كيف يمكن استخدام الطائرات بدون طيار والحشرات المعززة بقدرات تكنولوجية في رسم خرائط لمناطق الكوارث؟
طوَّر باحثون في جامعةِ نورث كارولاينا ستيت North Carolina State University مجموعةً من البرمجياتِ والأجهزةِ التي ستمكنهم من استخدامِ الطائراتِ بدونِ طيارٍ (UAVs) وحشراتٍ معزَّزةٍ بقدراتٍ تكنولوجيةٍ (biobots) في رسمِ خارطةٍ لمناطقٍ كبيرةٍ وغير مألوفةٍ، مثل المباني المنهارة بعد كارثةٍ ما.
يقولُ إدغر لوباتون Edgar Lobaton وهو أستاذٌ مساعدٌ في جامعةِ نورث كارولاينا ستيت للهندسة الكهربائية والحواسيب، والمؤلف المشارك لورقتان بحثيتان تصفان طريقةَ عَملِ هذه التقنية ما يلي: «تتمثلُ الفكرةُ بإطلاقِ سربٍ من (البايوبوتس) هذه الحشراتُ الخاصةُ المزودةُ بحساساتٍ – مثلَ صراصيرٍ يتمُّ التحكمُ بها عن بعد — داخلَ بناءٍ منهارٍ أو مناطقَ أخرى خطيرة وغير مُكتشفة».
يتابعُ لوباتون ويقول: «باستخدامِ تقنيةِ التحكمِ عن بعد، يمكننا الحَدٌّ من حَرَكةِ البايوبوتس بمنطقةٍ محددةٍ، ويتم تحديدُ هذه المنطقة عن طريقِ التعرُّفِ على المسافةِ الفاصلةِ بين المنطقةِ الهدف وحسَّاسُ اقترابٍ موضوعٌ على الطائرةِ بدون طيارٍ.
على سبيل المثال، يُمكنُ توجيهُ أوامر إلى هذه الحشراتِ الخاصة (البايبوتس) بعدمِ الابتعادِ عن الطائرةِ من دونِ طيَّارٍ لأكثرِ من 20 متر».
سيُسمَحُ لها بالحركةِ بحريةٍ ضمنَ هذه المنطقةِ المحددةِ، وستُرسَلُ إشارةٌ إلى الباحثين عبرَ الأمواجِ الراديويةِ عندما تقتربُ من بعضها البعض، ثم تَستَخدِمُ برامجٌ خاصةٌ خوارزميةً لترجمةِ معطيات الحساساتِ المُضافةِ إلى الحشرات إلى خارطةٍ تقريبيةٍ للبيئةِ المجهولة.
عندما يستقبلُ البرنامجُ معلوماتٍ كافيةٍ لرسمِ خارطةِ المنطقة المحدَّدة، تنتقلُ الطائرةُ بدون طيَّارٍ لتحوِّم فوق مكانٍ جديدٍ غير مُكتَشفٍ بعد.
تتحركُ الحشرات معها وتُكرِّرُ عمليةَ رسمِ الخارطةِ، ثم يَدمِجُ البرنامجُ الخارطةَ الجديدةَ مع الخارطةَ السابقة.
ويمكن تِكرارُ العمليةِ حتى تتشكل خارطةٌ للمنطقةِ أو البناءِ الهدفِ بشكل كاملٍ.
يمكن استخدامُ تلك الخارطةِ من قبل الأشخاصِ المُختصين في حالاتِ الكوارثِ أو السلطاتِ الأُخرى.
يقولُ لوباتون: «لهذه التقنيةِ فوائدٌ عديدةٌ في المناطقِ التي لا يُمكنُ استخدامُ نظامِ تحديدِ الموقعِ GPS فيها، مثل المباني المنهارةِ.
تستطيعُ الإشارةُ الراديويةُ القويةُ الصادرةُ عن الطائرةِ بدون طيارٍ أن تخترقَ البناءَ المُنهار إلى مدى معين، مما يُحافظُ على تَجمعِ السربِ.
وطالما نستطيعُ الحصولَ على إشارةٍ من أي جزءٍ من السربِ، نكون قادرين على استعادةِ معلوماتٍ عن تصرفاتِ السربِ كاملًا.
بناءً على نتائجنا التجريبيةِ، نَعلمُ أننا سنفقدُ التواصلَ مع بعضِ العناصرِ المكونةِ للسرب، ولكن ذلك لن يمنعنا من جمعِ معلوماتٍ كافية لعمليةِ رسمِ الخارطة».
طوَّرَ المؤلفُ الآخر للبحثِ ألبر بوزكورت AlperBozkurt، وهو أيضًا أستاذٌ مساعدٌ في جامعةِ نورث كارولاينا ستيت للهندسة الكهربائية والحواسيب، سابقًا صرصورًا مُزوَدًا بحساساتٍ خاصةٍ.
ولكن لاختبارِ تقنيتهم الجديدةِ الخاصةِ برسمِ الخرائط، اعتمدَ فريقُ البحثِ على روبوتٍ يصلُ طوله إلى إنشٍ ونصف الإنش، والذي يحاكي تصرفَ الصرصور الحقيقي.
في تجربتهم، أطلقَ الباحثون هذه الروبوتات في مكانٍ شبيهٍ بالمتاهة، وقاموا بمحاكاةِ مُرسلِ الأوامرِ في الطائرةِ بدون طيارٍ باستخدامِ كاميرا ( آلةَ تصويرٍ) وحواجزَ ماديةً مثبتة بعربةٍ مُتحركةٍ.
تُحرَكُ العربة عندما ينتهي الروبوتات من رَسمِ الخارطةِ للمنطقةِ المُحددةِ.
يمكنكم مشاهدةُ مقطع فيديو عن هذه التجربة على الرابطِ التالي:
يقولُ لابتون: «لقد طوَّرنا سابقًا برنامجًا خاصًا بهدفِ إثباتِ صِحَةِ المبدأ العام، سَمحَ لنا برسمِ خرائطٍ لمناطق صغيرة باستخدامِ السربِ، ولكن يمكننا هذا العملُ من رسمِ خرائطٍ لمناطقٍ أوسع بكثيرٍ ويُمكنُنا من دَمجِ هذه الخرائطِ مع بعضها لتشكلَ مخططًا شاملًا.
سيكونُ هذا العملُ مفيدًا جدًا من الناحيةِ التطبيقيةِ كتحديد أماكن الناجين بعد حدوثِ الكوارثِ، وإيجادُ طريقةٍ آمنةٍ للوصولِ إليهم، أو مساعدةُ الأشخاصِ المُختصين في تحديدِ مقدار سلامةِ هيكليةِ البناء».
يضيفُ لابتون: «تتمثلُ الخطوةُ التاليةُ في تكرارِ هذه التجاربِ باستخدامٍ سربٍ من الحشراتِ الخاصةِ – البايبوتس — ، ونحنُ مُتحمسونَ لها».
ترجمة مازن ملص
تدقيق جمان الرشدان
