طرقات سريعة لشحن السيارات الكهربائية لاسلكياً

مشروع تجريبي أميركي لتقنيات توصِّل الطاقة خلال قيادتها

طرقات سريعة لشحن السيارات الكهربائية لاسلكياً
TT

طرقات سريعة لشحن السيارات الكهربائية لاسلكياً

طرقات سريعة لشحن السيارات الكهربائية لاسلكياً

في الوقت الحالي، غالباً ما يعني شحن السيارة الكهربائية البحث عن شاحن وتوصيلها معه لساعات. إلا أنها قد تتمكن قريباً من القيام بذلك على الطريق، إذ تم تصميم جزء قصير من الطريق السريع قيد الإنشاء في غرب منطقة لافاييت بولاية إنديانا الأميركية، لاختبار تقنيات يمكنها شحن السيارات الكهربائية -بما في ذلك السيارات شبه الكهربائية- في أثناء قيادتها بسرعة 65 ميلاً (104 كلم) في الساعة.

شحن لاسلكي

تشبه التكنولوجيا الأساسية الشحن اللاسلكي للهاتف الخلوي، حيث يرسل جهاز الإرسال الطاقة عبر مجال مغناطيسي.

ويعمل فريق من جامعة «بوردو» مع وزارة النقل بولاية إنديانا في المشروع. ويقول ستيف بيكاريك، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكومبيوتر في الجامعة: «الأمر هنا مشابه جداً (لشحن الهاتف)، باستثناء أن مستويات الطاقة أكبر بكثير».

يقوم الملف المدمج تحت الأسفلت أو الخرسانة بنقل الطاقة من الشبكة لاسلكياً إلى جهاز الاستقبال الموجود على السيارة. وفي أثناء قيادة السيارة الكهربائية، يمكن للنظام تتبع كمية الكهرباء المستخدَمة لشحنها. وإذا تم تثبيت التكنولوجيا بشكل دائم، فسيدفع السائقون مبالغ مقابل مقدار الطاقة التي يستخدمونها بالضبط.

أول مشروع للطرقات السريعة

تجدر الإشارة إلى أن مدناً أخرى ركّبت تكنولوجيا مماثلة في الطرق، بما في ذلك في شارع بالقرب من وسط مدينة ديترويت. لكنّ هذه التجربة هي الأولى لتوظيفها على طريق سريعة، كما أنها أول مشروع لخدمة السيارات الكهربائية والشاحنات الكهربائية الأكبر حجماً.

كيف يمكن لطريق الشحن اللاسلكي أن يساعد إذا أمكن شحن السيارات الكهربائية في أثناء القيادة؟ يكمن الجواب في حل بعض التحديات الأكبر التي تواجه اعتماد هذه السيارات، إذ في الوقت الحالي يستخدم مصنعو السيارات الكهربائية بطاريات ضخمة لأن السائقين يشعرون بالقلق بشأن المدى الذي يمكنهم قطعه عند تزودهم بشحنة واحدة فقط. وهذا يعني أنه عند توصيل السيارة بالكهرباء، يستغرق شحنها وقتاً أطول.

تحديات استخدام البطاريات

ونظراً لأن البطاريات هي الجزء الأكثر تكلفة في السيارة الكهربائية، فإنها تضيف أيضاً إلى التكلفة. وتضيف البطاريات الأكبر حجماً أيضاً إلى التأثير البيئي لصنع سيارة كهربائية، كما أنها أكثر خطورة في حالات الاصطدام.

وبالنسبة إلى الشاحنات الضخمة ذات 18 عجلة التي تقوم بالتوصيل لمسافات طويلة في جميع أنحاء البلاد، فإن البطاريات ليست قابلة للتطبيق بعد. المعروف أن الشاحنات الضخمة تقوم بالفعل بعمليات تسليم لمسافات أقصر -إلا أن أوقات الشحن الطويلة تجعل من غير العملي قيامها برحلات أطول.

بدائل الشحن الكهربائي

يعمل بعض الشركات الناشئة على إيجاد بدائل، بما في ذلك تبديل البطاريات تماماً حتى لا يضطر السائقون إلى الانتظار لساعات للشحن. كما يمكن أن تكون الطرق التي يمكن شحنها لاسلكياً حلاً آخر، وتساعد بشكل كبير على تقليل تكلفة المركبات الكهربائية.

وقد عمل باحثو بوردو على تطوير تقنية في انتظار الحصول على براءة اختراع يمكنها العمل مع أنواع مختلفة من المركبات. ويرصد نظامهم المطوَّر مقدار الطاقة المطلوبة. يقول بيكاريك: «يجب أن تكون هناك (مصافحة) بين السيارة والطريق. في جوهر الأمر، تخبر السيارة الطريق: أنا هنا... ثم تقول أيضاً: هذا هو مقدار الطاقة الذي أحتاج إليه».

مشروع تجريبي

وستثبت هذه التجربة ما إذا كان بإمكان هذه التكنولوجيا التوسع أم لا. وقد اختبر الفريق بالفعل متانة هذه التكنولوجيا باستخدام معدات تحاكي وزن الشاحنات الثقيلة التي تمر على الطريق. كما جرى اختبار نقل الطاقة في المختبر.

بدأت أطقم البناء الآن في تثبيت التقنية على امتداد ربع ميل من الطريق السريع. وبعد اكتمال التثبيت، من المتوقع أن يبدأ الإصدار التجريبي الجديد في مايو (أيار) 2025 ويستمر حتى فصل الصيف.

ستوفر «كامنس Cummins»، الشركة المصنِّعة للشاحنات، شاحنة كهربائية ستختبر كيفية أداء التكنولوجيا. نظراً لأن المركبات تحتاج إلى ملحق حتى تعمل عملية نقل الطاقة، فإن الشخص الذي يقود سيارة كهربائية نموذجية على الطريق لن يدفع أي رسوم. وسيتعين تصميم السيارات المستقبلية أو تحديثها باستخدام الملحقات لاستخدام التكنولوجيا.

دراسة الأداء والديمومة

ويخطط الباحثون لدراسة كيفية أداء الطريق مع مرور الوقت. يتضمن ذلك ما يحدث إذا كان هناك صدع، على سبيل المثال، والمدة التي سيستمر فيها الرصيف من دون حدوث أضرار لأن الملفات مدمجة تحت السطح ببوصتين. كما سيدرسون ما يحدث إذا لم تسر السيارة مباشرةً فوق جهاز الإرسال. وستنظر التجربة أيضاً فيما يحدث في الأحوال الجوية السيئة، وسيتعلم الباحثون المزيد عن الكفاءة وتكلفة تشغيل النظام.

وإذا سارت الأمور على ما يرام، فإن الخطوة التالية ستكون تركيب عدة أميال من الطريق السريعة اللاسلكية خلال السنوات القليلة المقبلة. يقول بيكاريك: «أعتقد أن ما ستراه هو توسيع ممرات الشحن المهمة».

* خدمة «فاست كومباني» - خدمات «تريبيون ميديا».


مقالات ذات صلة

تقنية جديدة ترصد نشاط المخ في الرضع

صحتك صورة لإحدى الأمهات وطفلها ممن تم إجراء التجربة عليهم ويظهر فيها الجهاز على رأس الطفل ويتيح له حرية الحركة ما يسمح برصد النشاط العصبي (كلية بيركبيك)

تقنية جديدة ترصد نشاط المخ في الرضع

تتعرف على النشاط العصبي عبر السطح الخارجي للمخ بالكامل

د. هاني رمزي عوض
تكنولوجيا شريط «آرك» الصوتي المتقدم بتجسيم صوتيات مبهر

تعرف على مزايا نظام «سونوس» الصوتي «التركيبي» الذكي

صوت يتدفق بدقة فائقة وتقنيات تجسيم مبهرة

خلدون غسان سعيد (جدة)
الاقتصاد زوار يتوافدون في مؤتمر التقنية المالية «فنتك 24» بالرياض (تصوير: تركي العقيلي)

المدفوعات الرقمية والمحافظ الإلكترونية... مستقبل التجارة بالسعودية

يشهد قطاع التجارة الإلكترونية في السعودية نمواً متسارعاً مدفوعاً بالتحولات الرقمية وتبني التقنيات الحديثة بتشجيع الحكومة من خلال سنّ التشريعات وتسهيل المعاملات

آيات نور (الرياض)
تكنولوجيا «iOS 18» يجلب تحسينات في الأمان والتخصيص والأداء وتحديثات «Siri» مع ميزات جديدة مثل قفل التطبيقات ووضع الألعاب

تعرف على أبرز مميزات التحديث الجديد لآيفون «آي أو إس 18»

ستصدر «أبل» التحديثات الجديدة الخاصة بأجهزتها رسمياً، غداً (الاثنين)، ومن ضمنها تحديث «آي أو إس 18».

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص توفر «أونستار» خدمات الاستجابة التلقائية لحوادث الاصطدام والطوارئ والمساعدة في إيجاد المركبة المسروقة (جنرال موتورز)

خاص بعد إطلاق «أونستار»... كيف تعزز «جنرال موتورز» التحول الرقمي لقطاع السيارات السعودي؟

تقنية «OnStar» متوفرة الآن في سيارات «شيفروليه» و«جي إم سي» و«كاديلاك» في السعودية.

نسيم رمضان (لندن)

التهاب المفاصل الروماتويدي لدى كبار السن يرتبط بخلل الخلايا المناعية

التهاب المفاصل الروماتويدي لدى كبار السن يرتبط بخلل الخلايا المناعية
TT

التهاب المفاصل الروماتويدي لدى كبار السن يرتبط بخلل الخلايا المناعية

التهاب المفاصل الروماتويدي لدى كبار السن يرتبط بخلل الخلايا المناعية

كشف باحثون لدى جامعة «تسوكوبا» في اليابان آلية رئيسية تُسهم في خلل وظائف الخلايا التنظيمية التائية (المناعية) لدى مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي في مرحلة الشيخوخة، الأمر الذي يُلقي الضوء على سبب عدم التحكم بشكل كافٍ في الاستجابات (ردود الفعل) المناعية للجسم لدى هؤلاء المرضى.

ضعف الخلايا المناعية

وتشير الدراسة التي نُشرت في مجلة «Clinical Immunology» في 2 سبتمبر (أيلول) 2024، برئاسة إيساو ماتسوموتو بقسم أمراض الروماتيزم لدى معهد الطب في الجامعة، إلى أنه في حين أن الخلايا التائية التنظيمية المسؤولة عادة عن قمع الاستجابات المناعية تكون أكثر وفرة في مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي «rheumatoid arthritis» في مرحلة الشيخوخة، مقارنة بحالات التهاب المفاصل الروماتويدي الأصغر سناً؛ فإن وظيفتها القمعية تقل بصورة ملحوظة.

ويرتبط هذا الضعف بالتغيرات في النشاط الأيضي وزيادة التعبير عن بروتين موت الخلية المبرمج (PD - 1) «Programmed cell death protein» في الخلايا التائية التنظيمية داخل البيئة المصابة بالتهاب المفاصل.

بروتين موت الخلية المبرمج

وبروتين موت الخلية المبرمج هو بروتين مشفر في البشر، بوساطة جين يُدعى «PDCD1»، وهو مستقبِل سطح الخلية على الخلايا التائية الذي يؤدي دوراً في تنظيم استجابة الجهاز المناعي إلى خلايا جسم الإنسان عن طريق تثبيط الجهاز المناعي وتعزيز تحمل الذات، بوساطة قمع النشاط الالتهابي للخلايا التائية، وهو ما يمنع الأمراض المناعية الذاتية؛ لكنه يمكن أن يمنع أيضاً الجهاز المناعي من قتل الخلايا السرطانية.

التهاب المفاصل الروماتويدي

أحد أمراض المناعة الذاتية المزمنة والجهازية بطبيعته التي تؤدي بالجهاز المناعي لمهاجمة المفاصل مسببة التهابها وتدميرها. ويشير مرض المناعة الذاتية إلى مهاجمة جهاز المناعة والدفاع الطبيعي بالجسم أنسجته السليمة عن طريق الخطأ.

ومن الممكن أيضاً أن يدمّر جهاز المناعة أعضاء أخرى في الجسم، مثل الرئتين والجلد، وفي بعض الحالات يسبّب المرض الإعاقة، مؤدية إلى فقدان القدرة على الحركة والإنتاجية، ويرتبط لاحقاً بالإعاقة المبكرة.

خلل الخلايا التائية التنظيمية

وتُعرف هذه الخلايا سابقاً باسم الخلايا التائية الكابتة «suppressor T cells»، وهي مجموعة فرعية من الخلايا التائية التي تعدّل الجهاز المناعي، وتحافظ على تحمّل المستضدات الذاتية. كما أنها مثبطة للمناعة وتمنع أمراض المناعة الذاتية، ولذا فإن أي خلل فيها يؤدي إلى احتمال الإصابة بتلك الأمراض.

بالإضافة إلى تضاؤل قدرة الأشخاص الوظيفية في مرحلة الشيخوخة على قمع الاستجابات المناعية، وجد الباحثون أن إشارات «الإنترفيرون» من النوع الأول المعززة قد أسهمت في خلل وظائف الخلايا التائية التنظيمية في التهاب المفاصل الروماتويدي. وقد أدى مسار الإشارات هذا إلى تقليل وظيفة الخلايا المثبطة؛ ما أدى إلى تفاقم الالتهاب. وأصبح نشاطها الأيضي متغيراً، بما في ذلك انخفاض معدلات استهلاك الأكسجين، وهو ما يشير إلى ضعف الوظيفة الخلوية.

وحدّدت الدراسة مجموعات مميزة من الخلايا التائية التنظيمية لدى مرضى التهاب المفاصل الروماتويدي المسنين، مقارنة بالمرضى الأصغر سناً، وهو فرق لم يُلاحظ لدى الأفراد الأصحاء، وهذا يشير إلى التغيرات المرتبطة بالعمر في وظيفة الخلايا التائية التنظيمية الخاصة بالبيئة المصابة بالتهاب المفاصل الروماتويدي.

استراتيجيات علاجية

ويسلّط البحث الضوء على أهمية فهم التغيرات المناعية المرتبطة بالعمر في تطوير استراتيجيات علاج أفضل لمرضى التهاب المفاصل الروماتويدي لدى المسنين؛ إذ إن العلاجات الحالية التي تستهدف الالتهاب بصورة عدوانية قد تؤدي إلى تفاقم المضاعفات، مثل: العدوى، والتهاب الأعضاء، والسرطان.

ويفتح هذا البحث آفاقاً جديدة لاستهداف خلل الخلايا التنظيمية وإشارات «الإنترفيرون» من النوع الأول في علاج التهاب المفاصل الروماتويدي. إن تطوير العلاجات التي تعدّل هذه المسارات بصفة خاصة يمكن أن يساعد في تحسين التنظيم المناعي وتقليل عبء العلاجات العدوانية للمرضى المسنين المصابين بالتهاب المفاصل الروماتويدي.