لعدة قرون، تطورت البنية التحتية جنبًا إلى جنب مع التكنولوجيا. مكّنت المواد الجديدة والتقنيات الهندسية من بناء مبانٍ أطول وجسور أطول ومدن أكبر. ثم حوّلت الحوسبة والتقنيات الرقمية لاحقًا كيفية تصميم البنية التحتية ومراقبتها وتشغيلها.
والآن، وتيرة التغيير تتسارع، وتأتي التحديات في آن واحد. يؤدي تغير المناخ إلى زيادة الضغط على المياه والطاقة والموارد الأخرى. ويبدأ الذكاء الاصطناعي في تحويل الهندسة والتصميم، وتخلق احتياجاته من الطاقة، إلى جانب البنية التحتية المتقادمة لشبكات الكهرباء، تحديات كبيرة، فضلًا عن فرص جديدة. بالإضافة إلى ذلك، تكشف التعقيدات الجيوسياسية عن مواطن هشاشة في سلاسل التوريد العالمية، ويزداد الطلب على البنية التحتية، لا سيما في العالم النامي.
والنتيجة تحدٍّ جوهري: كيف يمكن للعالم أن يبني البنية التحتية التي يحتاجها دون مجرد تكرار النموذج الاستغلالي كثيف الكربون والموارد الذي ميز القرن الـ20؟
في هذه المقابلة، يقول علي جadbabaie، الأستاذ بكرسي JR East ورئيس قسم الهندسة المدنية والبيئية في معهد MIT، إن الحل سيتطلب إعادة التفكير ليس فقط في كيفية تصميم البنية التحتية وبنائها، بل في كيفية تمويلها وتشغيلها، وكذلك في جمع أصحاب المصلحة المتعددين الذين يشكلون تلك القرارات. في 28 أكتوبر، سينضم جadbabaie إلى خبراء من أنحاء العالم في مدريد لاستكشاف هذه الموضوعات في منتدى البنية التحتية العالمي، الذي شارك في تأسيسه قسم الهندسة المدنية والبيئية في معهد MIT، وجامعة UPM، ومجموعة البنك الدولي، وجامعة تكساس في أوستن.
س: لقد تطورت البنية التحتية دائمًا استجابةً للتقدم التكنولوجي. ما الذي يجعل هذه الحقبة مختلفة؟
ج: في القرن الـ18، ظهرت الهندسة المدنية بوصفها النظير المدني للهندسة العسكرية، فبنت السدود والجسور والقنوات المائية في زمنها. وجلبت الصناعة في القرن الـ19 السكك الحديدية وأنظمة الصرف الصحي. وفي أوائل القرن الـ20، اتسع التركيز ليشمل المباني والطرق السريعة والأنفاق وأنظمة المترو، وبحلول منتصف القرن، البنية التحتية اللازمة لدعم المدن العملاقة والأبنية الشاهقة.
في كل مرة تتغير فيها التكنولوجيا، مع تقنيات المعلومات والحوسبة والاستشعار، والأخيرًا التحول الرقمي، تتغير شكل البنية التحتية. بل إنها غيّرت حتى تعريف ماهية البنية التحتية. اليوم، نعتبر شبكة الكهرباء ومصانع تصنيع أشباه الموصلات ومراكز البيانات جزءًا من البنية التحتية، إلى جانب البنية التحتية اللاسلكية مثل أبراج الهواتف المحمولة والبنية التحتية للإنترنت عالي السرعة، بقدر ما هي جزء من بنيتنا التحتية الحرجة مثل الطرق وأنظمة المياه وشبكات الكهرباء.
ما يختلف الآن هو تركيبة التغييرات التي نواجهها وسرعتها. إن تغير المناخ ومحدودية الموارد وعدم الاستقرار الجيوسياسي تضغط على الطريقة التي صممنا بها البنية التحتية في القرن الـ20. وفي الوقت نفسه، يخرج كثير من الناس من الفقر بفضل النمو الاقتصادي الأخير في العالم النامي. في الواقع، وفقًا للنماذج، بحلول عام 2028، ولأول مرة في تاريخ البشرية، سيعيش الإنسان الوسيط على هذا الكوكب بأقل من 10 دولارات في اليوم. ومع خروج المزيد من الناس من الفقر المدقع، سيزداد أيضًا الطلب على البنية التحتية.
إذا حاولنا تلبية هذا الطلب باستخدام النموذج نفسه كثيف الموارد الذي استخدمناه في القرن الـ20، فلن تكون لدينا ببساطة الموارد الكافية لذلك. حين يصبح السؤال: كيف نستخدم الموارد المتبقية بكفاءة أكبر؟ نحتاج إلى إيجاد وسيلة لتوفير مزيد من البنية التحتية مع استخدام مياه وطاقة ومواد أقل، وإنتاج كربون أقل.
هنا يصبح التحول الرقمي والذكاء الاصطناعي قابلين للتحول الجذري محتملًا. إن الاستشعار الأسرع والأرخص، وصولًا أكبر إلى البيانات، واستشعار وتحكم وتشغيل أفضل يمكن أن يساعدنا في اتخاذ قرارات البنية التحتية بكفاءة أكبر. الذكاء الاصطناعي يتسلل ببطء إلى العالم المادي، ونأمله أن يحدث ثورة في عملية التصميم الهندسي، بما يتيح لنا استكشاف احتمالات أكثر بكثير، بوتيرة أسرع وبكلفة أقل.
لكن قصة ذلك لم تُكتب بعد، ويمكن أن تكون النتائج إيجابية جدًا، اعتمادًا على ما نفعله.
س: هل يمكنك تقديم مثال على أنظمة بنية تحتية أصبحت أكثر ترابطًا بطريقة تغير كيفية بنائها أو إدارتها؟
ج: لقد جعلت الثورة في تكنولوجيا المعلومات والتحول الرقمي على مدى 30 عامًا الماضية أنظمة البنية التحتية أكثر ترابطًا. ترى ذلك في المدن. فإذا انقطعت الكهرباء، قد تتوقف أنظمة المياه والغاز عن العمل، ويفشل الإنترنت، وتتوقف منظومة النقل. وإذا فشلت شبكات الاتصالات، تتأثر خدمات كثيرة أخرى. رأينا ذلك خلال كوفيد، عندما أثّرت الاضطرابات في سلاسل التوريد على شبكات الطاقة والمواد الحرجة والتصنيع. ونراه عندما تعطل الصراعات الجيوسياسية أسواق النفط والطاقة وتنتشر تلك الاضطرابات عبر أجزاء أخرى من الاقتصاد العالمي.
أنظمة البنية التحتية التي كانت تُدار منفصلة في السابق أصبحت تعتمد على بعضها البعض بشكل متزايد. وبينما نربط أشياء أكثر معًا من أجل كفاءة أكبر، نزيد أيضًا المخاطر النظامية ونعرّض الأنظمة لأعطال نادرة لكنها كارثية. لقد أصبحت نادرة، ولكن عندما تحدث، تكون أكبر بكثير وأبعد أثرًا.
الشيء الحقيقي المعقد هو أن تطوير البنية التحتية يتضمن أكثر بكثير من تصميمها وبنائها. فسلسلة القيمة الكاملة تشمل تمويلها وتشغيلها، بالإضافة إلى فهم من سيستخدمها وما يحتاجه هؤلاء المستخدمون وما يفضلونه.
لذا فإن تصميم البنية التحتية هو مسعى عابر للتخصصات، اجتماعي-تقني بطبيعته، يتضمن اعتبارات اجتماعية وتقنية واقتصادية. إن فهم كيفية تصميم هذه الأنظمة يزداد أهمية لأنها أصبحت أكثر تعقيداً، مما يجعل اتخاذ القرارات صعباً بشكل خاص.
كما توجد قدر كبير من عدم اليقين في مشاريع البنية التحتية الكبرى. فهي كثيفة رأس المال للغاية، وهذا القطاع ذو هوامش ربح أقل من كثير من الصناعات الأخرى، وتستغرق المشاريع وقتاً طويلاً. واجتماع كل ذلك معاً جعل هذه الصناعة محافظة للغاية تاريخياً.
لكن التحولات القادمة من الذكاء الاصطناعي والتحول الرقمي قد توفر طريقاً جديداً للمضي قدماً. أما شكل هذا الطريق الجديد، فلم يحدده أحد بعد بشكل واضح.
س: كيف تعملون أنتم وزملاؤكم على تغيير طريقة اتخاذ هذه القرارات؟
ج: أدركنا أنه إذا أردنا تطوير نهج جديد للبنية التحتية، فلا يمكن لأي تخصص أو شركة أو دولة واحدة أن تفعل ذلك بمفردها. فسلسلة قيمة البنية التحتية مترابطة أكثر من اللازم، والتحديات أكبر من أن تُحل فرادى.
لهذا السبب شارك قسم الهندسة المدنية والبيئية في معهد MIT في تأسيس منتدى البنية التحتية العالمي مع مجموعة البنك الدولي، والجامعة البوليتكنيكية في مدريد، وجامعة تكساس في أوستن. الهدف هو جمع الأوساط الأكاديمية والصناعة والحكومات والمؤسسات المالية عبر سلسلة قيمة البنية التحتية وخلق حوار مستمر حول كيفية تصميم البنية التحتية وتمويلها وبنائها وتشغيلها في العقود القادمة.
هذا مهم بشكل خاص لأن أكبر الفرص لتطوير بنية تحتية جديدة ليست بالضرورة في الولايات المتحدة أو غيرها من الدول التي تملك أنظمة بنية تحتية ناضجة. فتلك الدول لا تزال تواجه احتياجات كبيرة للتحديث والاستثمار الجديد. لكن في العقود القادمة، سيكون معظم النمو السكاني في العالم، ومعظم البنية التحتية التي ستحتاج إلى البناء، في الدول التي لا تزال أنظمة البنية التحتية فيها في طور النمو.
وتملك تلك الدول فرصة للاستفادة من بنية تحتية حديثة دون مجرد تكرار نموذج القرن 20. لكن اغتنام تلك الفرصة سيتطلب مقاربات جديدة للتكنولوجيا والتمويل والهندسة والحوكمة.
نحن نحاول إنشاء منظومة بيئية وليس مجرد منتدى، أي آلية لمواصلة الحوار بين مختلف أصحاب المصلحة عبر سلسلة قيمة البنية التحتية. لقد أنشأنا خمس مجموعات عمل ومجموعة استشارية تضم أكثر من 30 قائداً من مختلف قطاعات سلسلة قيمة البنية التحتية، بما في ذلك الهندسة والإنشاءات والمواد والتمويل والمؤسسات متعددة الأطراف والأوساط الأكاديمية.
وفي نهاية المطاف، السؤال ليس عمّا إذا كنا بحاجة إلى طريقة جديدة لتطوير البنية التحتية. السؤال هو كيف نصنعها ومن سينفذها. فلا يوجد شخص أو شركة أو دولة واحدة يمكنها حل هذه المشكلة، لأن البنية التحتية نفسها مترابطة. نحن بحاجة إلى بناء النموذج الجديد معاً.