاج إلى تصحيح. ونحن نمتلك مسبقاً إمكانات كبيرة لمراقبة الأوبئة، ويجب أن نستخدمها بطريقة استراتيجية وأكثر تنسيقاً.

وعلى سبيل المثال، فإن مراكز التحكم بالأوبئة ومنعها تعمل على بناء قاعدة بيانات وطنية لمراقبة بيانات مياه الصرف الصحي لاستخدام النتائج في توجيه الاستجابة العامة لكوفيد-19. ويمكن أن تكون قاعدة بيانات كهذه جزءاً من نظام تحذير مبكر دائم. كما نحتاج أيضاً إلى دراسة التسلسل الجيني لعدد أكبر من العينات من المرضى المصابين بأمراض غامضة. نحن نمتلك القدرة على بناء حساسات بيولوجية تستطيع كشف الأخطار الجديدة، ويمكن أن توضع هذه الحساسات في المطارات ومحطات القطارات، أو أي مكان تعبر فيه حشود كبيرة من الناس، وفي أي مكان في العالم.

وعند كشف خطر جديد فعلياً، يمكن للتطورات في البيولوجيا الاصطناعية والتصنيع البيولوجي أن تساعدنا على بناء أنظمة لتصميم اختبارات تشخيصية ولقاحات بصورة سريعة. كما يسمح تطوير منصات الحمض النووي الريبوزي المرسال "mRNA" بمقاربة تشبه تقنية "التوصيل والتشغيل". وسيصبح من الممكن تصميم لقاحات تؤمن الحماية ضد مجموعة كاملة من العوامل الممرضة، مثل لقاح شامل للإنفلونزا ولقاح شامل للفيروسات التاجية. وإذا استثمرنا في الاستعدادات بشكل أكثر تناسباً مع التكاليف المحتملة للأوبئة المحتملة في المستقبل، سنحصل على فوائد جانبية من حيث فهمنا لعلم الأحياء الدقيقة وأنظمة المناعة وتكنولوجيات الصحة العامة.

ولجعل الاكتشافات الهامة الناتجة عن الأبحاث الجامعة أكثر جاذبية للاستثمارات الخاصة، سنحتاج إلى أن تقوم الحكومة الفيدرالية بالعمل مع الجامعات لإزالة المخاطرات المالية من هذه الابتكارات من جميع النواحي.

اقرأ أيضاً: ما المطلوب لإطلاق القدرات الكامنة للطاقة الحرارية الأرضية؟

استثمار مجموعة الكفاءات بأكملها

وأخيراً، ولأن الابتكار يتطلب وجود المبتكرين، يجب أن نزيد من استثمارنا في رأس المال البشري. ومن أهم وأضخم أفضليات النظام البيئي الابتكاري في الولايات المتحدة استمرار جامعاتها باجتذاب أفضل وألمع الطلبة في العلوم والهندسة من جميع أنحاء العالم. ففي 2020، كان حملة سمات الدخول المؤقتة أكثر عدداً من المواطنين الأميركيين والحاصلين على إقامة دائمة في صفوف الحائزين على درجة الدكتوراه من الجامعات الأميركية في حقول هامة تتضمن الهندسة، وعلوم الحاسوب، والرياضيات. ونحتاج إلى سياسات منطقية وسلسة لسمات الدخول والهجرة لتشجيع الطلاب الدوليين على الدراسة هنا والبقاء هنا بعد الحصول على درجاتهم.

كما أننا كان يجب أن نتعامل منذ زمن مع ما وصفته بأنه "أزمة هادئة" في تطوير مجموعة الكفاءات، وهي فشلنا في اجتذاب أعداد كافية من النساء الشابات والأقليات غير المُمَثلة بشكل جيد إلى حقول مثل علوم الحاسوب والهندسة والفيزياء والرياضيات. واليوم، هذه المجموعات تمثل أغلبية هامة من مواطنينا، ولهذا فإن فشلنا في إلهامهم للمشاركة في العلم والهندسة يجعل نظامنا الابتكاري أقل قوة مما يمكن أن يكون عليه. 

وتوجد الكثير من العوامل التي تؤدي إلى هذا الفشل، بما في ذلك نظام التعليم العام K-12 الذي يتسم بمستوى عالٍ من عدم المساواة، واستمرار وجود التحيز في اللاوعي، حتى في المجال الأكاديمي. إنها أزمة حقيقية. وتمثل نقطة ضعف اقتصادية واستراتيجية هامة، ويجب التعامل معها بأعلى مستويات الجدية، سواء من قبل المستويات العليا في الحكومة أو القطاع الخاص.

لن يقتصر تأثير علاج هذه المشاكل على التخفيف من الصدمات التي تتعرض لها الكثير من الأنظمة التي نعتمد عليها في حياتنا وعملنا. بل سيؤدي أيضاً إلى دعم الاكتشافات والابتكارات الهامة، وزرع بذور صناعات جديدة، وتعزيز صدارة الولايات المتحدة وقيادتها في أهم المجالات التكنولوجية في المستقبل. وبهذا، فإن السياسة الوطنية للابتكار والتي تركز على الجاهزية في عالم شديد التشابك والتوصل ستقدم لنا الكثير من الفوائد التي تتجاوز مجرد الأزمات الطارئة الحالية.