طائرة من دون طيار على شكل طائر

تصمم بقوائم تسمح لها بأن تجثم على أسلاك الهاتف

طائرة من دون طيار على شكل طائر
TT

طائرة من دون طيار على شكل طائر

طائرة من دون طيار على شكل طائر

هل هو طائر أم طائرة روبوتية من دون طيار، وهي تراقبك من على أسلاك الهاتف؟ إنها في الواقع طائرة روبوتية (درون) بقوائم يمكنها أن تجثم كالطائر، أو حتى الحطّ على الأرض والسير عليها. لقد قامت شركة «فيشوا روبوتكس» Vishwa Robotics في برايتون، ماساتشوسيتس في أميركا، بتصميم القوائم كإضافة إلى طائرات سلاح الجو الأميركي التي تعمل من دون طيار.
تصميم الطيور
والطائرات الصغيرة عادة من هذا النوع تنقصها عجلات الهبوط، والكثير منها تعتمد على الهبوط من دونها، بصورة متحكم بها، وهي عملية غير متقنة نوعا ما، مقارنة بكيفية هبوط الطائر بشكل دقيق وأنيق على الأرض. وكانت الشركة قد درست عشرات فصائل الطيور وسجلت كيفية نزولها على الأماكن والحط عليها مستخدمة كاميرا عالية السرعة. وتعتمد قوائم طائرة «درون» هذه على شكل قوائم طائر العوسق الأميركي.
وتقوم هذه الطائرة بالحط بشكل قائم بقبضة قوية من قوائمها بفعل محرك كهربائي، ومخالبها حادة جدا، مما يصعب فك قبضتها بسهولة.
ويقوم كومبيوتر بتوظيف كاميرا عن بعد بالتحكم بعملية الطيران، ومن ثم التحكم بالطائرة لوضعه في الوضع الصحيح للهبوط، تماما مثل الطائر الحقيقي. ويتوجب على «درون» هذه التوقف فجأة عن الطيران تماما فوق منطقة الهبوط، وبالتالي الحط ببطء وبصورة متحكم بها، حتى تلامس قوائمها البقعة المنشودة هذه. وتعمل هذه القوائم أيضا كمخمدات للصدمات أيضا. ويمكن للطائرة الآلية القفز خطوات قصيرة مما يمكنها دخول المباني والعمارات واستكشاف ما فيها.
ويمكنها أيضا الوصول إلى الأماكن المناسبة جدا للقيام بعملية الرصد والمراقبة القريبة بشكل خفي، بدلا من التحليق والمراقبة من الأعالي. والأهم من ذلك، فهي لا تستخدم أي طاقة، بل تشحن ذاتها بواسطة خلاياها الشمسية، مما يجعلها تعمل لفترات غير محددة.
وتقليد الحيوانات بأسلوب كهذا لاقى حظوة لدى جوستين ثوماس من قسم الروبوتات العامة في جامعة بنسلفانيا. «فمثل هذا المسعى للمحاكاة البيولوجية له فوائده في إطالة أمد المراقبة والعمل المطلوب، لأن الروبوت الطائر هذا يمكنه أن يحط ويقتصد بالطاقة»، كما يقول. وكان فريق ثوماس قد صنع سابقا طائرة من دون طيار يمكنها من التقاط الأشياء عن الأرض. «وهذا له فوائده لتطبيقات مثل الرصد البيئي، والتأسيس لشبكات الاتصالات بصورة مؤقتة، كما يحصل عادة أثناء الكوارث الطبيعية»، على حد قوله.



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»