- إنضم
- 27 أغسطس 2009
- المشاركات
- 9,539
- التفاعل
روبوت غواص بتقنية متطورة للإحساس باللمس لدراسة الشعاب المرجانية في أعماق البحار
مستكشف البحر الاحمر الالي
الأبحاث تحت سطح البحر وخصوصاً استكشاف المياه العميقة ودراستها مهم جداً لفهم الأنظمة البيئية المحيطة ودراسة مواردها والتغيّرات الحاصلة نتيجة العوامل البيئية سواءً الطبيعية منها أم البشرية. إلا أن مثل هذه الدراسات والاستكشافات لا تتم دون عقبات كبيرة مثل خطورة المنطقة أو صعوبة الوصول إليها، فضلاً عن التكلفة الباهظة التي غالباً ما ترتبط في هذا النوع من الأبحاث. كما أن محدودية قدرات الغواصين في الوصول لأعماق كبيرة تشكل تحدياً آخر في عملية استكشاف قيعان البحار والمحيطات. لهذا يعتمد علماء البحار على الغواصات البحرية التي أثبتت قدرتها وتفوقها الكبيرين في استكشاف قاع المحيطات، إلا أنها تفتقر إلى الحد الأدنى من مهارة الإنسان الضرورية في الأبحاث العلمية مثل أداء المهام البسيطة كجمع العينات وعمل التجارب الميدانية والقدرة على الغوص في الأماكن الضيقة والوعرة، إضافة إلى تصميمها الغير ملائم للعمل في البحار ذات الطبيعة الهائجة.
مستكشف البحر الاحمر الالي
الأبحاث تحت سطح البحر وخصوصاً استكشاف المياه العميقة ودراستها مهم جداً لفهم الأنظمة البيئية المحيطة ودراسة مواردها والتغيّرات الحاصلة نتيجة العوامل البيئية سواءً الطبيعية منها أم البشرية. إلا أن مثل هذه الدراسات والاستكشافات لا تتم دون عقبات كبيرة مثل خطورة المنطقة أو صعوبة الوصول إليها، فضلاً عن التكلفة الباهظة التي غالباً ما ترتبط في هذا النوع من الأبحاث. كما أن محدودية قدرات الغواصين في الوصول لأعماق كبيرة تشكل تحدياً آخر في عملية استكشاف قيعان البحار والمحيطات. لهذا يعتمد علماء البحار على الغواصات البحرية التي أثبتت قدرتها وتفوقها الكبيرين في استكشاف قاع المحيطات، إلا أنها تفتقر إلى الحد الأدنى من مهارة الإنسان الضرورية في الأبحاث العلمية مثل أداء المهام البسيطة كجمع العينات وعمل التجارب الميدانية والقدرة على الغوص في الأماكن الضيقة والوعرة، إضافة إلى تصميمها الغير ملائم للعمل في البحار ذات الطبيعة الهائجة.
ولأن جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية مهتمة جداً في وضع الحلول للتحديات العالمية وخصوصاً البيئية منها والتي تشكل أحد محاور أبحاثها الاستراتيجية، فقد دخلت في مشروع تعاوني طموح أطلق عليه اسم مستكشف البحر الأحمر الآلي، مع كل من جامعة ستانفورد العريقة وشركة ميكا روبوتكس العالمية على مدى السنوات الثلاث الماضية بهدف تطوير روبوت غواص متطور جداً يرفع من كفاءة أبحاث قاع البحر ويجسد نقلة نوعية في تقنيات الروبوتات البحرية.
ويجري هذا المشروع البحثي في جامعة الملك عبدالله بالتعاون بين قسم العلوم والهندسة الحاسوبية والكهربائية والحسابية (CMSE) ومركز أبحاث البحر الأحمر في قسم العلوم والهندسة البيولوجية والبيئية (BESE) ، وفريق مختبر الذكاء الاصطناعي في جامعة ستانفورد . ويضم فريق جامعة الملك عبدالله كل من البروفيسور خالد سلامة والبروفيسور زابير إريغوين، والبروفيسور كريستيان فولسترا. ويقود فريق ستانفورد البروفيسور أسامة خطيب ومارك كوتكوسكي، وهذا المشروع مدرج تحت منحة AEA3 للأبحاث التعاونية.
ويقول البروفيسور فولسترا، أستاذ مساعد في علوم البحار في مركز أبحاث البحر الأحمر، إن بداية المشروع كانت عندما تواصل البروفيسور خالد سلامة، أستاذ في قسم الهندسة الكهربائية في جامعة الملك عبدالله، مع بعض أصدقائه الباحثين في جامعة ستانفورد من أجل مساعدتنا في تصميم واجهة نظام (روبتية) جديدة. ورحب فريق ستانفورد بالفكرة واقترحوا علينا تطوير روبوت يعمل تحت الماء. ويعدّ فريق جامعة ستانفورد من رواد باحثي الروبوتات الموجهة لخدمة الإنسان. حيث يتطلب هذا المجال تطوير برمجيات الذكاء الاصطناعي البالغة التعقيد ودراسة كيف تتحرك الروبوتات وتتفاعل مع المحيط الخارجي بشكل مستقل وفي بيئات معينة، والحفاظ على توازنها دون التأثر بالتيارات تحت الماء بحيث يتيح المجال للباحث في التركيز على بحثه دون الاهتمام بهذه المؤثرات. كما يضم الروبوت تقنية متطورة تحاكي اللمس والاحساس باليد يستطيع الباحث من خلالها الشعور بملمس الأجسام التي يمسكها الروبوت في الوقت الفعلي وبذلك يتكون لديه انطباع عن طريقة التعامل مع هذه الأجسام وتقييمها. يقول البروفيسور فولسترا: "نحن الآن قادرون على تلمس واستشعار الأجسام في قاع المحيطات دون الحاجة للغوص".
وتحدث البروفيسور فولسترا عن أن العمل مستمر في الوقت الحالي لتجميع قطع الروبوت في مختبر الذكاء الاصطناعي في جامعة ستانفورد. كما تم الانتهاء من تصميم ذراع الروبوت في مختبرات ميكا روبوتكس في سان فرانسيسكو وتطوير جميع القطع لتعمل بتقنية التغطيس بالزيت بحيث يصبح الروبوت مقاوم للماء والضغط حتى عمق ألفي متر تحت سطح البحر.
وأوضح البروفيسور كريستيان فولسترا أن العلماء يستخدمون حالياً غواصات صغيرة تسمى (ROV) مجهزة بذراعين آليين بمجال حركة محدود وغير عملية لدراسة المستعمرات المرجانية الرقيقة. ولكن تصميم روبوتهم مقارب لشكل الغواص الحقيقي ويمكنه استخدام نفس الآلات التي يستخدمها الغواصون. ومن المحتمل أن تكون النسخة الأولية للروبوت موصولة بقارب خاص. ولكن يجري التخطيط لتطوير ذلك في وقت لاحق بحيث يتم بناء محطة تحت الماء تكون بمثابة قاعدة للروبوت يستطيع من خلالها شحن بطاريته والعمل بصورة ذاتية ومستقلة.
ويضيف البروفيسور فولسترا: "ستلعب هذه التقنية دورا فاعلا في المستقبل القريب خصوصاً في تنفيذ المهام المختلفة تحت الماء كالتفتيش على خط الأنابيب البحرية وإصلاحها، والكشف عن الألغام البحرية وإبطالها، وصيانة الطائرات والسفن والغواصات، واستكشاف المناطق المنكوبة، وكذلك في عمليات الإنقاذ تحت الماء. وهذا المشروع الكبير يتطلب حرية علمية ومساحة واسعة وموارد كبيرة لا تتوفر إلا في منشأة علمية متطورة مثل جامعة الملك عبدالله والتي أيضاً تتيح فرصة التعاون البحثي في مختلفة المجالات للخروج بحلول لأي مشكلة تواجه المشروع وهذا ما يجعلها مكاناً مميزاً وملائماً لإجراء الأبحاث التقنية الكبيرة والمعقدة" .
http://arabic.kaust.edu.sa/latest-stories/robotic-diver-expands-underwater-research.html
