تصميم مطور لسيارة طائرة للنقل العسكري

تحلق ذاتيا وتعمل بنظم الذكاء الصناعي

تصميم مطور لسيارة طائرة للنقل العسكري
TT

تصميم مطور لسيارة طائرة للنقل العسكري

تصميم مطور لسيارة طائرة للنقل العسكري

تقوم شركة «أدفانس تاكتكس» للأساليب المتطورة التي تأسست عام 2007 بتصميم مركبات فريدة، غالبيتها للاستخدامات العسكرية. وكانت الشركة قد شرعت في العمل على مركبة «بلاك نايت ترانسفورمر» في Black Knight Transformer عام 2010 عبر سلسلة من النماذج الأولية التي وصلت في العام الماضي كنموذج كامل الحجم يعمل على الغاز تحت اسم «ترانسفورمر»، أي المركبة المتحولة، أو المتأقلمة.
وستقوم المركبة كما تأمل في يوم من الأيام بالتنقل دخولا وخروجا من ساحات القتال، حاملة المؤن ومخلية الجرحى من دون المخاطرة بالمزيد من الأرواح. وقد يشمل هذا الطيران نقاط الهبوط الآمنة، ثم التنقل بريا إلى المناطق الخطرة. ولدى تعذر القيادة والتنقل بريا، التحليق فورا إلى مناطق أكثر أمانا، لأن التنقل البري لحاله أحيانا قد لا يفي بالغرض.

* تصميم مستقبلي
وتعمل المراوح الست التي تحد المركبة من الجوانب عن طريق محركات احتراق لرفعها عن الأرض. وفي تجارب التحليق الأولى التي نفذت في مارس (آذار) الماضي، حامت المركبة بشكل ذاتي ومستقل على علو عشر أقدام فوق سطح الأرض، وكانت مربوطة بشريط منعا لحصول طارئ معين، وتوقفت المحركات فجأة، لكن شركة «أدفانس تاكتكس» تقول إنها بمقدورها التحليق إلى ارتفاع آلاف الأقدام.
ويجوز الملاحظة هنا أن المركبة هذه هي شاحنة طائرة، أو طائرة يمكنها السير على الطرقات، ولنبق الأمر عند هذا الحد، غير أن مشروع «ترانسفورمر » لم يكن يتحقق من دون التقنيات السريعة القليلة التي رأيناها تتحقق على مستويات صغيرة على يد المتحمسين لها والموجهة إليهم.
وتستخدم الطائرة قوى دافعة متفاوتة أشبه بطائرة هليكوبتر رباعية المراوح. ولكي ترتفع وتنخفض، أو تهبط، يجري مد المراوح جميعها بقوة دافعة ثابتة متساوية، ولكي تتوجه يمينا يجري مد المراوح الموجودة على الجانب الأيسر بقوة أكبر من مراوح اليمين، والعكس بالعكس.
ونظرا إلى بساطة هذا التنظيم لا تحتاج «ترانسفورمر» إلى سطوح إدارة وتحكم، مثل الرفاريف الموجودة على أجنحة الطائرات، أو مراوح توجيه كتلك الموجودة على طائرات الهليوكوبتر، وهذا لم يكن ممكنا من دون وجود برمجيات ذكية، ومجسات استشعار.
ويمكن أيضا للمركبة برمتها التحليق ذاتيا، إذ توجد شبكة من البرامج الكومبيوترية، والمستشعرات، وأجهزة الطيران، التي تشكل كلها الربان الذي يعمل بالذكاء الصناعي. والتقنية ذاتها تقوم ذاتيا أيضا بتثبيت الطائرات الصغيرة من دون طيار، التي يستخدمها الهواة تاركة أدوات التحكم البسيطة إلى الشخص الذي يقودها.
وأخيرا فإن «ترانسفورمر» هي مركبة معيارية تكاملية مما يسمح بخدمتها وصيانتها وتصليحها بسهولة، فضلا عن جعلها متعددة المهام والأغراض، من دون الحاجة إلى استبدال المركبة كلها عند ترميمها. ومثل هذه المعيارية شرعت تنسحب على المجالات الأخرى، فمشروع «بروجيكت آرا» من «غوغل» على سبيل المثال يرمي إلى إنتاج هواتف ذكية معيارية.
ويمكن لشخصين في ساحة المعركة استبدال المراوح، في حين يمكن إزالة الأجزاء الثقيلة التي تخص جزء النقل البري من المركبة، بغية زيادة الحمولة، أو استبدالها، لكي يحل محلها قارب، أو مركبة برمائية للمناطق الرطبة.
وسواء كانت هذه المعيارية التكاملية لها معنى على صعيد الهواتف الذكية أم لا؟ فقد نرى كيف أنها قد تكون مفيدة كمركبة عسكرية، بحيث إنها قد تحل محل ثلاث مركبات معا، وتقوم بمهامها، مما يخفض من العدد المطلوب منها. أما بالنسبة إلى عمليات التصليح السريعة في المناطق الحربية النائية، فكلما كان الأمر بسيطا وسريعا، كان ذلك أفضل.
والسؤال هنا هل تشق هذه المركبة طريقها من عالم الحرب إلى عالم السلم قريبا؟ أولا المركبة هذه لم تشق طريقها إلى عالم العسكر بعد؟ فهي لا تزال في أطوارها الأولى، وتبدو كحماصة الخبز المهلهلة، وهدفا عسكريا سهلا أثناء تحليقها. وتقول الشركة الصانعة إن النسخة النهائية ستكون أكثر إنسيابية. ومن خلال النظر إلى مخططاتها ستكون أكثر تدريعا، وستحمل النسخة النهائية منها 1000 رطل من المعدات والأجهزة، أو خمسة ركاب إلى مسافة 300 ميل، بسرعة 150 ميلا في الجو، و70 ميلا على الأرض.



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»