باحث يبتكر نظامًا ذكيًا لإعادة توجيه أطنانًا من الغذاء المهدَر إلى بنوك الطعام والمحتاجين

ابتكر باحث في علوم الحاسب بجامعة بوردو الأمريكية نظامًا ذكيًا يساعد على إعادة توجيه شحنات الغذاء الفائض إلى بنوك الطعام والجمعيات الخيرية بدلًا من التخلص منها في مكبات النفايات، مستعينًا بخوارزمية لتحسين مسارات التوزيع وتحديد الجهات الأكثر قدرة على استقبال هذه الشحنات والاستفادة منها.

وتأتي هذه المبادرة في وقت تشير فيه التقديرات إلى أن العالم ينتج بالفعل ما يكفي من الغذاء لإطعام جميع سكانه، لكن المشكلة الأساسية تكمن في كيفية توزيعه؛ إذ يُهدر نحو ثلث إجمالي الغذاء الذي يُزرع ويُنتج، في حين لا يحصل شخص واحد من بين كل 12 شخصًا على ما يكفيه من الطعام.

وطور أليكس بسوماس، المتخصص في علوم الحاسب والأستاذ المساعد بكلية العلوم في جامعة بوردو، برنامجًا يحمل اسم Food Drop، يعتمد على أدوات من بينها التعلم الآلي والخوارزميات المرنة لمعالجة مشكلات اقتصادية واقعية، وفي مقدمتها فقد الغذاء وصعوبة توصيل الفائض إلى الجهات التي تحتاج إليه.

ويعمل البرنامج على تقييم عدد من العوامل في الوقت الفعلي، تشمل بنوك الطعام المفتوحة، والمساحات المتاحة لديها لاستقبال الشحنات، وأنواع الأغذية التي تحتاج إليها، ثم يقارن هذه المعلومات بمواقع الشاحنات المحملة بالغذاء الفائض، لتحديد أقرب جهة يمكنها استقبال الشحنة وتحقيق أكبر فائدة منها.

ونُشرت نتائج البحث على منصة arXiv للأبحاث العلمية الأولية.

وقال بسوماس إن هذا المشروع يمثل أحد المجالات التي يمكن للذكاء الاصطناعي أن يقدم من خلالها فائدة مباشرة للمجتمع، موضحًا أن برمجة نظام آلي لتحسين توزيع الغذاء الذي كان سينتهي به المطاف إلى النفايات يمكن أن تنقذ مئات الأطنان من الطعام وتوجهها إلى أشخاص يحتاجون إليها بالفعل.

وحتى الآن، تعاون الباحث مع مؤسستين غير هادفتين للربح في ولايتين مختلفتين بمنطقة الغرب الأوسط الأمريكي، وأسهم النظام في إنقاذ أكثر من 50 طنًا أمريكيًا، بما يعادل نحو 45 طنًا متريًا، من الغذاء الذي كان سيُلقى في مكبات النفايات، وإعادة توجيهه إلى المستفيدين.

فقد الغذاء.. مشكلة تتجاوز تلف المنتجات في المنازل

يركز جزء من أبحاث بسوماس على ما يطلق عليه «حساب الرضا» (Computation of Contentment)، وهو مجال يستخدم الأدوات الحسابية للمساعدة في اتخاذ قرارات اقتصادية تحقق أكبر منفعة ممكنة لأكبر عدد من الأشخاص.

ويطرح الباحث سؤالًا أساسيًا في هذا السياق: كيف يمكن استخدام الموارد المتاحة لدينا لتحقيق أكبر قدر من المنفعة لأكبر عدد من الناس؟

ولا يقتصر فقد الغذاء على تلف المنتجات داخل المنازل، مثل فساد ثمرة الأفوكادو قبل استخدامها، بل إن كميات كبيرة من الطعام تُهدر قبل وصولها إلى أرفف متاجر التجزئة.

ويُطلق على هذه الظاهرة بصورة أكثر دقة مصطلح «فقد الغذاء» (Food Loss)، وتشمل أسبابها تغيرات طلبات الشراء، وتأخر الشحنات، والمشكلات التي قد تحدث خلال العمليات الزراعية، إلى جانب مشكلات تتعلق بمواعيد التسليم والإمدادات وتوافر الخدمات اللازمة لاستقبال الشحنات.

فعلى سبيل المثال، قد تصل شحنة من المنتجات الزراعية بعد الموعد الذي يحتاج إليها فيه المتجر، مثل وصول كميات من القرع بعد الأول من نوفمبر، عندما يكون المتجر قد انتهى من طلب الكميات المطلوبة لهذا الموسم.

وفي حالة أخرى، قد تتطلب شحنة من الحساء المعلب استخدام رافعة شوكية لتفريغها، لكن إذا وصلت الشاحنة بعد مغادرة العامل المؤهل لتشغيل الرافعة، فقد يضطر المتجر إلى رفض استلام الشحنة.

كما قد يؤدي انسكاب إحدى منصات الخس داخل شاحنة تحمل 12 منصة إلى تكاليف تنظيف تتجاوز قيمة إنقاذ المنصات الإحدى عشرة المتبقية، رغم أن المنتجات الموجودة بها لا تزال صالحة للاستخدام.

وفي مثل هذه الحالات، تقع مسؤولية تحديد مصير الشحنة غالبًا على شركة النقل أو سائق الشاحنة، وقد يكون التخلص منها في مكب النفايات هو الخيار الأسهل والأسرع.

لكن الجمعيات الخيرية وبنوك الطعام قد تكون أكثر قدرة على التعامل مع هذه الحالات؛ إذ يمكن أن يتوافر لديها عامل لتشغيل الرافعة الشوكية، أو متطوعون مستعدون لتنظيف الخس المتبقي للاستفادة من المنصات السليمة، لأن حسابات التكلفة والعائد لديها تختلف عن حسابات المزارع أو شركات توزيع الأغذية التي تعمل وفق اعتبارات تجارية.

وقال بسوماس إن أحدًا لا يرغب بالطبع في إهدار الطعام، لكن طبيعة قطاع النقل والتوزيع تجعل بعض الشحنات لا تصل إلى وجهتها أو تصبح غير قابلة للاستلام، ما يؤدي في النهاية إلى التخلص منها.

وأضاف أن إعادة توجيه هذه الشحنات إلى جهات قريبة يمكنها الاستفادة منها، دون فرض أعباء كبيرة على شركات النقل أو السائقين، تجعل اتخاذ القرار الصحيح أكثر سهولة.

لماذا لا تصل الشحنات الفائضة مباشرة إلى بنوك الطعام؟

قد يبدو توجيه شحنات الغذاء غير المرغوب فيها إلى بنوك الطعام حلًا مباشرًا، لكنه يواجه مجموعة من العقبات العملية.

فبنوك الطعام غالبًا ما تحدد مواعيد معينة لاستقبال التبرعات، ولا تكون جميعها مفتوحة طوال الوقت، خاصة المؤسسات التي تعتمد على المتطوعين في تشغيلها.

كما أن بعض هذه الجهات لا تمتلك المساحات أو التجهيزات اللازمة لاستقبال شحنات ضخمة بصورة مفاجئة، مثل 11 منصة من الخس تصل قبل موعد التسليم المتوقع بنحو 20 دقيقة فقط.

وأوضح بسوماس أن هذه المشكلة أكثر شيوعًا بين سائقي الشاحنات مما قد يتصور البعض، مشيرًا إلى أن منتديات سائقي الشاحنات ومجموعات النقاش على الإنترنت تتضمن تساؤلات متكررة من سائقين يجدون أنفسهم أمام شحنات كاملة من الدجاج المجمد لا يعرفون كيفية التصرف فيها.

وفي حين يقترح بعض المشاركين البحث عن بنك طعام يمكنه استقبال الشحنة، فإن آخرين ينصحون بالتخلص منها في مكب النفايات باعتباره الخيار الأسرع لإنهاء المشكلة.

«Food Drop».. نظام آلي يخفف الأعباء عن بنوك الطعام

يرى بسوماس أن أحد أسباب عدم انتشار نظام شامل لإعادة توجيه الغذاء الفائض هو أن بنوك الطعام والجمعيات الخيرية تعاني بالفعل ضغطًا كبيرًا في العمل، وتعمل كثير منها بالقرب من أقصى طاقتها الاستيعابية، ما يجعل من الصعب تكليفها بمهام إضافية، حتى لو كانت هذه المهام ستعود عليها بالنفع على المدى الطويل.

ومن هنا تأتي أهمية برنامج Food Drop، الذي يتولى أتمتة عملية تحديد الجهات المناسبة لاستقبال الشحنات، بما يقلل الأعباء التشغيلية على بنوك الطعام.

وأوضح الباحث، أن المؤسسة يمكنها إعداد النظام مرة واحدة، ثم يواصل البرنامج العمل بصورة آلية، دون الحاجة إلى تدخل مستمر من العاملين لتنسيق كل شحنة على حدة.

وبدأ اهتمام بسوماس بتطوير برامج توزيع الغذاء خلال عمله باحثًا لما بعد الدكتوراه، عندما شارك في دراسة الجوانب التقنية لعمليات توزيع الأغذية، ووجد أن الجمع بين الحلول التقنية ومعالجة المشكلات الإنسانية والعملية يمثل مجالًا مهمًا يمكن أن يحقق نتائج ملموسة.

وأشار إلى أن المشروع يجمع بين الفائدة الاجتماعية والجوانب الرياضية والحسابية، موضحًا أن الخوارزميات المستخدمة تعتمد على تقنية «قوة الخيارين» (Power of Two Choices)، وهي تقنية كان لها تأثير مهم في تطور علوم الحاسب، وتساعد على تحسين الاختيارات وتوزيع الموارد بكفاءة.

تجربة في ولايتين أمريكيتين وخطة لإتاحة البرنامج للجميع

نجح بسوماس حتى الآن في تطبيق النظام مرتين؛ الأولى في مدينة إنديانابوليس بالتعاون مع شبكة «إندي هانجر نتورك » (Indy Hunger Network)، والثانية مؤخرًا في ولاية أوهايو بالتعاون مع مؤسسة «لاست مايل فود ريسكيو» (Last Mile Food Rescue) في مدينة سينسيناتي.

ويستهدف الباحث إتاحة النظام لأي بنك طعام أو مؤسسة غير هادفة للربح في أي مكان، حتى تتمكن من استخدامه لإعادة توجيه فائض الغذاء والاستفادة منه بدلًا من التخلص منه.

وأكد أن الخوارزميات أصبحت متاحة بالفعل كمصدر مفتوح، وأن هدفه يتمثل في توفير مكان يجمع هذه الأدوات، بحيث تستطيع الجهات التي تحتاج إليها الحصول على البرنامج وتشغيله بسهولة، وفق نموذج يتيح استخدامه مباشرة دون تعقيدات تقنية كبيرة.

ويشارك في تطوير الخوارزميات أيضًا الباحثة في مرحلة الدكتوراه أثينا تيرزوجلو، وقد حرص الفريق على إتاحة الشفرة البرمجية بصورة مفتوحة المصدر، حتى تتمكن بنوك الطعام والمنظمات غير الربحية من الاستفادة من الفكرة وتطبيقها في مناطق مختلفة.