نظامُ شحنٍ متحركٍ يحدث ثورةً في المجال الروبوتي
الهندسة والآليات >>>> الروبوتات
Image: https://www.purdue.edu/uns/images/2020/mahmoudian-autonomousLO.jpg
كيفية عمل الروبوتات البحرية Marine Robots حاليًا:
تشرح نينا محموديان Nina Mahmoudian (الأستاذة المساعدة في الهندسة الميكانيكيَّة بجامعة بوردوا Purdue University) كيفية عمل هذا النوع من الروبوتات ببساطة، فتقول: "تسير هذه الروبوتات عادةً تحت سطح الماء في مسار مخطط له مسبقًا، ثمَّ تعود لتطفو على السطح، وترسل إشارات إلى القاعدة، عندها نحتاج إلى التدخل البشري لإعادة شحن الروبوتات بالطاقة، ونقل البيانات منها، وهذه العملية مكلفة ماديًّا وزمنيًّا". (2)
Image: https://www.psa.gov.in
الحل التقليدي (3)
أسهمت محطات الشحن الثابتة بعض الشيء في التَّغلب على تلك العقبة في المهمات القصيرة الأمد؛ ولكنها لا تفيدنا بشيء يذكر في المهمات الطَّويلة الأمد لعدة أسباب، منها:
- الطَّاقة المفقودة في أثناء الإنطلاق من تلك المحطات والعودة إليها.
- الاضطرابات الجويَّة (والكوارث البيئيَّة).
- حدوث خلل أو عطل في أثناء العمل.
الحل الجديد ومزاياه:
اخترع فريق من جامعة بوردوا نظامًا جديدًا متحركًا أشبه ما يكون بمحطة شحن متحركة. (1،2)
يضمن النظام الجديد عمل الروبوتات بصورةٍ مستمرةٍ وثابتةٍ، وتقليل الطَّاقة المفقودة في أثناء الانطلاق من محطات الشحن الثابتة التَّقليديَّة والعودة إليها، كما أنَّه يسمح للروبوتات بتأدية مهمات أطول. (3)
طوَّر الفريق أيضًا الخوارزميات المسؤولة عن تحديد مسار الـ Marine Robots، ونظام الشحن الجديد، وجعلها قادرةً على التأقلم مع المتغيرات البيئيَّة والجويَّة، وقادرةً أيضًا على رسم مسار جديد للحركة في حال أصبح المسار المخطط له سابقًا غير ممكن لسببٍ ما. (3)
يتميز نظام الشحن الجديد بقدرته على التنسيق مع الروبوتات للالتقاء في مكان وزمان محددين، وذلك عندما تُوشك البطارية على النفاد؛ من أجل شحنها ورفع البيانات، ثمَّ تعود الروبوتات لاستكشاف الأعماق من جديد دون تدخل بشري. (1,2)
يتمتع النظام الجديد بتصميمٍ عامٍ، وبرامج موحدة؛ مما يسمح للأجهزة والبرامج بالعمل جنبًا إلى جنب مع أنواع متعددة من الروبوتات والبرمجيات. (1,2)
Image: Purdue University photo/Jared Pike
من أين جاءت الفكرة؟
تشير "محموديان" إلى أنَّ أنظمةً مثل هذه موجودة بالفعل في غرفة المعيشة؛ إذ تقول: "المكانس الكهربائيَّة مثل Roomba، تنظف وتعود من تلقاء نفسها إلى قاعدتها عندما توشك البطارية على النفاد؛ لإعادة شحنها، وهذا بالضبط ما نقوم به هنا؛ ولكن في بيئة أكثر تحديًا." (1,2)
الهدف
يُمكن تلخيص الهدف الأساس للحلِّ الجديد بقول محموديان: "يُركز بحثي على مواصلة عمل الروبوتات بثباتٍ في الظروف الصعبة، فلا وجود لبيئة أكثر تحديًّا من العمل في أعماق المياه". (2)
آفاق جديدة
يتيح هذا النظام آفاقًا جديدةً؛ إذ يُمكن استخدام هذا النظام في أماكن كثيرة ومختلفة، وأصبح الآن بمقدور الروبوتات العمل لأجل غير مسمى سواءً على الأرض أو في البحر، وستصبح روبوتات البحث والإنقاذ قادرةً على اكتشاف مناطق أوسع بكثيرٍ، فقد أصبح بمقدورها الآن الذهاب إلى القطب الشمالي واكتشاف آثار تغير المناخ؛ بل أصبحت قادرة على الذهاب إلى الفضاء.(1,2)
يبدو أنَّ نظام الشحن الجديد سيحدث ثورةً في مجال الروبوتات، وطرائق استخدامها، وسيقضي تمامًا ونهائيًّا على قيود مصادر الطَّاقة التي تحدُّ من مهمات الروبوتات في مختلف المجالات.
برأيكم كم سننتظر حتى نرى آثار هذا النظام؟
المصادر:
2. What if underwater robots could dock mid-mission to recharge and transfer data?. Nsf.gov. 2020 Available from: هنا
3. Mahmoudian N, Moridian B, Brian R. Page B. Collaborative Mission Planning for Long-Term Operation Considering Energy Limitations. IEEE Robotics and Automation Letters 2020;Volume: 5(Issue: 3, July 2020). Available from: هنا
