پیش‌بینی با هوش مصنوعی برای کشاورزان خرده‌مالک

برای میلیون‌ها کشاورز خرده‌مالک، یک فصل زراعی می‌تواند تعیین کند که خانواده‌ای غذای کافی داشته باشد، از پس هزینه تحصیل فرزندانش برآید یا بدهکار شود. در سراسر جهان، نزدیک به ۵۰۰ میلیون مزرعه کوچک خانوادگی⁠ معیشت بیش از دو میلیارد نفر را تأمین می‌کنند؛ بسیاری از آن‌ها در صورت از بین رفتن محصول، پشتوانه‌ای اندک یا هیچ پشتوانه‌ای ندارند.

با ناپایدارتر و شدیدتر شدن شرایط جوی بر اثر تغییرات اقلیمی، کشاورزان خرده‌مالک برای تصمیم‌گیری‌هایی که از درآمد و امنیت غذایی آن‌ها محافظت کند، به پیش‌بینی‌های جوی به‌موقع و قابل‌اعتماد نیاز دارند. بااین‌حال، پیش‌بینی‌های باکیفیت مدت‌ها از دسترس بسیاری از کشاورزان کشورهای کم‌درآمد و با درآمد متوسط دور بوده است؛ تا حدی چون تهیه پیش‌بینی‌های دقیق جوی هزینه‌ای بازدارنده و ارائه آن‌ها پیچیدگی‌های لجستیکی داشته است.

پیشرفت‌های اخیر هوش مصنوعی این وضعیت را تغییر می‌دهند. سامانه‌های پیش‌بینی وضع هوا که از هوش مصنوعی پیشرو بهره می‌برند، اکنون با کسری از هزینه پردازشی می‌توانند به دقت مدل‌های سنتی برسند یا از آن‌ها پیشی بگیرند. در نتیجه، پیش‌بینی‌های محلی‌تر در مقیاسی بسیار گسترده‌تر در دسترس قرار می‌گیرند و کشاورزان زودتر اطلاعات لازم برای محافظت از محصولات، درآمد و خانواده خود را دریافت می‌کنند. همچنین، چت‌بات‌ها و ابزارهای مرتبط مبتنی بر هوش مصنوعی، تعامل با کشاورزان را کارآمدتر و مؤثرتر می‌کنند.

به همین دلیل، تیم جامعه مدنی و بشردوستی OpenAI Foundation مبلغ ۶۰ میلیون دلار سرمایه‌گذاری می‌کند تا دسترسی به پیش‌بینی‌های وضع هوا و بیماری‌های محصولات کشاورزی مبتنی بر هوش مصنوعی را به‌طور چشمگیری گسترش دهد؛ پیش‌بینی‌ها را به کشورها و کشاورزان بیشتری برساند و طیف گسترده‌تری از مخاطرات جوی و بیماری‌های محصولات را پوشش دهد. این اطلاعات که از طریق تلفن همراه و کانال‌های دیگر ارائه می‌شود، می‌تواند به میلیون‌ها کشاورز دیگر کمک کند تا زمان کاشت، برداشت و کوددهی را تعیین کنند و پیش از بروز مخاطرات جوی دست به اقدام بزنند.

این مجموعه سرمایه‌گذاری ۶۰ میلیون دلاری شش سازمان برجسته را گرد هم می‌آورد: دانشگاه شیکاگو⁠، دانشگاه کالیفرنیا، برکلی⁠، Precision Development⁠، AIM for Scale⁠ (با دریافت بودجه از طریق دانشگاه نوتردام⁠)، Digital Green⁠ و مرکز بین‌المللی بهبود ذرت و گندم⁠ (CIMMYT). این سازمان‌ها با مشارکت نزدیک دولت‌ها و نهادهای ملی و محلی می‌کوشند طی سه سال آینده از تلاش‌های دولت‌محور برای ارائه پیش‌بینی‌های وضع هوا و بیماری‌های محصولات به ۱۰۰ میلیون کشاورز خرده‌مالک در جنوب و جنوب‌شرقی آسیا و شرق آفریقا پشتیبانی کنند.

هزینه پیش‌بینی‌ناپذیری وضع هوا

مزارع خرده‌مالکی حدود یک‌سوم غذای جهان را تولید می‌کنند و خسارت گسترده به محصولات می‌تواند امنیت غذایی کل یک کشور را به خطر بیندازد. وضع هوا یکی از عوامل اصلی نوسان درآمد کشاورزان است: شروع کاذب باران‌های موسمی ممکن است باعث شود کشاورزان خیلی زود بکارند و محصولشان در دوره خشکی بعدی از بین برود؛ بارندگی غیرمنتظره هنگام برداشت نیز می‌تواند محصول را پیش از چیدن خراب کند. مطالعه‌ای در شش کشور آفریقایی نشان داد⁠ که در یک سال معمولی، رویدادهای نامساعد اقلیمی حدود یک‌سوم زمین‌های بررسی‌شده را تحت تأثیر قرار می‌دهند و به‌طور متوسط تولید ملی محصولات را ۲۹٪ کاهش می‌دهند. داده‌های ماهواره‌ای ناسا نیز نشان می‌دهد⁠ که با گرم‌تر شدن زمین، شدت چنین رویدادهای اقلیمی افزایش می‌یابد.

پیش از هوش مصنوعی، پیش‌بینی دقیق وضع هوا به مدل‌های عددی متکی بود که روی ابررایانه‌های گران‌قیمت اجرا می‌شدند؛ بنابراین، ادارات هواشناسی در بسیاری از کشورهای کم‌درآمد و با درآمد متوسط عملاً توان اجرای آن‌ها را ندارند. حتی در مناطقی که چنین پیش‌بینی‌هایی وجود داشت، اغلب به اطلاعات کاربردی و قابل‌اقدام برای کشاورزان تبدیل نمی‌شد.

اکنون هوش مصنوعی پیشرو، دومین انقلاب را در پیش‌بینی وضع هوا رقم زده است. این پیش‌بینی‌ها با مدل‌های هوش مصنوعی آموزش‌دیده بر حجم عظیمی از داده‌های جوی تولید می‌شوند و اکنون اغلب با کسری از توان پردازشی، به‌اندازه مدل‌های سنتی پیش‌بینی یا حتی بیشتر از آن‌ها دقت دارند. این پیشرفت امکان تولید انبوه پیش‌بینی‌های متناسب با نیاز کشاورزان خرده‌مالک در کشورهای کم‌درآمد و با درآمد متوسط را فراهم می‌کند؛ کشاورزانی که باید درباره کاشت، برداشت و کوددهی محصولات و زمان انجام آن‌ها تصمیم بگیرند.

این پیشرفت‌های هوش مصنوعی چندین رویکرد را امکان‌پذیر می‌کنند که در کنار هم، پیش‌بینی وضع هوا را با هزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه در اختیار کشاورزان خرده‌مالک می‌گذارند:

1. سامانه‌های پیش‌بینی مبتنی بر هوش مصنوعی، وضع هوا را با کسری از هزینه، زمان و توان پردازشی سامانه‌های قدیمی پیش‌بینی می‌کنند.

2. سرعت و کارایی مدل‌های جوی هوش مصنوعی امکان ترکیب چند مدل برتر را فراهم می‌کند تا پیش‌بینی‌هایی دقیق‌تر از هر مدل منفرد تولید شود. با دریافت داده‌های محیطی محلی توسط این مدل‌ها، دقت آن‌ها باز هم افزایش می‌یابد.

3. پژوهشگران هواشناسی می‌توانند مدل‌های هوش مصنوعی را برای اهداف متناسب با نیاز کشاورزان تنظیم دقیق کنند؛ مانند تاریخ آغاز بارندگی کافی برای کاشت. بدین ترتیب، پیش‌بینی‌های مرتبط با تصمیم‌گیری که پیش‌تر دست‌نیافتنی بود، امکان‌پذیر می‌شود.

4. خدمات صوتی، پیامکی و چت‌بات‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، پیش‌بینی‌ها را مستقیماً و به زبان خود کشاورزان ارائه می‌کنند. کشاورزان نیز می‌توانند درباره رویدادهای واقعی زمینشان، درستی یا نادرستی پیش‌بینی و سودمندی توصیه‌ها برای مقابله با تهدیدهای محصولات بازخورد مستقیم بدهند.

چندین کارآزمایی تصادفی شواهد امیدوارکننده‌ای ارائه می‌کنند که نشان می‌دهد دریافت پیش‌بینی به‌موقع، کشاورزان را به تصمیم‌های متفاوت و بهتری درباره نوع و زمان کاشت، هزینه‌کرد و سرمایه‌گذاری سوق می‌دهد؛ تصمیم‌هایی که می‌توانند درآمد را افزایش و خسارت محصول را کاهش دهند (برلیگ و همکاران، ۲۰۲۵⁠؛ کول، گلدبرگ، هاریگایا و ژو، ۲۰۲۵⁠؛ رادر و ویویانو، مقاله در دست انتشار⁠).

اجزای این طرح چگونه در کنار هم قرار می‌گیرند

سرمایه‌گذاری ۶۰ میلیون دلاری ما، سازمان‌های فعال در سراسر مسیر پیش‌بینی تا کشاورز را گرد هم می‌آورد:

• تولید پیش‌بینی‌های وضع هوا: دانشگاه شیکاگو و دانشگاه کالیفرنیا، برکلی از سازمان‌های هواشناسی ملی پشتیبانی می‌کنند تا مدل‌های جوی هوش مصنوعی را متناسب‌سازی و عملیاتی کنند و پیش‌بینی‌های مرتبط با نیاز کشاورزان بسازند. پیش‌بینی‌های اولیه شامل آغاز و پایان باران‌های موسمی، بارندگی هنگام برداشت، بارش میان‌مدت و گرمای شدید خواهد بود. در کنار پیش‌بینی وضع هوا، CIMMYT با استفاده از هوش مصنوعی و داده‌های رصد زمین ناسا، روی قابلیت‌های پیش‌بینی عوامل بیماری‌زای گندم سرمایه‌گذاری می‌کند تا شیوع بیماری‌ها زودتر شناسایی شود.

• ارائه پیش‌بینی‌ها و اطلاعات کاربردی مرتبط به کشاورزان: Precision Development با دولت‌ها و سازمان‌های جامعه مدنی همکاری می‌کند تا این پیش‌بینی‌ها را به توصیه‌های عملی تبدیل کرده و از طریق کانال‌های مورداعتماد به کشاورزان ارائه دهد. Digital Green پیش‌بینی‌های بهبودیافته را در FarmerChat، اپلیکیشن مشاوره کشاورزی مبتنی بر هوش مصنوعی خود با بیش از ۲٫۱ میلیون کشاورز کاربر، ادغام می‌کند و پاسخ‌های کشاورزان را به تیم‌های پیش‌بینی بازمی‌گرداند. تیم‌های ارائه خدمات، طراحی پیام، میزان درک، اعتماد و اقدام را از طریق گروه‌های متمرکز، آزمون‌های A/B و ارزیابی اثر می‌سنجند.

• تداوم این فعالیت‌ها: AIM for Scale با دولت‌ها و بانک‌های توسعه همکاری می‌کند تا مشارکت‌ها و منابع مالی لازم برای تداوم این خدمات و گسترش آن‌ها به کشورهای بیشتر فراهم شود. هدف نهایی، ایجاد زیرساخت عمومی پایدار است؛ به‌گونه‌ای که نهادهای ملی هواشناسی و کشاورزی خدمات را اداره کنند و دولت‌ها و بانک‌های توسعه هزینه تداوم ارائه آن‌ها را تأمین کنند.

بنیاد این سازمان‌ها را به‌دلیل پیشتازی در حوزه‌های کاری خود، سابقه همکاری مؤثر با نهادهای دولتی و جوامع محلی محل فعالیت، تأثیر اثبات‌شده و توانایی همکاری در این طرح بلندپروازانه انتخاب کرده است. سرمایه‌گذاری ۶۰ میلیون دلاری ما این فعالیت‌ها را گسترش می‌دهد؛ قابلیت‌های تازه‌ای مانند پیش‌بینی بیماری محصولات را می‌افزاید، پیش‌بینی‌ها را به کانال‌های مورداعتماد جدید متصل می‌کند و از توسعه خدمات به کشورهای بیشتر پشتیبانی می‌کند. هدف این طرح آن است که ۱۰۰ میلیون کشاورز هنگام نیاز به اطلاعات بهتر دسترسی داشته باشند تا از زیان جلوگیری کنند و سرمایه‌گذاری‌هایی انجام دهند که به درآمد بیشتر و باثبات‌تر بینجامد.

در ادامه، می‌توان با تکیه بر این پیشرفت و استفاده از مدل‌های پیشرفته هوش مصنوعی، پیش‌بینی‌ها را در مقیاس وسیع دقیق‌تر و محلی‌تر کرد و با روش‌های مبتنی بر شواهد به دست کشاورزان رساند. هنوز درباره روش‌های مؤثر نکات بسیاری برای آموختن وجود دارد و سامانه‌های پیش‌بینی وضع هوا در کشورها و برای محصولات مختلف به معیارسنجی مستقل، بازخورد، ارزیابی محلی و اصلاح نیاز خواهند داشت.

بخشی از فعالیت‌های گسترده‌تر OpenAI Foundation

این سرمایه‌گذاری دومین طرح OpenAI Foundation در چارچوب فعالیت‌های جامعه مدنی و بشردوستی ما است. هدف ما کمک به اطمینان از این است که مزایای هوش مصنوعی به مردم و جوامع سراسر جهان برسد؛ به‌ویژه جاهایی که ابزارها و اطلاعات بهتر و زیرساخت‌های در خدمت منافع عمومی می‌توانند خدمات ضروری و فرصت‌های اقتصادی را بهبود دهند.

در تمامی این فعالیت‌ها بر موارد زیر تمرکز می‌کنیم:

• به‌کارگیری هوش مصنوعی در خدمات ضروری، در مواردی که بتواند دسترسی و نتایج را به‌طور معناداری بهبود دهد.

• ارائه ابزار، تخصص و پشتیبانی لازم به سازمان‌های جامعه مدنی برای به‌کارگیری مسئولانه هوش مصنوعی.

• ایجاد زیرساخت مشترک تا ابزارهای موفق و آموخته‌ها به سود کل بخش اجتماعی به کار گرفته شوند.

هم‌زمان با توسعه این فعالیت‌ها، به تعامل با جوامع، رهبران و سازندگان در سراسر جهان ادامه خواهیم داد. برای تماس با تیم ما به [email protected]⁠ پیام دهید.