تصنيع «طائرة بدون طيار» و«أطباق طائرة»بالطاقة الشمسية.. في جامعة تبوك

طلاب موهوبون شاركوا أستاذهم في مشروع «توطين التقنية»

كشف «أ.د.صلاح الدين حافظ عمر» -المشرف العام على وحدة الموهبة والإبداع بجامعة تبوك- عن تصميم منظومة من طائرات بدون طيار، وأطباق طائرة تعملان بالطاقة الشمسية مرتبطة بمحطة أرضية مشتركة؛ لخدمة البيئة، والصحة، والإنقاذ، حيث صُنعت من الألياف الزجاجية و»الكيفلر» و»الروبوتات» الأرضية المتنوعة المزودة بقائد آلي.
وقال في حديث ل»الرياض»إنّه يمكن الإفادة من المنظومة في مناطق الحج بمكة المكرمة، والمناطق البحرية، والساحلية، والجبلية، والصحراوية، حيث يمكن لجميع الطائرات والمحطة الأرضية تبادل المعلومات آنياً والتنسيق المستمر بينهم وبين مراكز أخرى ثابتة مثل المستشفيات، أو المتحركة مثل سيارات الإسعاف، وذلك بصورة آلية بناء على المستجدات والنتائج، وفيما يلي نص الحوار:
كفاءة عالية
* بدايةً حدثنا عن المنظومة، وكم استمر العمل فيها؟
- استمر العمل في تصميم وتصنيع وبرمجة المنظومة أكثر من عامين من العمل الشاق، بإشراك طلاب الوحدة المميزين والموهوبين، حيث تتكون المنظومة من الطائرة (سهم2) المطورة من (سهم1) بدون طيار، والمزودة بخلايا شمسية عالية الكفاءة، والمصنعة بورشة الوحدة من الألياف الزجاجية و»الكيفلر»، وجناح الطائرة طوله (320 سم) وتزن (18 كجم)، وقادرة على حمل (20 كجم) وأقصى سرعة لها (430 كم/ساعة)، وأقصى ارتفاع (12 كم) وجسم الطائرة كبير الحجم يمكنها من الاتساع لاستيعاب العديد من الأجهزة العلمية بسهولة، وتستخدم في الأماكن الجغرافية الواسعة لتغطية مساحات جغرافية كبيرة مترامية الأطراف في زمن قصير، كما أنّ المنظومة تشمل الطبق الطائر بدون طيار (شهاب1)، والمزود بخلايا شميسة عالية الكفاءة، والمصنع بورشة الوحدة من الألياف الزجاجية، ويزن (24 كجم)، وقادر على حمل (35 كجم) من الأجهزة العلمية، ويبلغ قطره (220 سم) وسمكه (19 سم)، ويستخدم في المساحات الجغرافية المحدودة مثل منطقة «منى» و»مزدلفة» و»عرفات».
وتشمل المنظومة أيضا الروبوت الأرضي (المستكشف1) الذي تبلغ أبعاده (60 سم×80 سم)، والمزود بمنظومة طيار آلي، وقادر على السير لعشرات الكيلومترات بصورة مستمرة، ومزود بخلايا شمسية عالية الكفاءة، ويحمل على ظهره الروبوت (الدخيل1) صغير الحجم، والذي يتم إنزاله من ظهر المستكشف في حالة وجود أماكن ضيقة لا يمكن للمستكشف الدخول فيها؛ لإتمام المهمة ثم العودة لظهر الروبوت الأم بعد إتمام المهمة، والروبوت (الدخيل1) قادر على السير مقلوباً بالكفاءة نفسها إذا صادفته تضاريس وعرة أدت لقلبه، وذلك حتى يتوفر له المكان المناسب ليعدل وضعه، ويمكنه السير لعدة كيلومترات، ويتم شحنه من الروبوت الأم بمجرد صعوده على ظهرها بصورة آلية.
د.صلاح الدين ل«الرياض»: تستخدم لأغراض البيئة، الصحة، خدمات الحج، المراقبة، الإنقاذ في الكوارث، كشف النفايات السامة، الآثار القديمة
بيانات ومعلومات
* كيف تكون استخدامات المنظومة؟
- منظومة الأجهزة العلمية المحمولة والثابتة تتكون من أجهزة متقدمة للقياسات البيئية مثل جهاز قياس وتحليل بيانات الجزيئات العالقة بالجو، وتزن هذه المنظومة (18 كجم) وتستخدم في قياس التلوث البيئي من عوادم السيارات في الهواء، وكذلك رسم خريطة السحب وتحليل بياناتها، وتستطيع هذه المنظومة قياس توزيع الجزيئات الصلبة والرملية في الهواء؛ لتحديد أفضل مسارات لأرتال السيارات التي تسير في الصحراء والطرق الوعرة غير الممهدة وللطائرات منخفضة الإرتفاع، وتمكن من اختيار أفضل المسارات لشق الطرق الجديدة أو إنشاء مسارات جديدة لخطوط قطارات السكك الحديدية، بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها في القياسات.
بيانات الحاج
* ماهي الخدمة التي يقدمها الطبق الطائر للحجاج؟
- يتابع جهاز صغير يتم تسليمه للحاج بمجرد وصوله للحج الحالة الصحية للحاج، وتحديد موقعه، ويرسل هذه البيانات للطائرة وللمحطة الأرضية، وفي حالة تدهور صحة الحاج تتعرف منظومة الطائرة على الوضع، وترسل بيانات الحاج وموقعه لاسلكياً إلى أقرب سيارة إسعاف، وترسل للسيارة أفضل مسار تسلكه للوصول في أسرع وقت للحاج لإسعافه؛ من واقع صور وبيانات مراقبة الطرق في منطقة الحج التي ترسلها الطائرة، كما توضح جميع بيانات الحاج الصحية للمسعفين بسيارة الإسعاف، وتاريخ حالته الصحية، وأفضل طريقة لإسعافه والتعامل معه.
النفايات السامة
* ماذا عن كشف المواد الضارة في المشاعر؟
- يمكن لمنظومة التصوير بكاميرا فائقة الأطياف صغيرة الحجم تزن أقل من(4 كجم) أن تغطي المجال من (350 نانومتر) وحتى (2500 نانومتر) للأشعة المرئية والقريبة من تحت الحمراء، وتغطي حوالي (250) شريطا من الأطياف في هذا النطاق، وتستخدم في التعرف على المواد البيولوجية، والكيماوية، والمعادن الضارة، ويمكنها التعرف على النفايات السامة الموجودة على سطح الأرض أوالمدفونة، حيث يمكنها تحديد أماكن أي نفايات سامة تتواجد في «منى» أو»عرفات» أو»مزدلفة»، وتحديد نوعها، وموقعها بدقة بالغة، وترسل البيانات فوراً من الجو لأقرب محطة أرضية للتعامل مع هذه النفايات السامة بالطريقة المناسبة من دون تأخير؛ لمنع الأضرار البيئية، والحفاظ على صحة الحجاج، كما يمكنها التعرف على أي نفايات ضارة من المجازر الموجودة بمكة، وتحديد أماكنها، وإرسال البيانات لأقرب محطة أرضية للتعامل معها، كما يمكنها التعرف على المواد المشتبه في كونها متفجرات.
إطفاء الحريق
* إذاً، ستساهم في مراقبة الحرائق وحركة السيارات؟
- بالتأكيد، المنظومة بها كاميرة حرارية تغطي الأطياف من (5000 نانومتر) وحتى (8000 نانومتر) ومن (12000 نانومتر) حتى (18000 نانومتر)، وتتعرف على النفايات السامة في الحج المدفونة تحت الأرض أو الظاهرة، كما تراقب إندلاع أي حريق بمخيمات الحجاج وتتصل بصورة آلية بأقرب دفاع مدني لإطفاء الحريق مع تزويده ببيانات تفصيلية عن الوضع الحالي لحركة السيارات في الشوارع الموصلة لمكان الحريق، وأفضل مسار للوصول لمكان الحريق، ويتم وضع طفايات حريق وصنابير شبكة مياه الحريق التي يتم نشرها في كل خيمة، وتعريفها بأكواد محددة يتم التحكم فيها عن بعد من المحطة الأرضية، التي وصلت إليها البيانات من الطائرة لإطفاء الحريق في وقت مبكر يحافظ على أرواح الحجاج، من دون الحاجة لإرسال سيارات إطفاء الحريق لأماكن الحرائق بالخيام، كما تتوثق هذه المنظومة من نتائج تحليل بيانات منظومة الكاميرة فائقة الأطياف في المجال المرئي والقريب من تحت الحمراء والمساعدة على تحليلها بصورة أفضل وأدق وأكثر عمقاً.
أجهزة المراقبة
* هل تستخدم المنظمة أي نوع من أجهزة المراقبة؟
- نعم، في المنظومة «رادار» يخترق التربة متناهي الصغر، يزن أقل من(3 كجم)، ويتعرف على النفايات السامة المدفونة تحت التربة بالحج، كما يمكنه تحديد أماكن الألغام الأرضية أو المتفجرات المدفونة، وتحديد أماكن أي مبان مدفونة تحت الأرض مثل الآثار القديمة.
* وما دور المحطة الأرضية؟
- تقارن المحطة الأرضية البيانات الواردة إليها من «الرادار»، والكاميرات الحرارية، والكاميرات فائقة الأطياف للوصول إلى موثوقية عالية لتحديد مصادر الخطر، والتوثق من النتائج، وتحديد المكان وكيفية التعامل مع الخطر، وتحديد أقرب جهة للتعامل معه وتزويدها ببيانات أفضل مسار للوصول إليه، وحالة الطريق وصور جوية له.
* كلمة أخيرة
- كل الشكر والتقدير والعرفان نقدمه لمعالي مدير الجامعة د.عبدالعزيز العنزي على دعمه وتشجيعه ورعايته لوحدة الطلاب الموهوبين بالجامعة، والذي بدون دعمه ما كان لهذا المشروع أن يرى النور، كما أشكر الطلاب الموهوبين فادي الشمري، ومحمد البلوي، وإبراهيم صالح العبيدان، وأحمد عيسى، ومشعل الحربي، ومحمد إسماعيل عسيري، حيث بذلوا جهداً طيباً في المشروع، وهم من أفضل الطلاب الموهوبين بالجامعة، ولديهم الحافز لتحمل العمل الشاق والمجهود لفترات طويلة كانت تستمر في أحيان كثيرة حتى ساعات الصباح الأولى، وفي أحيان أخرى يستمر العمل بالوحدة عدة أيام متواصلة، خاصةً في المرحلة النهائية من المشروع، والتي جاءت في إجازة الفصل الدراسي الأول لهذا العام، وقد انسحب العديد من الطلاب بسبب طبيعة العمل الشاقة في الوحدة والتي لم يتحملوها، في حين صمدت هذه المجموعة المتميزة من الطلاب واستمرت حتى النهاية بعزيمة وإصرار، ومنهم من تابع العمل بالوحدة بالجهد حتى بعد تخرجه، وتعيينه معيداً بالجامعة.