أقمار صناعية رخيصة للتنقيب عن المعادن الثمينة في مكبات النفايات

توظف أيضا لرصد أعداد اللاجئين وظاهرة التصحر

أقمار صناعية رخيصة للتنقيب عن المعادن الثمينة في مكبات النفايات
TT

أقمار صناعية رخيصة للتنقيب عن المعادن الثمينة في مكبات النفايات

أقمار صناعية رخيصة للتنقيب عن المعادن الثمينة في مكبات النفايات

يعكف المصممون على التحضير لمخططات كبيرة لإنتاج أقمار صناعية صغيرة، فمع وجود جحافل من الأقمار الرخيصة تملأ الفضاء القريب من الأرض، شرع الباحثون والشركات الجديدة الناشئة في طرح منظور جديد حول النشاطات والفعاليات الأرضية التي تراوح بين التجارة العالمية، واستكمال فنون التنقيب في مكبات النفايات، بحثا عن المواد التي يمكن إعادة تدويرها.
في العاشر من شهر يونيو (حزيران) الماضي استحوذت شركة «غوغل» على شركة «سكايبوكس إميجنغ» التي مضى على تأسيسها خمس سنوات في وادي السليكون، مقابل 500 مليون دولار. وتملك الشركة هذه سلفا قمرا صناعيا بحجم متر مكعب يدعى «سكاي سات-1» يدور حاليا في مداره، كما أنها تخطط لـ23 قمرا إضافيا، كل منها بقدرات فيديوية وتصوير عالي الوضوح والتحديد. وتصميم هذه الأقمار هو تكرار للأقمار الصناعية 10 سنتيمترات الصغيرة الحجم جدا، التي كانت تستخدم للأبحاث العلمية منذ عام 2003.

* معلومات تجارية واقتصادية
الأمر الذي يجتذب «غوغل» والشركات الأخرى لهذه الأقمار هو إمكانية الحصول على معلومات وبيانات مفيدة من صور الأقمار الصناعية. ومثال على ذلك يمكن للتجار دفع مبالغ إضافية للحصول على معلومات مفصلة عن كميات النفط المتوافرة في مستودعات التخزين في دول حول العالم، بغية توقع أسعار التجزئة التي هي مؤشر اقتصادي مهم. ويمكن أن تجري مثل هذه الأمور أيضا عند إحصاء عدد المركبات الموجودة في ساحات مواقف السيارات والمتاجر الكبرى. وكانت «غوغل» قد ذكرت أنها قد تستخدم الصور لتحسين «غوغل إيرث» وتطبيق خرائط «مابس»، على الرغم من أن ذلك قد يشكل بداية هذه المخططات.
والتنقيب بأسلوب مختلف قد يصبح أكثر دقة أيضا عن طريق هذه الأقمار، فمن الشركات الجديدة الناشئة مثلا التي تحاول الاستثمار في اتجاه ناجح جدا جديد «تيرا ريكفوري» التي مقرها «هارويل» في المملكة المتحدة، فهي راغبة في استئجار الأقمار الصناعية الموجودة حاليا في مداراتها بغية التنقيب في مواقع المكبات بحثا عن المواد الثمينة.
والتنقيب في المكبات ليس بالأمر الجديد، لكنه عالي الكلفة جدا. وثمة 25 ألف مكب ناشط، أو تاريخي قديم، في المملكة المتحدة، لكن العثور على ما فيها يعني حفر مائة حفرة بعمق 25 مترا لاستخلاص عينات منها، وتكلف كل حفرة، مع فحص عيناتها، نحو 1200 جنيه إسترليني (نحو 3 آلاف دولار).

* استطلاع أرضي
ومع ذلك فإن الحافز للتنقيب عن مكبات النفايات كبير، ففي الولايات المتحدة والمملكة المتحدة، فإن نحو نصف علب المشروبات الغازية من الألمنيوم يجري تدويرها فقط، مما يعني أن استعادة نصف هذه الكميات المتبقية وحدها كافية، وبالتالي جعل التنقيب أمرا عمليا. وهناك أيضا المعادن النادرة التي يمكن استعادتها من الأجهزة الإلكترونية التي جرى طرحها والتخلص منها، إلى جانب الصفيح والقصدير والنحاس والذهب. لكن ينبغي أن تكون هناك إمكانية للوصول إليها، فالمكبات المغطاة بالنباتات لا تصلح، كذلك تلك التي جرى البناء عليها، وهنا يأتي دور الأقمار الصناعية.
وقال غريك فيتزجرالد، أحد مؤسسي «تيرا ريكفوري»، في اجتماع لمجموعة مؤيدة للأعمال التجارية الفضائية نظمته الحكومة البريطانية في لندن «إذا ما أعطتنا الأقمار الصناعية ألف موقع، من أصل 25 ألفا من التي يمكن التنقيب فيها في المملكة المتحدة، فإننا في هذه الحالة سنقوم باستخدام الطائرات الصغيرة من دون طيار لأغراض الاستطلاع، والحصول على صور غنية أكثر بالتفاصيل، مثل طبيعة السطح وما يغطيه من أعشاب». وأضاف «يمكننا أيضا استخدام المستشعرات الأخرى لتقييم مستويات انبعاث غاز الميثان والمخاطر التي تكتنفها العمليات الاستكشافية». وبداية، فإن الشركة تخطط لاستخدام المعلومات التي قامت بجمعها الأقمار الصناعية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، التي لها قدرة تحديد تبلغ مترا واحدا، لكنها قد تتحول لاحقا إلى الأقمار الصناعية، مثل أقمار التصوير المكعبة الـ28 التي تملكها شركة «بلانت لابس» التي مقرها سان فرانسيسكو، والتي تحلق حاليا في مداراتها. وترغب «بلانت لابس» في النهاية في الحصول على أسطول من 100 قمر صغير، مما يكفي لتجديد صور كوكب الأرض كله يوميا، وفقا لآرن جامباسوت، مهندس التصوير بالشركة، فهذا من شأنه رصد التغيرات السريعة، مثل عدد اللاجئين الذين ينزحون من مناطق النزاع، أو ظاهرة التصحر كما يضيف، فعن طريق برنامج تفاعلي تواصلي مفتوح يمكن لأي كان تطوير تطبيقات يمكنها بدورها استخدام هذه الصور.



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»