المدن الذكية الخالية من الكربون بقيادة الذكاء الاصطناعي: نموذج جديد لتحول المدن في الشرق الأوسط

مدن ذكية خالية من الكربون بقيادة الذكاء الاصطناعي: نموذج جديد لتحول المدن في الشرق الأوسط

عند نقطة التقاء التحضر وتغير المناخ، تحاول دول الشرق الأوسط إعادة تعريف معنى "التنمية" في عصر ما بعد النفط. من مدينة نيوم الخطية في السعودية إلى المجتمعات المستدامة في الإمارات، تبرز بنية تحتية تقنية مشتركة — وهي الذكاء الاصطناعي. دراسة نُشرت مؤخرًا في *Scientific Reports* تستعرض إطارًا قائمًا على التعلم الآلي لدمج بيانات المدن واسعة النطاق، قادرًا على التنبؤ باستهلاك الطاقة وجودة الهواء ومتانة البنية التحتية بدقة عالية للغاية، مما يوفر نموذجًا قابلًا للتطوير لاتخاذ القرارات العلمية في المدن الذكية. ورغم أن هذه الدراسة تستهدف مدنًا عالمية، إلا أنها تتوافق بمحض الصدفة مع أكثر احتياجات الشرق الأوسط إلحاحًا: كيفية بناء مدن الجيل القادم الصالحة للسكن مع التخلص من الاعتماد على الوقود الأحفوري.

النواة التقنية لإطار الذكاء الاصطناعي

تقترح الدراسة نظامًا للتنبؤ يدمج بيانات المدن متعددة الأبعاد، باستخدام مكتبة التعلم الآلي منخفضة الكود PyCaret، لتدريب وتقييم نماذج الانحدار المتعددة تلقائيًا. يقوم الباحثون بإدخال بيانات غير متجانسة مثل كفاءة الطاقة، تلوث الهواء، استهلاك الكهرباء السكني والصناعي، وعمر البنية التحتية إلى منصة موحدة، وباستخدام خوارزميات التجميع مثل Extra Trees وCatBoost وLightGBM، حققوا تنبؤات عالية الدقة على ست مجموعات بيانات عامة — حيث تجاوز معامل التحديد R² عمومًا 0.99. وهذا يعني أن الذكاء الاصطناعي قادر الآن على استخلاص الأنماط المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالاستدامة من كميات هائلة من بيانات المدن، وتحويلها إلى معلومات قابلة للتنفيذ لاتخاذ القرارات.

تأثير هذه القدرة على إدارة المدن عميق. فالتخطيط الحضري التقليدي غالبًا ما يعتمد على مؤشرات ثابتة ومتأخرة، في حين أن نماذج التنبؤ القائمة على الذكاء الاصطناعي يمكنها تحديد قمم الطلب على الطاقة ديناميكيًا، وتوقع مواعيد صيانة البنية التحتية، بل وحتى تعديل إمدادات النقل والطاقة في الوقت الفعلي. وتلخص الدراسة هذه العملية على أنها دورة حياة كاملة من "جمع البيانات — المعالجة المسبقة — التحليل — الخدمة"، وهو المنطق الأساسي لتشغيل المدن الذكية.

من النموذج التقني إلى المشاريع الضخمة في الخليج

إذا وضعنا هذا الإطار في سياق الشرق الأوسط، فإن قيمته تتجاوز مجرد التحقق الأكاديمي. مشاريع كبرى مثل نيوم ومدينة دبي الجنوبية هي في جوهرها ميادين تجريبية لـ"مدن تعتمد على البيانات". يمكن دمج القدرات التنبؤية لنماذج الذكاء الاصطناعي مباشرة في أنظمة إدارة الطاقة فيها: فعندما تتأثر كفاءة توليد الألواح الشمسية بالطقس، يمكن للذكاء الاصطناعي تعديل أحمال الشبكة مسبقًا باستخدام بيانات الأرصاد الجوية واستهلاك الكهرباء؛ كما تعتمد محطات تحلية المياه وأنظمة التبريد على الذكاء الاصطناعي لتحسين استهلاك الطاقة. ورغم أن هذه السيناريوهات لم تذكر مباشرة في البحث، فإن مجموعات البيانات العامة ومنهجيات النمذجة أثبتت قابليتها للتطبيق عبر سيناريوهات مختلفة، فقط ينتقل بيئة النشر من المحاكاة إلى المدن الحقيقية.الأهم من ذلك، أن منطق المدن الخالية من الكربون المدعومة بالذكاء الاصطناعي يتردد صداه استراتيجيًا مع التحول الاقتصادي لدول الخليج. فبقيادة رؤية السعودية 2030 ومشاريعها الطموحة، تتجه رؤوس الأموال السيادية في الشرق الأوسط على نطاق واسع نحو الطاقة النظيفة والبنية التحتية والابتكار التكنولوجي. والمدينة الخالية من الكربون المدعومة بالذكاء الاصطناعي ليست مجرد رمز لنمط الحياة المستقبلي، بل هي أيضًا حاضنة لجذب استثمارات شركات التكنولوجيا العالمية، وخلق وظائف عالية المستوى، وتنمية صناعات محلية قائمة على المعرفة. بعبارة أخرى، الذكاء الاصطناعي ليس مجرد أداة تشغيلية، بل هو في حد ذاته جزء من القدرة التنافسية للمدينة.

المنطق الاقتصادي وراء التحول

من منظور الاستثمار، يعيد نموذج المدينة القائم على الذكاء الاصطناعي توجيه تدفقات رأس المال في دول مجلس التعاون الخليجي. لم تعد الصناديق السيادية تكتفي بالبنية التحتية التقليدية، بل تستثمر في القدرات الأساسية للذكاء الاصطناعي: مراكز البيانات، وشبكات الاستشعار، ومنصات التعلم الآلي. ويتجلى ذلك في هياكل تمويل العديد من مشاريع المدن الذكية حول العالم؛ إذ يتعاون مزودو التكنولوجيا مع المنصات الحكومية لتغليف القدرات البرمجية كجزء من البنية التحتية للمدينة. إن نموذج "الترميز المنخفض" الذي يعرضه البحث يخفض حاجز التكامل، مما يعني أن المزيد من المطورين الإقليميين يمكنهم نشر أدوات مخصصة للتنبؤ بالاستدامة بسرعة، وبالتالي تعزيز الجاذبية العالمية لمشاريعهم.

وفي الوقت نفسه، تؤدي هذه الديناميكية إلى اشتداد المنافسة الإقليمية. فمدينة مصدر في أبوظبي، والمدينة المستدامة في دبي، ولوسيل في قطر، كلها تتنافس على لقب "مدينة الاستدامة الذكية إقليميًا". والإطار القابل للتوسع الذي يقدمه البحث قد يصبح معيارًا جديدًا لتقييم درجة ذكاء هذه المدن. ومن يتمكن أولاً من نقل التنبؤات بالذكاء الاصطناعي من مرحلة "العرض التوضيحي" إلى "الاعتيادية"، قد يظفر بميزة الريادة في الجولة القادمة من المنافسة الحضرية.

التحديات: قضية حوكمة تتجاوز التكنولوجيا

غير أن البحث يشير أيضًا إلى تحديات لا يمكن تجنبها، وهي خصوصية البيانات، والتحيز الخوارزمي، والقضايا الأخلاقية. وبالنسبة للشرق الأوسط، قد تكون هذه القضايا أكثر حساسية من الناحيتين السياسية والثقافية. فالمدن الذكية تتطلب كميات هائلة من بيانات المواطنين، وهو ما قد يوسع نطاق المراقبة بسهولة في أنظمة الحكم الاستبدادية، مما يثير أزمة ثقة. وفي الوقت نفسه، فإن مجموعات البيانات العامة المستخدمة في التدريب تأتي غالبًا من مدن غربية، وقد يؤدي استخدامها مباشرة في البيئة الشرق أوسطية إلى انحراف نماذج وقرارات غير دقيقة. ولذلك، يكمن مفتاح المستقبل في كيفية الجمع بين البيانات المحلية والخوارزميات العالمية، وإنشاء آليات حوكمة بيانات شفافة وعادلة.

علاوة على ذلك، فإن للذكاء الاصطناعي "بصمة استقلابية" إذ يستهلك كميات كبيرة من الطاقة. فإذا اعتمدت المدينة على التحسين المفرط بالذكاء الاصطناعي بينما تأتي قدرته الحاسوبية من الوقود الأحفوري، فقد يتبخر هدف "خالية من الكربون". وهذا يفسر سبب استثمار بعض المشاريع الخليجية في الوقت نفسه في الطاقة المتجددة ومراكز الحوسبة للذكاء الاصطناعي، إذ لا بد للاثنين أن يتطورا بشكل متزامن.

الخلاصة: من حل تقني إلى نموذج تنمويلم تضع هذه الدراسة المنشورة في «Scientific Reports» سيناريو الشرق الأوسط مسبقًا، لكنها تقدّم عدسة دقيقة تتيح لنا إعادة النظر في المنطق الكامن وراء التحول الحضري في الشرق الأوسط. الذكاء الاصطناعي ليس حلاً سحريًا، لكنه عامل محفز رئيسي. فهو قادر على تحويل المدن الخالية من الكربون من مجرد تصوّر طوباوي إلى واقع قابل للقياس والإدارة. بالنسبة لدول الشرق الأوسط، التحدي الحقيقي لا يتمثل في ما إذا كان ينبغي تبني الذكاء الاصطناعي، بل في كيفية دمجه في إطار استراتيجي يوازن بين الكفاءة والإنصاف والاستدامة. ولا يتعلق الأمر بالمباني الحضرية فحسب، بل بالعقد الاجتماعي في مرحلة ما بعد النفط.

على مدى العقد المقبل، ستشهد الأفق الحضري في الشرق الأوسط ذكاءً متزايدًا. لكن ما سيحدد ما إذا كانت هذه المدن "خضراء" حقًا لا يقتصر على المعايير التقنية، بل يشمل أيضًا حكمة الحوكمة. يمكن للذكاء الاصطناعي أن يخبرنا متى نستخدم الكهرباء وكيف نقلل الانبعاثات، لكنه لا يمكن أن يحل محل الإنسان في اختيار مستقبل معين. وربما يكون هذا هو بالضبط السؤال الأكثر استحقاقًا للتأمل في المرحلة الانتقالية نحو "خالية من الكربون".