تصاميم جديدة لسيارات طائرة

إحداها «حوامة» من «تـويوتا»

تصاميم جديدة لسيارات طائرة
TT

تصاميم جديدة لسيارات طائرة

تصاميم جديدة لسيارات طائرة

جامعو التحف الأذكياء يستثمرون في التحف الذكية في وقت مبكر، مقارنة بالشباب الفقراء الذين يودون الحصول عليها بعدما يصبحون كبارا في السن وأغنياء. وقبل 15 سنة مضت، كان الوقت مناسبا لشراء سيارة «كورفيت» طراز 1967.
وكل هؤلاء المستثمرين يفضلون تطوير التقنيات الكلاسيكية القديمة، أي الاختراعات التي اعتقد عالم الأمس أنها ستسود عالم الغد، عالم روبوتات المنازل، وهواتف الفيديو، والسيارات الطائرة.
واليوم بمقدورنا القول إن الروبوتات تستطيع تنظيف المنازل وكنسها، وأجهزة الكومبيوتر تؤمن خدمات «سكايب». أما السيارات الطائرة فما تزال فكرة غريبة جدا، تعود إلى برنامج الرسوم المتحركة التلفزيوني العجيب الذي كان يعرض في الستينات من القرن الماضي، فحتى السيارات التي تطمح إلى الحصول عليها، وإلى حسن أدائها، قد تكون رديئة، فماذا تتوقع من سيارة طائرة؟ الاسم الرائد في عالم السيارات الطائرة هي «تيرافيوجيا» التي مقرها ولاية ماساتشوستس في أميركا، التي تأسست عام 2006. وقيل آنذاك إنها ستبيع مئات من هذه السيارات في غضون سنتين، لكن مهندسي معهد المهندسين الأميركيين يقولون عكس ذلك، وكانوا على حق. واليوم، تتحدث الشركة عن بيع طراز للعام المقبل، أو العام الذي يليه، الذي سيبدو أقل شبها بسيارة طائرة بسعر 200 ألف دولار.
وتوحي السيارة - المركبة هذه بأنها قادرة على السير على الطرق العادية المستقيمة، لكنها تجد صعوبات لدى الانعطاف. وهذا الأمر قد يشكل نهاية لهذه الضجة الطويلة، والسبب قد يكون في حدثين حصلا أخيرا. فقد قامت «تويوتا» الشركة الرائدة في صناعة السيارات بإبلاغ نشرة «جالوبنك» أنها تعمل على سيارة حوامة. كذلك، ذكرت شركة إلون ماسك لصحيفة «إندبندنت» البريطانية أن السيارات الطائرة ليست بعيدة عن المعادلة. وهذا أمر يسير بالنسبة إلى الشركة التي اقترحت في العام الماضي نقل المسافرين من مدينة إلى أخرى، في أنابيب مفرغة من الهواء.
ولنكن واضحين، فـ«تويوتا» لا تتحدث عن سيارة تحلق عاليا، بل إن مهندسيها ينظرون في إمكانية إنتاج وسادة رقيقة من الهواء بين السيارة والرصيف، بغية التخلص كليا من الاحتكاك، ومن ثم توفير الوقود.
لكن، كيف سيقومون بذلك، فهذا ليس واضحا. فقد يستدعي الأمر وضع حواف حول أطراف السيارة السفلى واستخدام المراوح لدفع الهواء في الحيز لتكون أشبه بالحوامات البحرية، لكن هذا قد يستهلك المزيد من الوقود مما توفره إجراءات منع الاحتكاك، أو قد يجري الاعتماد على جسم ذي شكل خاص لضخ الهواء تحت المركبة، غير أنه قد يجري الحصول على رفع بسيط عن الأرض في السرعات العالية. وفي كل الحالات، لن تكون قوائم المركبة على الأرض، مما يصعب توقيفها فجأة، أو الاستدارة بها.
وكانت سيارات سباقات «فورمولا1» قد استغلت الهواء الصادر عن المراوح، ومن الأشكال الخاصة الموجودة تحت الهيكل، لتأسيس ما يسمى التأثيرات الأرضية. والفكرة هنا ليست رفع المركبة عن الأرض، بل لصقها بقوة بها، لكي تبقى العجلات تحرك السيارة كما هو المقصود منها.



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»