محاكاة مزدوجة مدعومة بالذكاء الاصطناعي للديناميكا الحرارية-البيولوجية للمجمّد المنفصل عنه التيار الكهربائي لسلامة الغذاء خلال انقطاع التيار الكهربائي

الملخص

تُشكّل انقطاعات التيار الكهربائي في البيئات محدودة الموارد مخاطر حادة على سلامة الغذاء، إذ تتيح لمحتويات المجمّد الاحترارَ عبر نطاق الخطر البكتيري. تقدّم هذه الورقة محاكاةً مزدوجةً حرارية-بيولوجية لمجمّد منزلي منفصل عنه التيار الكهربائي، تدمج نموذجَ انتقال الحرارة ذا السعة الكتلية المجمّعة بثلاث مراحل مع حركية النمو الميكروبي لراتكوفسكي وإطار تغذية راجعة تكوينية مدعوم بالذكاء الاصطناعي. تُؤكّد النتائج التحليلية المُتحقَّق منها بالمحاكاة العددية بلغة بايثون (RK45) أن محتويات المجمّد تبلغ عتبة سلامة الغذاء البالغة 4 °م في نحو 10.4 ساعات في الظروف المعيارية، وفي 7.65 ساعات في ظروف الصيف الليبي (درجة حرارة الغرفة = 35 °م). وتُحدِّد دراسة المعاملات بمحاكاة مونتي كارلو (N = 500، بذرة NumPy 42) احتمالية الفساد في ظروف الظروف المحيطة الخاصة بليبيا، إذ تُظهر احتمالية 80% لعدم سلامة الغذاء خلال انقطاع تيار مدته 10 ساعات في الصيف. وقد أسهمت طبقة التغذية الراجعة بالذكاء الاصطناعي، المتمثّلة في واجهة برمجة تطبيقات انثروبيك كلود، الموثَّقة توثيقاً كاملاً بما يشمل نماذج تبادلات المدخلات والمخرجات، في تقليص وقت استجابة الطلاب من 4 أيام إلى أقل من 90 ثانية، وتحسين جودة التقارير النهائية بمقدار 0.6 نقطة. ويمكن تطبيق هذا الإطار مباشرةً في مجالات سلامة الغذاء، وسلاسل التبريد الدوائية، وتخزين اللقاحات في المنشآت الليبية غير المتصلة بالشبكة الكهربائية.