رامشا وسیم – ۲۱ اکتبر ۲۰۲۵ -ایزاک کاروالیو بورخس در بخش آمریکای مرکزی و جنوبی جایزه زمین ۲۰۲۵، بزرگترین مسابقه پایداری زیست‌محیطی جهان برای دانش‌آموزان بین ۱۳ تا ۱۹ سال، ۱۲۵۰۰ دلار برنده شد. اکوآسائو برزیل
ایزاک کاروالیو بورخس ۱۶ ساله که در پالماس، پایتخت ایالت توکانتینس در مرکز برزیل بزرگ شده است، با مشکل گرمای شدید و رطوبت در مناطق شهری بسیار آشناست. پالماس که در سال ۱۹۸۹ تأسیس شد، آخرین شهر بزرگ برنامه‌ریزی‌شده‌ای بود که در قرن بیستم در برزیل ساخته شد.
بورخس، که دانش‌آموز سال آخر دبیرستان در پردیس پالماس موسسه فدرال توکانتینس است، می‌گوید: «این شهر توسط برنامه‌ریزان شهری و معماران طراحی شده است و آنها آن را ساخته‌اند تا مردم بیایند و در شهر ساکن شوند.» برنامه‌ریزی شهری مدرن، فرصت‌های اقتصادی و کیفیت زندگی ارائه شده در این شهر، آن را به انتخابی جذاب برای بسیاری از مردم تبدیل کرده است. اما برخی از جزئیات مهم در طراحی در نظر گرفته نشده است. او می‌گوید: «یکی از این نکات مربوط به گرما است. برخی از نقاط شهر بسیار گرمتر از مناطق اطراف خود هستند که آنها را به جزایر گرمایی شهری کوچک تبدیل می‌کند.»
سازمان جهانی هواشناسی، سال ۲۰۲۴ را گرم‌ترین سال ثبت‌شده اعلام کرد و احتمالاً دما به دلیل تغییرات اقلیمی تشدید خواهد شد. برخی مناطق درون یک شهر، که از نظر علمی به عنوان جزایر گرمایی شهری (UHI) شناخته می‌شوند، آب و هوای گرم‌تری نسبت به سایر مناطق، به ویژه در تابستان‌ها، تجربه می‌کنند. دما در برخی از UHIها می‌تواند ۲۰ درجه فارنهایت بالاتر از محله‌های اطراف آنها باشد. این حفره‌های حرارتی نتیجه تغییراتی است که در چشم‌انداز محلی ایجاد شده است. از بین رفتن پوشش درختی و پوشش گیاهی، استفاده از سطوح بتنی و سایر مصالح ساختمانی که گرما را به دام می‌اندازند، و گرمای هدر رفته تولید شده توسط دامداری، اتومبیل‌ها و مراکز داده، همگی در این اثر نقش دارند.
طبق سرشماری سال ۲۰۲۰ ایالات متحده، بیش از ۸۰ درصد از آمریکایی‌ها در مناطق شهری زندگی می‌کنند که احتمالاً گروه‌های آسیب‌پذیر مانند سالمندان، کودکان، زنان باردار و جوامع کم‌درآمد و حاشیه‌نشین را در معرض دمای بالاتر قرار می‌دهد. دمای بالاتر از حد معمول می‌تواند منجر به مشکلات سلامتی مانند بیماری‌های تنفسی، خستگی ناشی از گرما، گرمازدگی و در برخی موارد مرگ و میر شود. اداره ملی اقیانوسی و جوی، گرمای شدید را به عنوان علت اصلی مرگ و میر ناشی از آب و هوا در ایالات متحده در سه دهه گذشته گزارش کرده است.
در پالماس، بورخس از ناکارآمدی شهر در مبارزه با ریزگردها دلسرد شده است. او فرض می‌کند که توزیع یکنواخت پوشش سبز به جای تمرکز ساختمان‌ها در یک بخش از شهر و درختان در بخش دیگر می‌تواند راهی برای کاهش دما باشد. او می‌گوید: «برای همگن‌تر شدن، باید همه چیز را توزیع کنید.» اما این شهر هنوز هیچ پروژه جنگل‌کاری مجددی را تکمیل نکرده است.
بورخس می‌گوید: «هیچ راه‌حلی وجود ندارد که به شما بگوید مهم‌ترین نکات [مکان‌های خاص] که باید روی آنها تمرکز کنید کدامند. بنابراین این واقعاً به من الهام بخشید تا خارج از چارچوب فکر کنم – تا راهی برای حل مشکل پیدا کنم.»
از ماه مه ۲۰۲۴ تا ژانویه ۲۰۲۵، این دانشمند نوپای محیط زیست، این مشکل را بررسی کرد و راه‌حلی ابداع کرد، یک مدل هوش مصنوعی که او آن را EcoAção Brasil می‌نامد.
EcoAção Brasil داده‌ها را از ماهواره‌های منبع باز جمع‌آوری می‌کند تا متغیرهای محیطی مانند دمای سطح زمین؛ شاخص پوشش گیاهی نرمال‌شده که تراکم و سلامت پوشش گیاهی را در هر منطقه‌ای اندازه‌گیری می‌کند؛ شاخص ساخت‌وساز نرمال‌شده که برای نظارت بر رشد شهری استفاده می‌شود؛ و موارد دیگر را ارزیابی کند. بورخس می‌گوید: «[ابزار هوش مصنوعی] سپس نحوه تعامل هر یک از آنها را در طول زمان و نحوه پیشرفت جزایر گرمایی شهری کوچک در طول زمان تجزیه و تحلیل می‌کند.» «ما به روندهای تاریخی نگاه می‌کنیم و در چشم‌انداز آینده به آن فکر می‌کنیم. ما باید بر اساس آنچه در آینده اتفاق می‌افتد عمل کنیم، زیرا برای تأثیرگذاری به زمان نیاز است.»
در مرحله بعد، مدل هوش مصنوعی مناطقی را که بیشترین سود را از مداخلات می‌برند، شناسایی می‌کند، چه احیای جنگل، نصب سقف‌های سبز، بهبود مصالح ساختمانی و افزایش بازتاب‌پذیری راهروهای تهویه، طراحی مجدد طرح خیابان‌ها، افزودن پارک‌های عمومی یا اجرای سنگفرش‌های نفوذپذیر. او می‌گوید: «وقتی همه اینها را با هم ترکیب کنیم، نقاط استراتژیکی برای مداخله خواهیم داشت.»
بورخس با EcoAção Brasil، 12500 دلار در بخش آمریکای مرکزی و جنوبی جایزه زمین 2025، بزرگترین جایزه زیست‌محیطی جهان، برنده شد.
مسابقه پایداری برای دانش‌آموزان بین ۱۳ تا ۱۹ سال. برندگان جهانی امسال شامل توماس چِرماک ۱۸ ساله و آنا پودمانیکا ۱۹ ساله، مخترعان PURA، یک راه‌حل نوآورانه برای تصفیه آب که از ترکیبی از نور و پلاسمای سرد برای حذف آلاینده‌های مضر و باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک از آب استفاده می‌کند، بودند.
ژیهوا وانگ، مهندس محیط زیست در دانشگاه ایالتی آریزونا که تحقیقاتش فرآیندهای تعیین‌کننده آب و هوای شهری را تجزیه و تحلیل می‌کند، می‌گوید: «استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای شناسایی نقاط داغ جزایر گرمایی شهری محلی و استراتژی‌های کاهش تغییرات اقلیمی ایده جالبی است.» او معتقد است که این مدل می‌تواند نتایج امیدوارکننده‌ای ارائه دهد، مشروط بر اینکه پروژه از پیشرفت‌های الگوریتم‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی از نظر فنی، مجموعه داده‌های با کیفیت بالا و کنترل کیفیت دقیق بهره ببرد.
اما وانگ اذعان می‌کند که چالش‌های خاصی وجود دارد که نمی‌توان آنها را نادیده گرفت. نکته اصلی این است که این پروژه شامل تخصص و دانش بسیار بین رشته‌ای، از جمله سنجش از دور، هواشناسی، معماری منظر و برنامه‌ریزی شهری است. او اضافه می‌کند: «استفاده پیشنهادی از تصاویر و داده‌های ماهواره‌ای منبع باز اغلب برای این منظور ناکافی است، زیرا هدف این محصول بررسی مناطق بسیار کوچک و بسیار داغ (UHI) است.»
علاوه بر این، کاهش اثر UHI فراتر از یافتن نقاط داغ در حال ظهور است، بلکه ارزیابی و اجرای استراتژی‌های مؤثر را نیز در بر می‌گیرد. وانگ توضیح می‌دهد: «هیچ راه‌حل «بهینه»ای وجود ندارد که برای همه شرایط مناسب باشد.» مناسب‌ترین استراتژی باید متناسب با نیازهای ساکنان محلی شهرها تنظیم شود، با در نظر گرفتن بده‌بستان‌های ظریف بین اقدامات گرمایش شهری و مواردی مانند کیفیت هوا، پایداری آب، شرایط اجتماعی-اقتصادی و حتی ترجیحات فرهنگی. به عنوان مثال، یک جامعه محلی ممکن است در پذیرش گونه خاصی از درختان مردد باشد. او اضافه می‌کند: «از نظر فنی، استفاده از هوش مصنوعی و ابزارهای یادگیری ماشینی برای شناسایی استراتژی‌های کاهش یا برنامه‌ریزی پایدار هنوز در مراحل ابتدایی خود است. این پروژه نیاز به تلاش و منابع عظیمی برای آموزش هوش مصنوعی برای این منظور دارد.»
صرف نظر از چالش‌های پیش رو، بورخس همچنان نسبت به نوآوری خود خوش‌بین است. او امیدوار است تا دسامبر یک نمونه اولیه کاربردی داشته باشد. او می‌گوید: «اکوآکائو برزیل کاری است که من انجام دادم تا عشقم را نه تنها به محیط زیست و فناوری، بلکه به مردم نیز ترکیب کنم. راه‌حل‌های ما ماموریت‌محور هستند. ما معتقدیم که در حال خلق علم برای انسان‌ها و برای سیاره زمین، برای نسل‌های بعدی هستیم.»
تیم 10 نفره اکوآکائو برزیل قصد دارد اولین مقاله علمی خود را در این ماه پیش چاپ کند. این مطالعه معیاری به نام شاخص توکانتینز را معرفی خواهد کرد که تکامل ناهنجاری‌های گرمای درون شهری را ثبت می‌کند. این شاخص، چارچوبی استاندارد برای شناسایی مناطقی که از شرایط حرارتی مورد انتظار در چشم‌انداز شهری منحرف می‌شوند، ارائه می‌دهد و در عین حال تأثیر حرارتی-فضایی یک ناهنجاری، چه یک جزیره گرمایی درون شهری باشد و چه یک جزیره خنک درون شهری، بر محیط اطراف آن را در نظر می‌گیرد. این رویکرد، تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای را در محله‌ها و شهرها تسهیل می‌کند و از برنامه‌ریزی شهری مبتنی بر شواهد و استراتژی‌های کاهش گرما پشتیبانی می‌کند. بورخس می‌گوید: «[اندازه‌گیری] تأثیر ویژگی‌های مختلف پوشش زمین بر دمای اطراف آن بسیار مهم است، زیرا این چیزی است که مستقیماً به هدف ما در توسعه مدل هوش مصنوعی ما کمک می‌کند.»
این دانشمند جوان قصد دارد تا بهار ۲۰۲۶، پلتفرمی مبتنی بر مدل هوش مصنوعی خود، به همراه نقشه‌ها و معیارها، ایجاد کند. او می‌گوید: «چیزی بصری و قابل لمس برای مؤسسات». بورخس با دولت‌های محلی و سایر نهادها همکاری می‌کند و به شرکای منتخب امکان آزمایش رایگان نمونه اولیه خود را ارائه می‌دهد.
بورخس می‌گوید: «در مورد دولت پالماس، به طور خاص توکانتینس، این امر برای مؤسسات اینجا کاملاً رایگان خواهد بود، زیرا این هدف اصلی ما بود.»
