تقنية مبتكرة لتحويل مخلفات الدواجن إلى مادة متجددةhttps://aawsat.com/home/article/3947336/%D8%AA%D9%82%D9%86%D9%8A%D8%A9-%D9%85%D8%A8%D8%AA%D9%83%D8%B1%D8%A9-%D9%84%D8%AA%D8%AD%D9%88%D9%8A%D9%84-%D9%85%D8%AE%D9%84%D9%81%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AF%D9%88%D8%A7%D8%AC%D9%86-%D8%A5%D9%84%D9%89-%D9%85%D8%A7%D8%AF%D8%A9-%D9%85%D8%AA%D8%AC%D8%AF%D8%AF%D8%A9
تقنية مبتكرة لتحويل مخلفات الدواجن إلى مادة متجددة
شركة ناشئة في «كاوست» تفوز بمليون دولار
التقنية تعمل على تحويل المخلفات إلى فحم حيوي
جدة:«الشرق الأوسط»
TT
جدة:«الشرق الأوسط»
TT
تقنية مبتكرة لتحويل مخلفات الدواجن إلى مادة متجددة
التقنية تعمل على تحويل المخلفات إلى فحم حيوي
حصلت شركة «بوليمرون» على جائزة «الريادة الشاملة لتحدي الاستدامة»، التي تبلغ قيمتها مليون دولار.
و«بوليمرون» هي شركة ناشئة تخرجت في برنامج مسرعة الأعمال الناشئة (تقدّم) في عام 2020 الذي تنظمه جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) في السعودية.
وكان وزير البيئة والمياه والزراعة السعودي المهندس عبد الرحمن بن عبد المحسن الفضلي، قد منح الشركة تلك الجائزة خلال احتفال أُقيم في الرياض في مارس (آذار) 2022.
جدير بالذكر أن شركة التنمية الغذائية، وهي شركة سعودية متخصصة في تربية وتوريد الدواجن، أطلقت التحدي كجزء من خطة استراتيجية تسعى لتعزيز دور الشركة الريادي من خلال تقديم حلول مبتكرة للتنمية المستدامة بما يتناغم مع رؤية المملكة 2030.
يقول ذو الفقار حمداني، الرئيس التنفيذي لشركة التنمية الغذائية: «نحن نفخر بالدور الذي نلعبه في تعزيز مسيرة الابتكار في المملكة نحو التميز في تربية الدواجن». يأتي كل ذلك تزامناً مع خطة توسعية طموحة لقطاع الدجاج اللاحم والخدمات المساندة في السعودية، وذلك بالتعاون مع الجهات ذات العلاقة؛ بهدف رفع نسبة الاكتفاء الذاتي من لحوم الدواجن إلى 80 في المائة بحلول عام 2025 كمرحلة أولى لتحقيق الأمن الغذائي.
الدكتورة نور الزوري
تُعد مخلفات الحيوانات مصدراً رئيساً للغازات الضارة، ومسببات الأمراض، والروائح الضارة. ويخفف التخلص منها بشكل آمن كثيراً من إنتاج هذه الملوثات، ويعمل على حماية البيئة، كما يمكن استخدامها في صناعة الغاز الحيوي، أو السماد العضوي؛ المفيد جداً لزيادة أرباح المحاصيل، واستدامتها.
ارتكز التحدي على تقديم مقترحات ببعض الحلول التي ستساعد في معالجة مخلفات مزارع الدواجن بطريقة فعالة وآمنة من حيث التكلفة ومجدية على الصعيد التجاري؛ بهدف إحداث تأثير إيجابي على الشركة، والمجتمع البيئي السعودي، وصولاً إلى النظام البيئي العالمي.
وتم تقديم 93 مقترحاً، اختير 5 منها في القائمة القصيرة وتأهلت لنهائيات التحدي، وهي شركتان سعوديتان وواحدة صينية وواحدة من كوريا الجنوبية، والأخرى أميركية.
وحصلت شركة «بوليمرون» على الجائزة الكبرى، لابتكارها تقنية بإمكانها صنع مواد مركبة صديقة للبيئة وقابلة للتحلل عن طريق تحويل المخلفات إلى فحم حيوي، وهو منتج ثانوي مصنوع من نفايات نخيل التمر.
وبالتالي ستعالج هذه المادة المبتكرة كلاً من التلوث الناتج عن استخدام البلاستيك ومخلفات الدواجن، كما أنها ستُثري جودة التربة، مما سيسهم في تحقيق هدف الشركة في تقليل بصمتها الكربونية (تحقيق الحياد الكربوني).
والفحم الحيوي هو عبارة عن مادة صلبة يتم الحصول عليها من تحويل حراري - كيميائي للكتلة الحيوية في بيئة محدودة أو عديمة الأكسجين ويكون له ثبات أكبر من الكتلة الحيوية غير المفحمة. ويمكن أن يستخدم الفحم الحيوي مباشرة أو كمكون ضمن منتج تم خلطه وتكون له فوائد عديدة وتطبيقات متعددة لتحسين التربة.
وبمساعدة النظام البيئي لريادة الأعمال في مجمع الأبحاث والتقنية في «كاوست»، والتي تتخذ منه الشركة مقراً لها، أصبحت «بوليمرون» شركة مكتملة ذات ثقل عالمي، حيث تنتج في الوقت الحالي مواد بوليمرية قابلة للتحلل بنسبة 100 بالمائة عن طريق استخدام النفايات العضوية الناتجة عن صناعة التمور، مما يعمل على تقليل التلوث البلاستيكي ويسهم في حماية البيئة.
وتشير التوقعات في أسواق الشرق الأوسط إلى أن تكون لحوم الدواجن واحد من أكثر الخيارات المفضلة بين المستهلكين؛ بسبب تناول البروتينات بانتظام والمنتجات المتاحة بسهولة.
تقول نور الزوري، خريجة «كاوست» وعضو مؤسس لشركة «بوليمرون»: «يعدّ الحصول على هذا الاعتراف بمثابة تحفيز كبير لنا، فلقد أعطانا دفعة للأمام لنطرح مشروعنا في الأسواق، ونقوم بزيادة الوعي في المملكة حول النفايات البلاستيكية، وكيف يمكن للحلول الحيوية أن تسهم في تحوّل اقتصاد بلد كامل إلى الاقتصاد الدائري».
توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.
ابتكر أليكس ويلشكو، مؤسس شركة الذكاء الاصطناعي «أوسمو»، وفريقه نسخة «ألفا» من جهاز خيالي بحجم حقيبة الظهر مزودة بمستشعر شمّ يستخدم الذكاء الاصطناعي لتحديد المنتجات المقلدة من خلال تحليل تركيبها الكيميائي.
وأقامت شركة «أوسمو» (Osmo) شراكة مع منصات إعادة بيع الأحذية الرياضية لإظهار أن اختبار الشم عالي التقنية قادر على تحديد المنتجات المزيفة بدرجة عالية من الدقة.
الجزيئات المتطايرة تحدد الرائحة
كل شيء في العالم له رائحة، من الملابس إلى السيارات إلى جسمك. هذه الروائح هي جزيئات متطايرة، أو كيمياء «تطير» من تلك الأشياء وتصل إلى أنوفنا لتخبرنا بالأشياء. ويختبر الإنسان ذلك بوعي ووضوح عندما يكون هناك شيء جديد قرب أنفه، مثل شم سيارة جديدة أو زوج من الأحذية الرياضية. لكن حتى عندما لا تلاحظ الروائح، فإن الجزيئات موجودة دائماً.
رائحة المنتجات المقلَّدة
الأحذية المقلدة لها رائحة مختلفة عن الأحذية الحقيقية. إذ لا تختلف الأحذية الرياضية الأصلية والمقلدة في المواد، فحسب، لكن في التركيب الكيميائي. حتى الآن، اعتمدت شركات مثل «استوكس» (StockX) على اختبارات الشم البشري والفحص البصري لتمييز الأصالة - وهي عملية تتطلب عمالة مكثفة ومكلفة. وتهدف التقنية الجديدة إلى تبسيط العملية.
خريطة تحليل الفوارق اللونية
تدريب الذكاء الاصطناعي على الاختلافات الجزيئية
ووفقاً لويلشكو، درَّب فريقه «الذكاء الاصطناعي باستخدام أجهزة استشعار شديدة الحساسية للتمييز بين هذه الاختلافات الجزيئية».
وستغير هذه التكنولوجيا كيفية إجراء عمليات التحقق من الأصالة في الصناعات التي تعتمد تقليدياً على التفتيش اليدوي والحدس. وتهدف إلى رقمنة هذه العملية، وإضافة الاتساق والسرعة والدقة.
20 ثانية للتمييز بين المزيف والحقيقي
ويضيف أن آلة «أوسمو» تستغرق الآن نحو 20 ثانية للتمييز بين المنتج المزيف والحقيقي. وقريباً، كما يقول، ستقل الفترة إلى خمس ثوانٍ فقط. وفي النهاية، ستكون فورية تقريباً.
تم بناء أساس التقنية على سنوات من العمل المخبري باستخدام أجهزة استشعار شديدة الحساسية، كما يصفها ويلشكو، «بحجم غسالة الأطباق»، ويضيف: «تم تصميم أجهزة الاستشعار هذه لتكون حساسة مثل أنف الكلب، وقادرة على اكتشاف أضعف البصمات الكيميائية».
وتعمل هذه المستشعرات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، وتجمع باستمرار البيانات حول التركيب الكيميائي لكل شيء من البرقوق والخوخ إلى المنتجات المصنعة»، كما يوضح ويلشكو.
خريطة الرائحة الرئيسية
تشكل البيانات التي تم جمعها العمود الفقري لعملية تدريب الذكاء الاصطناعي الخاصة بالشركة، والتي تساعد في إنشاء فهم عالي الدقة للروائح المختلفة ومنحها موقعاً في نظام إحداثيات يسمى خريطة الرائحة الرئيسية.
إذا كنت على دراية بكيفية ترميز ألوان الصورة في الصور الرقمية، فان الطريقة تعمل بشكل مماثل. إذ تقريباً، يتوافق لون البكسل مع مكان على خريطة RGB، وهي نقطة في مساحة ثلاثية الأبعاد بها إحداثيات حمراء وخضراء وزرقاء.
تعمل خريطة الرائحة الرئيسية بشكل مشابه، باستثناء أن الإحداثيات في تلك المساحة تتنبأ بكيفية ورود رائحة مجموعات معينة من الجزيئات في العالم الحقيقي. يقول ويلشكو إن هذه الخريطة هي الصلصة السرية لشركة «أوسمو» لجعل الاختبار ممكناً في الوحدات المحمولة ذات أجهزة استشعار ذات دقة أقل وحساسة تقريباً مثل أنف الإنسان.
من المختبر إلى الأدوات اليومية
يقول ويلشكو إنه في حين أن أجهزة الاستشعار المحمولة أقل حساسية من وحدات المختبر، فإن البيانات المكثفة التي يتم جمعها باستخدام أجهزة الاستشعار عالية الدقة تجعل من الممكن إجراء اكتشاف فعال للرائحة. مثل الذكاء الاصطناعي لقياس الصورة القادر على استنتاج محتويات الصورة لإنشاء نسخة بدقة أعلى بناءً على مليارات الصور من نموذجه المدرب، فإن هذا يحدث بالطريقة نفسها مع الرائحة. تعدّ هذه القدرة على التكيف أمراً بالغ الأهمية للتطبيقات في العالم الحقيقي، حيث لا يكون نشر جهاز بحجم المختبر ممكناً.
من جهته، يشير روهينتون ميهتا، نائب الرئيس الأول للأجهزة والتصنيع في «أوسمو»، إلى أن مفتاح عملية التعريف لا يتعلق كثيراً بالروائح التي يمكننا إدراكها، لكن بالتركيب الكيميائي للكائن أو الشيء، وما يكمن تحته. ويقول: «الكثير من الأشياء التي نريد البحث عنها والتحقق من صحتها قد لا يكون لها حتى رائحة محسوسة. الأمر أشبه بمحاولة تحليل التركيب الكيميائي».
وهو يصف اختباراً تجريبياً أجرته الشركة مؤخراً مع شركة إعادة بيع أحذية رياضية كبيرة حقق معدل نجاح يزيد على 95 في المائة في التمييز بين الأحذية المزيفة والأحذية الحقيقية.
إلا أن الطريقة لا تعمل إلا مع الأشياء ذات الحجم الكبير، في الوقت الحالي. ولا يمكن للتكنولوجيا التحقق من صحة الأشياء النادرة جداً التي تم صنع ثلاثة منها فقط، مثلاً.
هذا لأنه، كما أخبرني ويلشكو، يتعلم الذكاء الاصطناعي باستخدام البيانات. لكي يتعلم رائحة طراز جديد معين من الأحذية، تحتاج إلى إعطائه نحو 10 أزواج من الأحذية الرياضية الحقيقية. في بعض الأحيان، تكون رائحة البصمة خافتة لدرجة أنه سيحتاج إلى 50 حذاءً رياضياً أصلياً ليتعلم الطراز الجديد.
خلق روائح جديدة
لا يشم مختبر «أوسمو» الأشياء التي صنعها آخرون فحسب، بل يخلق أيضاً روائح جديدة داخل الشركة باستخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي والروبوتات نفسها. أظهر علماء الشركة كيف يعمل هذا بطريقة عملية خلال تجربة أطلقوا عليها اسم مشروع نقل الرائحة. لقد التقطوا رائحة باستخدام مطياف الكتلة للتفريق اللوني الغازي (GCMS)، الذي يحللها إلى مكوناتها الجزيئية ويحمل البيانات إلى السحابة. أصبحت هذه البيانات الملتقطة إحداثيات على خريطة الرائحة الرئيسية. بمجرد رسم الخريطة، يتم توجيه روبوت التركيب في مكان آخر لخلط عناصر مختلفة وفقاً لوصفة الرائحة، وإعادة إنشاء الرائحة الأصلية بشكل فعال.
رائحة مصنّعة لتعريف المنتجات
باستخدام تقنية تصنيع الرائحة نفسها، يتخيل ويلشكو أن «أوسمو» يمكن أن تدمج جزيئات عديمة الرائحة مباشرة في المنتجات بصفتها معرفاتٍ فريدة؛ مما يخلق توقيعاً غير مرئي لن يكون لدى المزورين أي طريقة لاكتشافه أو تكراره. فكر في هذا باعتباره ختماً غير مرئي للأصالة.
وتعمل شركة «أوسمو» على تطوير هذه العلامات الفريدة لتُدمج في مواد مثل الغراء أو حتى في القماش نفسه؛ ما يوفر مؤشراً سرياً لا لبس فيه على الأصالة.
هناك فرصة كبيرة هنا. وكما أخبرني ويلشكو، فإن صناعة الرياضة هي سوق بمليارات الدولارات، حيث أعلنت شركة «نايكي» وحدها عن إيرادات بلغت 60 مليار دولار في العام الماضي. ومع ذلك، تنتشر النسخ المقلدة من منتجاتها على نطاق واسع، حيث أفادت التقارير بأن 20 مليار دولار من السلع المقلدة تقطع هذه الإيرادات. وقد صادرت الجمارك وحماية الحدود الأميركية سلعاً مقلدة بقيمة مليار دولار فقط في العام الماضي في جميع قطاعات الصناعة، وليس فقط السلع الرياضية. ومن الواضح أن تقنية الرائحة هذه يمكن أن تصبح سلاحاً حاسماً لمحاربة المنتجات المقلدة، خصوصاً في أصعب الحالات، حيث تفشل الأساليب التقليدية، مثل فحص العلامات المرئية.
الرائحة هي مفتاح المستقبل
يرى ويلشكو أن النظام جزء من استراتيجية أوسع لرقمنة حاسة الشم - وهو مفهوم بدأ العمل عليه عند عمله في قسم أبحاث «غوغل». إن أساس النظام يكمن في مفهوم يسمى العلاقة بين البنية والرائحة. وتتلخص هذه العلاقة في التنبؤ برائحة الجزيء بناءً على بنيته الكيميائية، وكان مفتاح حل هذه المشكلة هو استخدام الشبكات العصبية البيانية.
إمكانات طبية لرصد الأمراض
إن الإمكانات الطبية لهذه التقنية هي تحويلية بالقدر نفسه. ويتصور ويلشكو أن النظام يمكن استخدامه للكشف المبكر عن الأمراض - مثل السرطان أو السكري أو حتى الحالات العصبية مثل مرض باركنسون - من خلال تحليل التغييرات الدقيقة في رائحة الجسم التي تسبق الأعراض غالباً.
لكنه يقول إنه حذّر بشأن موعد حدوث هذا التقدم؛ لأنه يجب على العلماء أن يحددوا أولاً العلامات الجزيئية لهذه الروائح قبل أن تتمكن الآلة من اكتشاف أمراض مختلفة. وتعمل الشركة بالفعل مع عدد من الباحثين في هذا المجال.
