نگاهی بر فناوری سورپرایز وزیر جوان

فارغ از بحث و حدیثهای فراوانی که در رابطه با نوع اطلاعرسانی این خبر و گمانهزنیهای مختلفی که در رابطه انجامشده و در نظر گرفتن این موضوع که بسیاری از مخاطبان این فناوری و خبر مرتبط با استفاده از پهپادها و هواپیماهای بدون سرنشین برای جابهجایی محصولات پستی را موضوع مهمی ندانسته، نگاهی به نقش مهم و رو به افزایش هواپیماهای بدون سرنشین و پهپادها در زندگی انسان پرداخته و نقش این فناوری را در آینده مورد بررسی قرار میدهیم.
این فناوری که از آن با عنوان پست پلاس یادشده، نوعی فناوری حمل بستهها و مرسولات پستی به کمک هواپیماهای هوشمند بدون سرنشین است. به گفته وزیر ارتباطات، این فناوری امکان انتقال بستههای پستی با پهپاد را فراهم کرده است و بهاینترتیب دیگر هیچ نقطهای از کشور ایران برای ارسال محمولههای پستی دور از دسترس نخواهد بود. ازجمله قابلیتهای این فناوری میتوان به انتقال سریع دارو به بیمارستانها، جزیرهها، ارسال هدیه و مرسولات پستی به اشخاص اشاره کرد.
این اتفاق را میتوان یک گام روبهجلو و مناسب قلمداد کرد. هرچند این نهضت سالها است که در جامعه جهانی آغازشده و شرکتهای بزرگی مانند آمازون از این روش برای ارسال محصولات خود استفاده میکنند. واژه پهپاد مخفف عبارت پرنده هدایتپذیر از دور است که در دهههای اخیر شاهد گسترش استفاده از این وسیله پرنده در سراسر دنیا هستیم. از این هواپیماهای بدون سرنشین همچنین میتوان برای مصارف علمی مانند نقشهبرداری و شناسایی نیز استفاده کرد. انواعی از پهپادها نیز بهگونهای طراحی شدهاند که کاربری آنها انجام عملیات امداد و نجات در شرایط اضطراری و حوادث و سوانح است.
امروزه پهپادها و هواپیماهای بدون سرنشین اهمیت بسیاری در زندگی انسان پیداکردهاند و پهپادها بسته بهاندازه و نوع آنها قادر به انجام مأموریتهای مختلفی بوده و حتی برخی از آنها میتوانند با خود محمولههای بار یا انسان را حمل کنند. عمدهترین موارد استفاده از پهپادها در حال حاضر، برنامههای نظامی، پژوهشی، جاسوسی و خدماتی است.
عملیات امداد و نجات و رساندن حلقه نجات به یک فرد در حال غرق شدن، جدا کردن زبالهها و مواد زائد روی مسیر کابلهای فشارقوی برق، سمپاشی مزارع و دفع آفات، بررسی جریان برق در خطوط برق فشارقوی، پایش و بررسی شرایط امنیتی در اماکن پرجمعیت، تصویربرداری هوائی از رویدادهای ویژه مانند مسابقات ورزشی یا کنفرانسها، بررسی آثار باستانی و دریافت تصاویر هوائی، خاموش کردن آتش، سمپاشی مزارع و کمک به نیروی پلیس ازجمله دیگر وظایفی است که در سالهای اخیر بر عهده پهپادها قرارگرفته است.
در این یادداشت به بررسی نقش پهپادها در حوزههای مختلف زندگی انسان امروزی و اهمیت آن در دنیای علم و صنعت میپردازیم:
کاربردهای نظامی و امنیتی
استفاده گسترده از پهپاد ها در جنگهای اخیر سوریه، یمن و عراق نشاندهنده نقش مهم این فناوری در جنگهای مدرن بوده و امروزه باید پذیرفت نقش این فناوری در جنگهای مدرن غیرقابلانکار است.
جنگ
به همین دلیل در سالهای اخیر تعداد پهپاد های نظامی و جاسوسی موجود در ارتش مای جهان افزایش بسیار زیادی داشته است. برای نمونه بر اساس آمار رسمی موجود، در سال 2011 میلادی تنها 180 پهپاد در ارتش روسیه به فعالیت مشغول بودند اما این آمار در سال 2015 میلادی به رقم یک هزار و 720 فروند رسیده است.
از سوی دیگر طراحان و مهندسان چینی بهتازگی موفق به ساخت و معرفی نسل جدید از پهپادهای بزرگ و نیرومند شدهاند که عمدتاً کاربری نظامی داشته و میتواند بهعنوان سلاحی مخوف در جنگها مورداستفاده قرار گیرد. این پهپاد جدید با عنوان CH-5 یا Caihong 5 به معنی رنگینکمان معرفی شده است و نخستین آزمایش رسمی خود را در فرودگاهی واقع در استان هبی در شمال این کشور با موفقیت به پایان رساند.
تعقیب افراد
گونه دیگری از پهپادها نظامی با رویکرد امنیتی با عنوان R1 نامگذاری شده و البته علاوه بر استفاده های جاسوسی، افرادی که علاقهمند به تصویربرداری از خود در شرایطی مانند دوچرخهسواری، اسکیبازی، قایقرانی و … هستند میتوانند با کمک این فناوری، تصاویری باکیفیت بسیار بالا تهیهکرده و بهطور همزمان فیلمبرداری نیز انجام دهد.
در حال حاضر برخی از پهپادها برای انجام وظایفی چون بررسی شرایط بیرونی ساختمانها و برجها، گشتهای حفاظتی و آمارگیری در انبارها مورداستفاده هستند اما این پهپادها برای کنترل و هدایت دقیق، نیازمند افراد ماهری هستند که آنها را در مسیر خود به پرواز درآورده و با محیط آشنا باشد. در غیر این صورت، محیط اطراف این پهپادها باید بهصورت نقشهای دقیق و با جزئیات کامل در اختیار دستگاه قرار دادهشده باشد و در این حالت پهپادها قادر به انجام مأموریتهای محوله هستند.
نسل جدید پهپادها R1 با یادگیری عمیق میتوانند افراد را شناسایی کرده و علاوه بر استفاده از روشهای معمول مورداستفاده در ناوبری، مسیر پیش روی خود را با برنامهریزیهای مبتنی بر ریاضیات محاسبه و به راه خود ادامه میدهد.
باید در نظر داشت که طراحی پهپادها هوشمندی که خود مسیرشان را پیدا میکنند نسبت به طراحی خودروهای هوشمند بدون راننده بسیار سختتر است زیرا برخلاف خودروهای بدون راننده، پهپادها باید در سه بعد مختلف محیط اطراف و اشیا و موانع را بررسی و نقشهبرداری کنند که این موضوع نیازمند محاسبات بسیار پیچیدهای بوده و انرژی زیادی نیاز دارد. به همین دلیل استفاده از هوش مصنوعی میتواند در پیشبرد قابلیت ناوبری پهپادها بسیار مؤثرتر و مفیدتر باشد.
پژوهشگران مرکز MIT بهتازگی اعلام کردهاند که یک تکنیک جدید برای افزایش کارآمدی و قابلیت مانور پهپادها ابداع کردهاند که میتواند مفید باشد.
استفاده از پهپادها برای اهداف جاسوسی، امداد و نجات
مشخص نیست از پهپادها با توجه به کاربردهای متنوع و گستردهای که دارند تا چه اندازه میتوان در موارد غیرقانونی استفاده کرده و چگونه حریم شخصی افراد از این پرندگان هوشمند تصویربردار، در امان خواهد بود. بدون تردید این فناوری مانند تیغی دو لبه علاوه بر مزایا و قابلیتهای فراوان، میتواند مورد سوءاستفاده قرارگرفته و مشکلاتی در این زمینه ایجاد کند. از سوی دیگر بسیاری از سازندگان این فناوری، گونه های پهپاد را باهدف جاسوسی و البته گاهی امداد و نجات نیز طراحی میکنند.
جاسوسی
برای نمونه در سالهای اخیر نسل جدید پهپادها مجهز به هوش مصنوعی توسط طراحان ساختهشدهاند که میتواند افراد یا اهداف خاصی را بهطور هوشمندانه تعقیب کرده و از آنها تصویربرداری کند. این پهپادها مانند خودروهای بدون راننده قادر به تشخیص موانع موجود در مسیر هستند.
بهتازگی استارت آپی به نام اسکایدیو (Skydio ) طراحیشده است که به کمک آن پهپادها قادر به تعقیب اشخاص مختلف بوده و میتوانند صاحب خود یا فرد دیگری را تعقیب کرده و بهطور هوشمند با شناسایی موانع مختلف مانند درختان، تیرهای برق و … بدون نیاز به کنترل توسط انسان، به مسیر خود ادامه داده و سوژه را دنبال کنند. در حقیقت این پهپادها را میتوان نسل جدید پاپاراتزیهایی دانست که در تعقیب سوژههای خود به هرجایی سرک کشیده و از آنها عکسبرداری میکنند.
جستجو و نجات
یکی دیگر از مواردی که روباتها و هواپیماهای بدون سرنشین میتوانند وظایف خطیری را بر عهده بگیرند، اجرای سریع و کمهزینه عملیات جستجو است. S.W.A.R.M شبکهای از مالکان هواپیماهای بدون سرنشین است که بیش از هزار عضو در 42 کشور جهان دارد و شامل هواپیماهای آر سی مولتیروتور است که در عملیات های جستجو و نجات مورداستفاده قرار میگیرند.
اینگونه هواپیماهای بدون سرنشین باید قابلیت عملیاتی در مناطق مختلف آب و هوائی را داشته باشند برای نمونه نوعی پهپاد ویژه مناطق کوهستانی توسط دانشمندان ساختهشده است که در ارتفاعات برفی و کوهستانها با طراحی قورباغهای شکل خود؛ وظیفه پیشبینی بهمن و کار نجات و جستجو افراد گرفتارشده در بهمن را انجام میدهند. این پهپادها با دوربین های حرارتی خود به جستجوی افراد مدفونشده در بهمن میپردازند.
هدایت و مدیریت بحران
تنوع موجود در این فناوری های مدرن بسیار زیاد است و برای نمونه میتوان به پهپاد قورباغهای شکل دیگری اشاره کرد که بهوسیله چراغهای ال ای دی قدرتمند و بلندگو قادر است عملیات هدایت و نجات انسانها را در آتشسوزی های بزرگ به نحو احسن انجام دهد.
مرکز تحقیقات هستهای بریست ول آکسفورد در انگلستان پهپادی را طراحی کردهاند که با رصد کردن یک منطقه، خطرناک بودن یا بیخطر بودن منطقه ازلحاظ تشعشعات اتمی را رصد میکند.
نقش پهپادها در مطالعات باستانشناسی
استفاده از تصاویر هوائی و عکسبرداری از ارتفاع بالای محوطههای باستانی همواره یکی از مهمترین ابزارهای باستان شناسان برای بررسی محوطه های باستانی محسوب میشد. طی سالهای اخیر باستان شناسان از پهپادها برای بررسی و مطالعه دقیقتر مناظر هوائی و نقشهبرداری سایت استفاده کرده و تصویر دقیقتری از محوطه به دست میآورند.
برخلاف سایر روشهای موسوم فعلی برای جستجوی آثار و محوطه های باستانی، فسیلها و رد پای باقیمانده از دایناسورها، در این تکنولوژی؛ هواپیماهای بدون سرنشین در فاصله چندمتری از سطح زمین پرواز کرده و اطلاعات و شواهد باقیمانده باستانی را جستجو میکند. دوربین نصبشده روی این هواپیماها نیز از بقایای فوق، تصاویری با دقت و وضوحبالا تهیه و به پژوهشگران ارائه میدهد. استفاده از این تکنولوژی در بسیاری از مناطق و بهویژه مناطق صعبالعبور و دور از دسترس، بسیار کارآمد خواهد بود.
برای نمونه بهتازگی تیمی از پژوهشگران ایتالیائی برای بررسی مناطقی از کوهستان آلپ که به دلیل ناهمواری و دشوار بودن انجام پیمایش های میدانی و تصویربرداری های رایج؛ امکان مطالعه عادی آنها وجود ندارد، از پهپاد ها یا هواپیماهای بدون سرنشین ویژهای استفاده کرده و به کمک آنها محوطه های باستانی موجود در این مناطق را شناسایی میکنند.
از سوی دیگر تیمی از پژوهشگران پروژه فناوری CAVE2 در دانشگاه موناش کشور استرالیا در اقدامی جدید برای نقشهبرداری از محوطه های حفاری و کاوش، از فناوری هواپیماهای بدون سرنشین استفاده میکنند. در این پروژه همچنین از رادارهای اسکن زیرزمین نیز استفاده میشود.
در این پروژه همچنین از سیستم اسکن لایه مای زیرین زمین و رادارهای ویژه ground-penetrating radar استفادهشده است که به محققان اطلاعات ارزشمندی از آثار موجود در لایه های زیرین زمین را میدهد.
کشور پرو در آمریکای جنوبی یکی از کشورهای غنی از میراث فرهنگی – باستانی است که بهتازگی و در طرحی پیشگامانه برای حفظ سایت های باستانی خود از آسیب های اقلیمی و انسانی، از هواپیماهای بدون سرنشین کمک گرفته است.
باستان شناسان این کشور تاکنون با استفاده از وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین و یا پهپادها، 375 سایت باستانی را به ثبت رساندهاند که 63.5 درصد آن مرتبط با منطقه شهری لیما است.
در حوزه دیرینهشناسی نیز پژوهشگران استرالیائی برای بررسی نشانه های باقیمانده از دایناسورها و کشف عادات و رفتارهای آنها، از تکنولوژی هواپیماهای بدون سرنشین استفاده میکنند. در این پروژه، مناطقی که بهعنوان گذرگاهها و محل عبور دایناسورها شناخته میشوند، با کمک هواپیماهای بدون سرنشینی که به دوربین های ویژهای مجهز هستند، موردبررسی و مطالعه قرار میگیرند. این مناطق، عمدتاً در غرب استرالیا واقعشدهاند.
البته استفاده از پهپادها تنها در حیطه شناسایی آثار باستانی نبوده و سرقت اشیای باستانی در اقصی نقاط جهان مقولهای بسیار اسفناک و قابلتأمل محسوب میشود و این امر علاوه بر از بین بردن آثار و شواهد تاریخی مورداستفاده محققان و پژوهشگران این حوزه و فرهنگ عمومی آن منطقه، تجارتی سودآور برای سارقان این اشیاء از سوی دیگر تلقی میشود.
این هواپیماها با پرواز در مناطق موردنظر هرگونه فعالیتی را در این مناطق رصد کرده و باعث شناسایی عوامل مخرب میشوند. در این روش نظارتی بهوسیله پهپاد ها قابلیت رصد هرآن چه که در غارها میگذشت را داشته و بهعنوان نمونه مشخص میکرد که در این لحظه خاص چه فعلوانفعالی در آن محدوده در حال رخ دادن است.
کاربرد پهپادها در حفظ بهداشت و محیطزیست
حفاظت از حیوانات وحشی
حیطه استفاده از پهپادها در زمینه پایش و محافظت از محیطزیست نیز بسیار پیشرفت داشته و امروزه از این فناوری بهطور گستردهای در گوشه و کنار جهان و با اهداف زیستمحیطی استفاده میشود. برای نمونه اخیراً مسئولان پارک ملی تارانگیره (Tarangire National Park) در تانزانیا، هواپیمای بدون سرنشینی را مورد استفاده قرار دادهاند تا بر فراز پارک پرواز کرده و به هدایت فیلها برای دور کردن آنها از خطر بپردازد.
پایش آلاینده های جوی
بهتازگی تیمی از دانشمندان کشور پرو بهمنظور پایش آلایندههای جوی، نوع ویژهای از پهپاد ها را طراحی کردهاند که قادر به بررسی و اندازهگیری گازهای گلخانهای در سطوح مختلف جو است. از مهمترین مزیت های این پهپاد، امکان استفاده از آنها در شرایط نامناسب جوی و مناطق صعبالعبور است. پژوهشگران از پهپادها فوقالذکر برای مطالعه و اندازی گیری میزان آلاینده های جوی و گازهای گلخانهای در مناطق صعبالعبور و دور از دسترس ارتفاعات سلسله کوه های آند استفاده میکنند.
مطالعه قطب
در یک مثال دیگر، دو نمونه از هواپیماهای بدون سرنشین که توسط ایتالیا طراحی و تولید شدهاند، برای انجام یک مأموریت علمی – پژوهشی ویژه به منطقه یخچال مای طبیعی Kronebreen Kongsbreen و Conwaybree واقع در مجمعالجزایر اسوالبارد (Svalbard archipelago) کشور نروژ واقع در اقیانوس منجمد شمالی به اجرای مأموریت پرداختند.
باروری ابرها
پژوهشگران آمریکائی موفق به طراحی و ساخت یک هواپیمای بدون سرنشین با ابعاد بسیار کوچک و وزن کم شدهاند که در برابر باد مقاوم بوده و میتواند از طریق تزریق یدید نقره موجب بارش ابرها شود.
لازم به توضیح است که در این عملیات، هواپیمای بدون سرنشین فوق توانست با تزریق یدید نقره به ابرهای موجود در منطقه، آنها را وادار به بارش کند. در این میان نکته بسیار مهمی که باید به آن توجه داشت، ابعاد بسیار کوچک هواپیمای بدون سرنشین مورداستفاده قرارگرفته در این پروژه بود که طول بال های آن تنها سه متر و 60 سانتیمتر و وزنی برابر با بیستوپنج کیلوگرم داشت که این موضوع استفاده از این فناوری را برای تمامی مناطق و بدون کمترین امکانات فرودگاهی، امکانپذیر میکند.
دامداری
بهتازگی نسل جدیدی از این پهپادها طراحی شدهاند که دقیقاً مانند پرندگان، بالهای خود را به هم نزدیک کرده و پرواز میکنند. این نوع از پهپادها حتی از سوی سایر جانوران بهعنوان یک پرنده شناختهشده و یکی از طراحان این مدل برای آزمایش موضوع فوق، یکی از این هواپیماهای بدون سرنشین را در نزدیکی گله گوسفندان به پرواز درآورد و علیرغم اینکه گوسفند بهطور ذاتی موجودی ترسو بوده و نسبت به وجود موجودات غریبه در کنارش واکنش نشان میدهد، گوسفندان در برابر این پهپاد مشابه پرندگان، هیچ نشانهای از ترس بروز ندادند.
مقابله با حشرات موذی و آفات
مقامات محلی فلوریدا در ایالاتمتحده آمریکا از روش جدیدی برای نابودی و مقابله با پشهها استفاده میکنند. درواقع یکی از مشکلاتی که معمولاً در فصول بهار و تابستان گریبان گیر مردم این مناطق میشود، تعداد زیاد پشه های مزاحمی است که با حضور خود دردسرهای متعددی برای مردم این مناطق ایجاد میکنند. در این برنامه جدید، مسئولان ایالتی در فلوریدا از هواپیماهای بدون سرنشین برای مبارزه با این حشرات استفاده میکنند. این ایده برای نخستین بار است که در سراسر دنیا طراحی شده و به اجرا گذاشته میشود و دستورالعمل قانونی آن نیز توسط اداره فدرال هوانوردی آمریکا Federal Aviation Administration یا FAA نیز تهیه و تصویبشده است.
مطالعه و سرشماری حیوانات
بهتازگی و در راستای حفاظت از حیاتوحش و شناسایی مخاطرات اکوسیستم جانوری در آفریقا، بیش از 48 هزار کیلومترمربع از مناطق حفاظتشده طبیعی بین کشورهای تانزانیا و کنیا به کمک هواپیما و پهپاد بررسی و جانوران ساکن آن سرشماری شدند.
در این سرشماری محوطهای وسیع به مساحت 48 هزار و 656 کیلومترمربع مورد بررسی قرارگرفته و شرایط اکوسیستم و تهدیدات زیستی موجود در منطقه Tsavo-Mkomkazi واقع در مرز دو کشور کنیا و تانزانیا نیز مطالعه شد.
حملونقل و ترابری
بهتازگی در کشور چین پهپادی ترابری ساخته و رونمایی شد که از آن بهعنوان بزرگترین هواپیمای باربری بدون سرنشین در نیروی هوائی این کشور یاد میشود. این هواپیما بانام AT200 drone معرفیشده و عملیات طراحی و ساخت این پهپاد ترابری با همکاری چند موسسه تحقیقاتی و شرکتهای طراحی و ساخت هواپیما انجامشده است.
این پهپاد قادر به حمل بارهایی تا وزن 3 هزار و 400 کیلو بوده و ظرفیت ترابری آن نیز یک و نیم تن است. به گفته سازندگان این هواپیمای بدون سرنشین، پهپاد AT200 را میتوان یکی از قدرتمندترین پهپادها غیرنظامی و ترابری در جهان محسوب کرد.
این پهپاد بر مبنای پلتفرم P750XL شکلگرفته و حداکثر سرعت پروازی آن 313 کیلومتر در ساعت بوده و قادر به طی حداکثر مسیر پروازی به فاصله 2 هزار و 183 کیلومتر و سقف پروازی با ارتفاع 6 هزار و 98 متری است.
کنترل ترافیک
تیمی از مهندسان ناسا و اداره هوانوردی فدرال ایالاتمتحده آمریکا موفق به طراحی نوعی پهپادها مجهز به فناوریهای پیشرفته شدهاند که در کنترل ترافیک و مدیریت بحران در سوانح، قابلاستفاده است. از این فناوری بهزودی رونمایی خواهد شد.
فناوری جدید این سازمان با عنوان سیستم مدیریت ترافیک به کمک هواپیماهای بدون سرنشین (Unmanned Aircraft Systems) که بهاختصار (UAS) نامیده میشود، معرفیشده است.
کاربرد صنعتی و تجاری
تعمیر و نگهداری دکل های برق
کار در دکل های برق فشارقوی یکی از مشاغل بسیار پرخطر و دشوار است که میتواند جان انسان را با تهدید روبهرو کند. بهتازگی گروهی از مهندسین چینی در مرکز این کشور از پهپادها ویژهای که دارای دوربین های امواج مادونقرمز هستند برای کنترل دکل های برق فشارقوی استفاده میکنند. این روش بسیار سریعتر، ارزانتر و کمخطرتر از روشهای پیشین است.
پهپاد مورداستفاده در این مأموریت از نوع quad-rotor drone است که در آن دوربین های ویژه امواج مادونقرمز نصبشده است. مهندسین برق با استفاده از این پهپاد و تصاویر دریافت شده از دوربین های فوق، قادر به بررسی و مشاهده دقیق نحوه انتقال جریان برق فشارقوی از دکلها خواهند بود.
رستورانداری
چندی پیش نخستین کافه پهپاد جهان که البته بهصورت نیمهوقت دایر بوده و تنها در روزهای آخر هفته قابل دسترس است در شهر آیندهوون آغاز به سرویسدهی کرد. این پهپاد شبیه یک بشقابپرنده کوچک سفید با یک نوار فلورسنت بهعنوان چشم است و به سمت میزها پرواز کرده و تا زمانی که از مشتری سفارش میگیرد در هوا شناور مانده و مشتریها برای سفارش دادن آنچه که میل دارند فقط کافی است به لیست اشاره کنند. برخلاف دیگر هواپیماهای بدون سرنشین که بر پایه سیستم GPS ساختهشدهاند، این پهپادها به لطف حسگرها و برخورداری از باتری های بادوام میتوانند در داخل ساختمان و در شلوغی محیط داخلی بهراحتی پرواز کنند.
گزارش: احسان محمدحسینی
No tags for this post.