أحدث الابتكارات بخصوص الروبوتات تحت الماء

أحدث الابتكارات بخصوص الروبوتات تحت الماء

الروبوتات المائية

يمكن أن تكون الروبوتات أدوات رائعة لمهام البحث والإنقاذ والدراسات البيئية، ولكن في النهاية يجب عليهم العودة إلى القاعدة لإعادة شحن بطارياتهم وتحميل بياناتهم. يمكن أن يمثل ذلك تحديًا إذا كان الروبوت الخاص بك عبارة عن مركبة تعمل تحت الماء مستقلة (AUV) تستكشف مياه المحيطات العميقة.

الآن، أنشأ فريق جامعة بيرديو نظام إرساء متنقل لـ AUVs، مما يمكنهم من أداء مهام أطول دون الحاجة إلى تدخل بشري.

نشر الفريق أيضًا أوراقًا بحثية حول طرق تكييف نظام الالتحام هذا لمركبات AUV التي ستستكشف بحيرات خارج الأرض، مثل أقمار كوكب المشتري وزحل.

“نينا محمودان”

قالت “نينا محمودان”، الأستاذة المساعدة في الهندسة الميكانيكية: “يركز بحثي على التشغيل المستمر للروبوتات في البيئات الصعبة”. “ولا توجد بيئة أكثر تحديًا من تحت الماء.”

بمجرد أن يغرق الروبوت البحري في الماء، فإنه يفقد القدرة على إرسال واستقبال إشارات الراديو، بما في ذلك بيانات GPS. قد يستخدم البعض الاتصال الصوتي، لكن هذه الطريقة قد تكون صعبة وغير موثوقة، خاصةً بالنسبة لعمليات النقل طويلة المدى. لهذا السبب، تمتلك الروبوتات الموجودة تحت الماء حاليًا نطاقًا محدودًا من العمليات.

تقول “نينا محمودان”: “عادةً ما تؤدي هذه الروبوتات مسار رحلة مخطط له مسبقًا تحت الماء”. “ثم يأتون إلى السطح ويرسلون إشارة ليتم استرجاعها. يتعين على البشر الخروج، واستعادة الروبوت والحصول على البيانات وإعادة شحن البطارية ثم إرسالها مرة أخرى. هذا مكلف للغاية، ويحد من مقدار الوقت الذي يمكن أن تؤدي فيه هذه الروبوتات مهامها “.

محطة إرساء متنقلة

يتمثل حل “محمودان” في إنشاء محطة إرساء متنقلة يمكن للروبوتات تحت الماء العودة إليها بمفردها.

“وماذا لو كان لدينا أرصفة متعددة، والتي كانت أيضًا متنقلة ومستقلة؟” قالت. “يمكن أن تنسق الروبوتات والأرصفة مع بعضها البعض، حتى يتمكنوا من إعادة شحن بياناتهم وتحميلها، ثم العودة لمواصلة الاستكشاف، دون الحاجة إلى تدخل بشري. لقد طورنا الخوارزميات لتعظيم هذه المسارات، لذلك نحصل على الاستخدام الأمثل لهذه الروبوتات “.

تم نشر ورقة حول نظام تخطيط المهام التي طورتها “محموديان” وفريقها في IEEE Robotics and Automation Letters. تحقق الباحثون من صحة الطريقة عن طريق اختبار النظام في مهمة قصيرة في بحيرة سوبيريور.

قالت “نينا محمودان”: “المفتاح هو أن قاعدة الإرساء محمولة”. “يمكن نشره في موقع ثابت، ولكن يمكن أيضًا نشره على المركبات السطحية المستقلة أو حتى على المركبات الأخرى ذاتية القيادة تحت الماء. وقد تم تصميمه ليكون محايدًا للمنصة، بحيث يمكن استخدامه مع أي AUV. الأجهزة والبرامج العمل يدا بيد “.

تشير “نينا محمودان” إلى أن أنظمة مثل هذه موجودة بالفعل في غرفة المعيشة الخاصة بك. قالت: “المكنسة الذاتية ، مثل Roomba ، تقوم بتنظيفها بالمكنسة الكهربائية، وعندما تنفد البطارية، تعود بشكل مستقل إلى رصيفتها لإعادة الشحن”، “هذا بالضبط ما نقوم به هنا، لكن البيئة كثيرة أكثر تحديا.”

إذا تمكن نظامها من العمل بنجاح في بيئة مليئة بالتحديات تحت الماء، فإن محموديان ترى آفاقًا أكبر لهذه التكنولوجيا.

وقالت “يمكن استخدام هذا النظام في أي مكان”. “ستكون الروبوتات على الأرض أو الجو أو البحر قادرة على العمل إلى أجل غير مسمى. وستكون روبوتات البحث والإنقاذ قادرة على استكشاف مناطق أوسع بكثير. وستذهب إلى القطب الشمالي وتستكشف آثار تغير المناخ. وستذهب حتى إلى الفضاء “.

يمكن قراءة المزيد من الابتكارات والاختراعات المختلفة من خلال الضغط هنا

للاطلاع على المزيد من المواضيع وأبرز المقالات عبر موقع سجلات الأردن اضغط هنا