أخبار العالم

الطائرات بدون طيار فائقة صعبة والروبوتات تذهب حيث لا نستطيع

تعليق الصفراء الفرعية في الهواءحقوق الطبع والنشر صورة
المركز الوطني لعلوم المحيطات

تعليق على الصورة

تم تصميم مركبة Boaty McBoatface المستقلة تحت الماء لتعمل على طاقة منخفضة

من النفايات في القطب الشمالي إلى البراكين الملتهبة ، أعماق المحيطات إلى الكواكب البعيدة ، هناك جيل جديد من الطائرات بدون طيار يتجه إلى الأماكن التي لا يستطيع البشر القيام بها. لكن كيف تصنع طائرة بدون طيار فائقة الصلابة؟

عندما تنطلق سفينة استكشاف الأبحاث الملكية (RSS) ، ديفيد أتينبورو ، عندما تنطلق في استكشافاتها القطبية الشمالية ، ستحمل داخلها مجموعة كاملة من المركبات ذاتية الحركة والمغمورة والمغمورة والمصممة لوضع ألغاز المناطق القطبية.

تحمل طائرة بدون طيار أو مركبة AUV (مركبة ذاتية الحكم تحت الماء) قد تكون على متنها يوم الإطلاق اسم Boaty McBoatface ، وهو لقب غريب تم اختياره لسفينة أمها في استطلاع عبر الإنترنت تم نقضه لاحقًا.

تم تصميم Boaty لتغوص إلى 6000 متر (19،700 قدم) حيث يزيد الضغط بنحو 600 مرة عن مستوى سطح البحر. سيتم سحق المركبات أقل وعرة تماما في تلك الأعماق.

تشغيل الوسائط غير مدعوم على جهازك

شرح وسائل الإعلامأتينبورو تطلق السفينة القطبية “Boaty McBoatface”

إنه مزود بحمولة كبيرة من أجهزة الاستشعار ، ومعدات التصوير ، والسونار ، والهيدروفونات ، ومجموعة الاتصالات لجمع البيانات حول تغير درجات حرارة المحيطات العميقة وتأثيرها المحتمل على تغير المناخ.

أحد أصعب التحديات التي واجهها مصممو المركز الوطني لعلوم المحيطات هي القدرة على بناء مركبة يمكنها السفر لمسافات طويلة تحت الجليد دون الحاجة لإعادة الشحن.

وقد ساعدت التطورات الحديثة في المعالجات الدقيقة ، والتي يرجع معظمها إلى تكنولوجيا الهواتف الذكية ، على تغيير ذلك عن طريق تقليل كمية الطاقة التي تحتاجها هذه الطائرات بدون طيار.

يوضح الدكتور ماتن فورلونج ، رئيس النظم البحرية والروبوتية في المركز الوطني لعلوم المحيطات: “تم تصميم السيارة لاستخراج قدر ضئيل للغاية من الطاقة لأنظمة الدفع الخاصة بها”.

“نتيجةً لذلك ، تسير بسرعة بطيئة نسبيًا ، مما يمكّنها أيضًا من تغطية مسافات شاسعة وتنفيذ مهام طويلة مقارنةً بالمركبات التي ذهبت من قبل.”

في أوائل العام الماضي ، أكملت Boaty – أو Autosub Long Range (ALR) لإعطاء اسمها الصحيح – أول رحلة استكشافية كاملة تحت الجليد في Filchner Ice Shelf في غرب أنتاركتيكا ، حيث قضت ما مجموعه 51 ساعة تحت الجليد في أنتاركتيكا ، والسفر 108km (67 ميلا).

المزيد من تكنولوجيا الأعمال

وصلت إلى أعماق 944 م ، في وقت واحد السفر تحت قسم من الجرف الجليدي 550 مترا. لا يمكن لاختراق إشارات GPS حتى الآن ، لذا فإن التنقل صعب.

بدلاً من ذلك ، يجب عليه استخدام الحساب الميت. باستخدام نقطة المنشأ – مثل السفينة الأم – فإنه يقدر الاتجاه والمسافة المقطوعة ، وحساب السرعة عن طريق كذاب الصوت قبالة قاع البحر وقياس الأصداء.

يقول المصممون إن مستشعره الذي يعمل بالالياف البصرية والذي يحتوي على نسبة خطأ يبلغ 0.1٪ ، مما يعني أنه بالنسبة لكل كيلومتر يتم قطعه ، يمكن أن ينجرف مسافة متر واحد عن المسار.

ولكن لاستكشاف أبعد وأعمق ، ستكون هناك حاجة لتكنولوجيا الملاحة الجديدة. وهذا قيد التطوير.

يسمى هذا النظام باسم Terrain Aided Navigation ، ويقوم هذا النظام أساسًا بتعيين قاع البحر ، ويتم تحميل هذه الخرائط على كمبيوتر السيارة. في النهاية ، يأمل المصممون في أن تكون الروبوتات قادرة على “الرؤية” بشكل كافٍ لإنشاء خرائطهم الخاصة في الوقت الفعلي.

“يتمثل الطموح طويل المدى لعائلة ALR من المركبات في توفير الإمكانيات والطموح لإكمال مهمة شاملة عبر القطب الشمالي تحت الجليد ، وهي بيئة لا نعرف عنها سوى القليل جدًا في هذه المرحلة.

“سيتطلب ذلك تقنيات الملاحة الجديدة المدعومة من التضاريس التي يجري تطويرها لتكون جاهزة للعمل بشكل كامل.”

حقوق الطبع والنشر صورة
NASA

تعليق على الصورة

يمكن لروبوت الليمور التابع لناسا تسلق المنحدرات الرأسية

تعتبر الظروف في المحيط المتجمد الشمالي قاسية للغاية ، لكن سطح كوكب المريخ أشد قسوة ، حيث يجلب معه مجموعة جديدة كاملة من تحديات التصميم.

يجري حاليًا اختبار على جهازين تقوم بتطويرهما ناسا لمسح الأمعاء البركانية للكوكب الأحمر على الأرض ، حيث يتصور مصمموهما استخدامات أقرب إلى المنزل.

Lemur – اختصار لـ Limbed Excursion Mechanical Utility Robot – عبارة عن آلة ذات أربعة أطراف يمكن أن تقوم بتوسيع نطاق الجدران الصخرية ، التي تجتاح بمئات من السنانير الصغيرة في كل من أصابعها الستة عشر. قام مهندسون من مختبرات Jet Propulsion Labs التابعة لناسا بأخذ ليمور في اختبار ميداني في وادي الموت بكاليفورنيا في يناير ، حيث استخدم الذكاء الاصطناعي لاختيار طريق يصل إلى منحدر.

يقول الدكتور آرون بارنس في ناسا إن قدرات ليمور في تسلق الصخور يمكن استخدامها في عمليات البحث والإنقاذ لمساعدة فرق الإغاثة في حالات الكوارث.

كان العثور على مخالب لا ترتدي الصخور تحديًا.

حقوق الطبع والنشر صورة
صور غيتي

تعليق على الصورة

صخرة الحمم يمكن أن تكون شديدة الكشط ويصعب اجتيازها للبشر … والروبوتات

يقول الدكتور بارنس: “لقد نظرنا إلى التيتانيوم والصلب وألياف الكربون والكربيد والأدوات المعدنية”. “لقد حاولنا خياطة الإبر للإبحار على إبر القوارب والحقن وأدوات المخرطة وحتى حصاد أشواك الصبار”.

الحل الفائز؟ خطاطيف للصيد.

يقول: “تبين أن الصناعة جيدة حقًا في جعل الأمور حادة وقوية ودائمة”.

روبوت ناسا الآخر الصعبة هو Volcanobot ، وهو جهاز منخفض التكلفة نسبياً تم تصميمه ليتم خفضه إلى الشقوق والبقاء على قيد الحياة.

في مهمة تجريبية إلى بركان Kilauea في هاواي ، قامت بتخطيط قنوات الانفجارات السابقة للتعرف على كيفية عمل هذا النمط من البركان تحت الأرض.

لكن آلات البناء التي يمكنها التنقل فوق التضاريس القاسية وكذلك التعامل مع درجات الحرارة القصوى قد أثبتت صعوبة.

يوضح الدكتور بارنس أن الصخور البركانية “حادة وصعبة للغاية”. “إذا كنت تمشي لمسافة ميلين عبر تدفق الحمم البركانية ، فستخمد نعال حذائك بنسبة 100٪”.

لذا تستخدم Volcanotbot مادة مخصبة من ألياف الكربون في الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد لجعلها أقوى وأكثر مقاومة للتآكل.

يقول: “يتم خدشها كالمجانين ، لكنها تحمي الالكترونيات في الداخل”.

بينما أنشأ الفريق أغلفة ومواد يمكن أن تصمد أمام 300 درجة مئوية ، فإن الحلقة الضعيفة هي الإلكترونيات بداخلها ، والتي “تميل إلى الفشل حوالي 60-80 درجة مئوية”.

“لم يساعد وجود قذيفة روبوت قوية تحمي أحشاء الروبوت الميت!”

حقوق الطبع والنشر صورة
شركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة

تعليق على الصورة

تم تصميم هذه الروبوتات اليابانية لمكافحة الحرائق لتشتيت الحرارة الشديدة

قامت شركة Mitsubishi للصناعات الثقيلة في اليابان بتطوير فريق من روبوتات إطفاء الحرائق الآلية المصممة للتعامل مع الحرارة الشديدة.

مزودًا بجهاز استشعار GPS وأجهزة استشعار ليزر لمساعدتهم على الانتقال إلى مكان الحريق ، يشغل روبوت مدفع المياه موقعًا ، ثم يقوم جهاز تمديد الخراطيم بدون طيار بالتوجه إلى مصدر المياه ، مع وضع الخرطوم على طول الأرض.

يمكن لمدفع المياه إطلاق العنان للحمولة ، بحيث يصل إلى 4000 لتر في الدقيقة.

تم اختبار النظام لأول مرة في مارس في معهد طوكيو الوطني للأبحاث في مجال الحرائق والكوارث ، حيث يتصور مصمموها استخدامها في بيئات شديدة التقلب مثل الحرائق البتروكيماوية.

وقال متحدث باسم فريق التصميم أن الهدف هو أن تكون الروبوتات تتمتع بالحكم الذاتي بالكامل في الوقت المناسب.

يقول خبير الروبوتات البروفيسور باري لينوكس إن انخفاض تكاليف البناء ومواد أفضل وأجهزة استشعار محسّنة هي التي تقود تطوير طائرات بدون طيار قوية في جميع أنحاء العالم.

يقول: “على مدى السنوات الخمس إلى العشر القادمة ، أتوقع رؤية بيئات أكثر تعقيدًا يجري استكشافها”.


Source link

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق