Bأندو PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 فبراير 2022
عنوان المشروع «VIRIDIIS – الحدائق العمودية باستخدام التوأم الرقمي للنباتات»
CODICE CUP D53D23001420006
الميزانية: € 90.646
وحدات بحثية أخرى:
- جامعة بازيليكاتا، المسؤولة: الأستاذة باولا د’أنطونيو
- المجلس الوطني للبحوث (CNR-ITC)، المسؤولة: الدكتورة باولا لاساندرو
الباحث الرئيسي: الأستاذ غريغوريو أندريا – بوليتكنيك باري
نبذة موجزة عن المشروع:
VIRIDIIS مشروع بحثي يدمج تقنيات إنترنت الأشياء وأجهزة الاستشعار المتقدمة والذكاء الاصطناعي لتحسين الجودة البيئية للمساحات الخضراء الحضرية. ويستند النظام إلى مفهوم التوأم الرقمي للنباتات، حيث يجمع بيانات متباينة من التربة والغلاف الجوي والغطاء النباتي ويحللها، مما يتيح المراقبة المستمرة والتقييم الاستباقي للظروف البيئية. وتتيح هذه البنية التحتية التكنولوجية رصد الحالات الحرجة في الوقت المناسب، ودعم اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن إدارة المساحات الخضراء.
وإلى جانب المراقبة، يقدم المشروع وكيلاً حوارياً يتيح للمستخدمين الاطلاع على معلومات عن الحالة الصحية للنباتات، ويسهّل فهم احتياجاتها ويقترح التدخلات التصحيحية عند الاقتضاء. وبهذه الطريقة، تصبح التكنولوجيا وسيلة لتقريب المواطنين من البيئة وتعزيز الوعي البيئي.
يتسم النهج بتعدد تخصصاته، إذ يجمع بين الخبرات في مجال أجهزة الاستشعار، والبنية التحتية لإنترنت الأشياء، وتحليل البيانات، والذكاء الاصطناعي، والتفاعل بين الإنسان والآلة، وعلم النبات. ولا تسهم القدرة على نمذجة التفاعلات بين التربة والنباتات والغلاف الجوي في حماية المساحات الخضراء الحضرية فحسب، بل تسهم أيضاً في تعزيز رفاه النظام البيئي للمدينة عموماً. علاوة على ذلك، يعزز النهج الاستباقي الذي يتبناه VIRIDIIS القدرة على الصمود الحضري، ويحسن قدرة البنى التحتية الخضراء على التخفيف من آثار تغير المناخ.
بوجه عام، يبين المشروع كيف يمكن للتكنولوجيا أن تؤدي دوراً استراتيجياً في بناء مدن أكثر استدامة وذكاءً وقدرةً على مواجهة التحديات البيئية المعاصرة.
الأهداف العامة:
- تحسين الجودة البيئية للمساحات الخضراء الحضرية من خلال الاستخدام المتكامل للتقنيات المتقدمة.
- مراقبة الظروف البيئية والفسيولوجية للنباتات بصورة مستمرة واستباقية.
- دعم إدارة أكثر استنارة واستدامة للمساحات الخضراء في المدن.
الأهداف المحددة:
- إنشاء توأم رقمي للنباتات, قادر على جمع البيانات متعددة الوسائط (التربة، والغلاف الجوي، والغطاء النباتي) وتخزينها وتحليلها.
- رصد الحالات الحرجة, والشذوذ والانحرافات عن معايير النمو المثلى في الوقت المناسب.
- إتاحة المعلومات المتعلقة بحالة النباتات من خلال وكيل حواري يستخدم اللغة الطبيعية.
- تيسير فهم احتياجات النباتات واقتراح التدخلات التصحيحية عند الاقتضاء.
- دمج الخبرات متعددة التخصصات (أجهزة الاستشعار، وإنترنت الأشياء، والذكاء الاصطناعي، والتفاعل بين الإنسان والآلة، وعلم النبات) لنمذجة التفاعلات بين التربة والنباتات والغلاف الجوي.
النتائج المتوقعة:
كان الهدف الرئيسي للمشروع إنشاء إطار عمل متكامل للرصد المستمر لحالة النباتات، قادر على تحويل البيانات الأولية الواردة من المستشعرات إلى معلومات مفيدة عن حالتها الصحية. وكان الهدف الثاني تطوير توأم رقمي لكل نبات خاضع للرصد، بما يتيح الحصول على تمثيل ديناميكي ومحدّث لظروفه الفسيولوجية والبيئية. وأخيرًا، سعى المشروع إلى إتاحة هذه المعلومات بسهولة من خلال واجهة حوارية باللغة الطبيعية.
النتائج المحققة:
تم تحقيق جميع الأهداف: فقد أُنشئ نظام يجمع بين المستشعرات وتقنيات التعلّم الآلي لإنتاج مؤشرات موثوقة عن صحة النباتات؛ ونُفّذ توأم رقمي قادر على تحليل الاتجاهات والحالات الشاذة والانحرافات عن المعايير المثلى؛ كما طُوّرت واجهة حوارية قادرة على تفسير طلبات المستخدمين بدقة، وتحديد المقاصد واستخراج الكيانات ذات الصلة. وبوجه عام، أتاح المشروع التفاعل بسلاسة مع البيانات المعقدة، مما عزز إمكانية الوصول إلى المعلومات المتعلقة بالمساحات الخضراء الخاضعة للرصد وفهمها.
