سفن ذاتية القيادة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد

لخدمات التوصيل والنقل ورصد البيئة في قنوات الأنهار

صمم علماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أسطولاً من المراكب البحرية ذاتية القيادة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد القادرة على نقل الركاب والبضائع، للمساعدة في تخفيف الزحمة التي تحصل في الممرات المائية في المدن الثرية بها، مثل أمستردام وبانكوك والبندقية، حيث تجري الأقنية المائية أسفل الشوارع والجسور.
تقدّم هذه السفن البحرية الذاتية القيادة قدرة عالية على المناورة والسيطرة الدقيقين. يمكن لتطوير هذه المركبات بواسطة آلات طباعة منخفضة الكلفة أن يزيد جدوى صناعتها بأعداد كبيرة.
سفن ليلية
في المستقبل، يرجّح العلماء التوصّل إلى ضبط هذه المركبات الذاتية القيادة بحيث تصبح قادرة على الخدمة خلال الليل، بدل ساعات الاحتقان خلال النهار، لتخفّف المزيد من الازدحام على الطرقات وفي القنوات المائية.
وتقول دانييلا راس، الباحثة في المعهد: «تخيّلوا تعديل أوقات بعض خدمات البنى التحتية التي غالباً ما تحصل خلال النهار على الطرقات، كخدمات التوصيل وإدارة النفايات والمخلّفات، لتصبح ليلية، عبر استخدام أسطول من القوارب الذاتية القيادة».
تأتي القوارب، التي يبلغ حجمها أربعة أمتار طولا ومترين عرضا، مجهّزة بأجهزة استشعار وأجهزة تحكّم صغيرة، وأجهزة تعقّب للمواقع، وغيرها من الأدوات التي يمكن برمجتها وتجميعها لتتحوّل إلى جسور عائمة، ومسارح حفلات، ومنصات، وأسواق طعام، وغيرها من الهياكل بغضون ساعات. وتقول راس في حديث نقله موقع «دي إن إيه»: «من جديد، يمكن لبعض النشاطات التي تحصل عادة على اليابسة وتتسبب في اضطراب حركة المدن، أن تحصل في أوقات معيّنة في المياه».
استشعار بيئي
يمكن تجهيز القوارب أيضاً بأجهزة استشعار بيئية لمراقبة مياه المدن ومعرفة المزيد من المعلومات حول صحة المدن والسكان فيها.
لصناعة القوارب، طبع العلماء هيكلاً مستطيلاً بواسطة طابعة تجارية ثلاثية الأبعاد، وأنتجوا 16 قسماً منفصلاً ثم وصلوها ببعضها. تطلّبت عملية الطباعة حوالي 60 ساعة، وتمّ بعدها إغلاق الهياكل المكتملة من خلال لصق طبقات متعدّدة من الألياف الزجاجية.
يتضمّن الهيكل المكتمل مصدراً للطاقة، وهوائيات واي - فاي، جي.بي.إس، وكومبيوترا صغيرا، وجهاز تحكّم مصغّرا. لضمان تمركز دقيق. واستخدم الباحثون نظام أجهزة صوت داخلية ووحدات جي.بي.إس تعمل بالحركة المجرّدة الآنية، تتيح التمركز الدقيق على مستوى سنتيمترات، إلى جانب وحدة قياس ممانعة مهمتها مراقبة الانعراج وزاوية السرعة، وغيرها من المقاييس.
يأتي المركب بتصميم مستطيل مختلف عن أشكال قوارب التجديف التقليدية، للسماح للمركبة بأن تتحرك بشكل جانبي وأن تتصل بقوارب أخرى عند تجميع الهياكل.
استخدم الباحثون منصة فعالة لبرامج كومبيوترية ممنهجة (خوارزميات) لتوقّع ما يحدث في عمليات السيطرة. وهي تستطيع وبسرعة تحديد أي نشاطات أو زيادة متوقعة في سرعة الخوارزميات من خلال ترتيبين مرتبطين بالحجم تصدرهما أنظمة مشابهة. ففي الوقت الذي تحصل فيه خوارزميات أخرى على المعلومات في حوالي 100 جزء من الثانية، تحصل خوارزميات الباحثين هذه عليها في أقلّ من جزء من الثانية.
يقول الباحثون إنّ الابتكارات الواضحة في تصميم وصناعة القوارب، إلى جانب خوارزميات السرعة الفائقة الدقة، تبشّر بصناعة مراكب ذاتية القيادة فعالة تستخدم للتنقل، الرسو، والتجميع الذاتي في منصات أخرى.