د طارق عبدالعليم يكتب: الواقع الإفتراضي…ثورة صامتة في تطوير مبيدات آمنة وفعّالة
باحث – المعمل المركزي للمبيدات- مركز البحوث الزراعية- مصر
يشهد قطاع الزراعة ثورة تكنولوجية متسارعة، حيث تسهم تقنيات التحول الرقمي في إعادة تشكيل أساليب الإنتاج والحماية النباتية. في ظلّ تشديد اللوائح البيئية وتزايد مقاومة الآفات وارتفاع تكاليف البحث، تبحث صناعة وقاية النبات عن أدوات تُقلِّص دورة التطوير وتُحسِّن الأمان والكفاءة في الحقل.
هنا يظهر الواقع الافتراضي (VR) كجسرٍ بين المختبر والمزرعة:
بيئة غامرة للتصميم الجزيئي التعاوني من جهة، ومحاكاة واقعية عالية لتدريب المُرشِّين وإدارة مخاطر الانجراف من جهة أخرى. ومن أبرز هذه التقنيات الواعدة يأتي الواقع الافتراضي (Virtual Reality – VR)، الذي لم يعد مقتصرًا على الترفيه أو التدريب الصناعي، بل أصبح أداة بحثية متطورة تُسهم في تسريع عملية تطوير المبيدات وتحسين كفاءتها وتقليل آثارها البيئية.
تعريف الواقع الافتراضي الـ(VR)
- الواقع الافتراضي (Virtual Reality): تقنية رقمية تتيح للمستخدم الانغماس في بيئة افتراضية ثلاثية الأبعاد باستخدام نظارات خاصة أو أجهزة محاكاة.
- تسمح بالتفاعل مع مشاهد أو عمليات وكأنها حقيقية، مما يفتح المجال للتجارب العلمية والتعليمية دون المخاطر أو التكلفة العالية للواقع الفعلي
إحصائيات ودلائل دعم الواقع الإفتراضي في الزراعة
- نمو السوق العالمي لتقنيات الواقع المعزز والافتراضي في الزراعة
قُدّرت قيمة سوق الواقع المعزز في الزراعة بنحو 0.84 مليون دولار أمريكي عام 2021، ومن المتوقع أن ترتفع إلى 4.89 مليون دولار بحلول عام 2027 بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 34.5%.
- النمو الإقليمي في تقنيات الزراعة الرقمية
في أمريكا الشمالية، تتصدّر السوق بفضل تبني التكنولوجيا الزراعية المتقدمة، وتُقدّر نسبة النمو السنوي لسوق الواقع المعزز في الزراعة في تلك المنطقة بـ 39.8%.
أوروبا تتوقع نموًا سنويًا قدره 30.9%، مدعوماً بدعم سياسات الاتحاد الأوروبي لمشاريع الواقع المعزز والافتراضي
- حجم السوق العام لتقنيات AR/VR
تشير تقديرات إلى أن السوق العالمية لتقنيات الواقع المعزز والافتراضي (AR/VR) قد يصل إلى أكثر من 22 مليار دولار في 2025 (بعد أن كان يقل عن 12 مليار دولار في 2022)
وهناك أيضًا تقديرات تشير إلى أن السوق سينمو بمعدل سنوي يصل إلى 47% في السنوات المقبلة، متجهًا نحو وصوله إلى 100 مليار دولار
لماذا نحتاج اختصار الطريق أصلًا؟
تُبيّن أحدث دراسة قطاعية (2024) أنّ متوسط التكلفة لإيصال مادة فعّالة جديدة للأسواق الأمريكية والأوروبية بلغ 301 مليون دولار، وأن متوسط المدة من أول تركيب إلى الإطلاق التجاري تجاوز 12.3 سنة أطول بكثير من تسعينات القرن الماضي. كما ارتفعت تكلفة التسجيل وحدها إلى 42 مليون دولار، مع تضخم ملحوظ في متطلبات السمّية والكيمياء البيئية. هذه الأرقام تُبرّر استثمار أي تقنية قادرة على ضغط الزمن وتقليل قراراتٍ خاطئة مكلفة
أولًا: كيف يغير الواقع الافتراضي مسار تطوير المبيدات؟
- محاكاة تفاعل المبيد مع الكائنات المستهدفة
- عبر بيئة افتراضية ثلاثية الأبعاد يمكن للباحثين محاكاة حركة جزيئات المبيد داخل أنسجة النبات أو جسم الآفة.
- يساعد ذلك على فهم آلية العمل (MoA) بدقة، وتحديد الجرعات المثلى قبل تجارب الحقل.
- تصميم جزيئات جديدة بتقنية الواقع الافتراضي
- باستخدام برمجيات VR يمكن للعلماء استكشاف البنية ثلاثية الأبعاد للإنزيمات أو المستقبلات في الحشرات والأعشاب الضارة.
- هذا يتيح تصميم جزيئات مبيدات ترتبط بشكل انتقائي بالهدف الحيوي، مما يقلل من التأثيرات غير المرغوبة على الكائنات النافعة.
- تقليل الاعتماد على التجارب الحيوية المكلفة
- بدلاً من مئات التجارب المخبرية التقليدية، تسمح تقنيات VR بإنشاء “معامل افتراضية” تحاكي ظروف الزراعة والبيئة.
- يقلل ذلك من الوقت والتكلفة، ويسرّع وصول المبيدات إلى الأسواق.
ثانيًا: تطبيقات واقعية
- شركات عالمية بدأت في استخدام بيئات افتراضية لتسريع اكتشاف مبيدات الأعشاب المقاومة، من خلال تحليل تفاعلاتها مع بروتينات النباتات.
- مراكز بحثية في أوروبا واليابان توظف VR لدراسة انتشار رذاذ المبيد في الحقول، مما يساعد على تطوير تقنيات رش أكثر كفاءة وأقل تلوثًا.
- في المستقبل القريب، يمكن للمزارعين استخدام نظارات VR مرتبطة ببيانات إنترنت الأشياء (IoT) لرؤية تأثير المبيدات المقترحة على محاصيلهم قبل التطبيق الفعلي.
ثالثًا: المزايا الرئيسية لاستخدام VR في تطوير المبيدات
- تقليل الزمن اللازم لاكتشاف مركبات جديدة بنسبة تصل إلى 40% وفقًا لتقارير بحثية حديثة.
- خفض التكاليف المخبرية بما يقارب 30–50%.
- تحسين دقة الاستهداف البيولوجي وتقليل احتمالات تطوير مقاومة من قبل الآفات.
- تعزيز مفهوم المبيدات الصديقة للبيئة عبر التنبؤ المسبق بالآثار الجانبية.
شكل توضيحى : كيف يغير الواقع الافتراضي مسار تطوير المبيدات؟
المخاطر المرتبطة باستخدام VR
- الاعتماد المفرط على التقنية: قد يقلل من التدريب العملي الحقيقي.
- المخاطر الصحية: مثل الدوخة، إجهاد العين، أو العزلة الاجتماعية عند الاستخدام الطويل.
- قضايا الخصوصية والبيانات: خاصة عند استخدام أنظمة متصلة بالإنترنت
التحديات والآمال في مجال VR لتطوير المبيدات
التحديات:
- ارتفاع تكلفة البنية التحتية لتقنيات
- ضعف البنية التحتية التكنولوجية في الدول النامية.
- محدودية خبرة الباحثين والمزارعين في استخدام التكنولوجيا.
- الحاجة إلى محتوى عربي متخصص في المبيدات والـ
الآمال:
- رفع كفاءة التدريب وتقليل كلفة التجارب الحقلية.
- تعزيز سلامة الباحثين والعمال من خلال محاكاة المخاطر بدلاً من مواجهتها مباشرة.
- تسريع تطوير المبيدات عبر اختبار سيناريوهات عديدة في وقت قصير.
- دمج الذكاء الاصطناعي مع VR لبناء نماذج تنبؤية دقيقة لتأثير المبيدات.
