طور فريق في مختبر النمط الظاهري النباتي بمركز أوك ريدج التابع لوزارة الطاقة الأمريكية طريقة D-CHAG الجديدة، التي تجمع بين التجميع الهرمي الموزَّع عبر القنوات وتعيد تشكيل معالجة الصور فائقة الطيف لتوليد نقلة نوعية في تحليل بيانات التصوير النباتي.
ما هي تقنية D-CHAG؟
يعتمد النظام على إعادة هيكلة معالجة الصور لتحويلها من أسلوب مركّز واحد إلى تدفق مقسَّم على وحدات معالجة رسومية متعددة، حيث يعالج كل وحدة جزءاً من القنوات الطيفية ثم تُدمج البيانات تدريجيًا عبر مراحل تجميع هرمية.
لماذا تشكل الصور فائقة الطيف تحديًا؟
تلتقط أنظمة التصوير الطيفي الفائق مئات الأطوال الموجية بدلاً من ثلاث ألوان فقط، وهو ما يوفر معلومات دقيقة عن صحة النبات وتركيبِه الكيميائي وقدرته على مقاومة الإجهاد وحتى قبل ظهور أعراض مرئية.
حل ذكي لتقليل الضغط الحاسوبي
يعالج النظام هذه المسألة بتوزيع عبء العمل على عدة وحدات معالجة رسومية، حيث تتولى كل وحدة جزءًا من القنوات الطيفية، ثم تُدمج البيانات تدريجيًا عبر مراحل تجميع هرمية، ما يقلل استهلاك الذاكرة مع الحفاظ على التفاصيل البيولوجية المهمة.
اختبارات على أقوى حاسوب في العالم
جرى اختبار الطريقة على بيانات نباتية فائقة الطيف باستخدام حاسوب Frontier في منشأة أوك ريدج للحوسبة القيادية، إلى جانب بيانات طقس معقدة، وأظهرت النتائج تحسينًا ملحوظًا في كفاءة التدريب مع تقليل استهلاك الذاكرة بنسبة تصل إلى 75% وزيادة سرعة التحليل وتضاعفها مقارنةً بالطُرق التقليدية.
مستقبل أسرع لتطوير المحاصيل
يساعد هذا الإنجاز العلماء على قياس سمات حيوية مثل كفاءة التمثيل الضوئي مباشرة من الصور، دون الحاجة إلى القياسات اليدوية البطيئة، ويمهد لتطوير محاصيل أكثر كفاءة في استخدام المياه وأعلى إنتاجية في بيئات قاسية.
دعم لمبادرات الطاقة والابتكار
يدعم العمل مبادرات وزارة الطاقة الأميركية كـ Genesis ومنصة OPAL، التي تهدف إلى دمج الذكاء الاصطناعي مع الروبوتات والتجارب الآلية لتسريع الاكتشافات العلمية في الزراعة والتقنيات الحيوية.
إعلان علمي رسمي
ومن المقرر عرض تفاصيل الطريقة الجديدة في ورقة بحثية خلال المؤتمر الدولي للحوسبة عالية الأداء والشبكات والتخزين والتحليل SC25، المقرر عقده في نوفمبر 2025.
