حاله  الطقس  اليةم 22.8
مرتفعات وودلاند,الولايات المتحدة الأمريكية

تطبيقات متعددة: شحن الطائرات بدون طيار يفتح آفاقًا جديدة للصناعات

بوابة السعودية
أعجبني
(0)
مشاهدة لاحقا
شارك
تطبيقات متعددة: شحن الطائرات بدون طيار يفتح آفاقًا جديدة للصناعات

شحن الطائرات بدون طيار: تكنولوجيا واعدة واستثمار ممول

إحياء حلم نيكولا تسلا: جيل جديد من الشحن اللاسلكي

في تطور يعيد إلى الأذهان رؤى العالم نيكولا تسلا، حصل فريق بحثي من جامعة تكساس الأمريكية على تمويل من وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) لتطوير تقنية مبتكرة لشحن الطائرات المسيرة (الدرونز) لاسلكيًا أثناء تحليقها. هذه التقنية تعد قفزة نوعية في مجال نقل الطاقة، حيث تتيح شحن الأجهزة عن بعد دون الحاجة إلى وصلات مادية.

نقلة نوعية في تكنولوجيا الشحن اللاسلكي

لم يعد الشحن اللاسلكي مقتصرًا على الهواتف الذكية، بل يتعداه إلى الطائرات المسيرة. الدكتورة إيفانا محبوب وفريقها المتخصص يركزون على تطوير تقنية “نظام نقل الطاقة اللاسلكي بعيد المدى” لشحن المسيرات الجوية، وفقًا لما ذكرته بوابة السعودية. يهدف هذا النظام إلى استبدال التقنيات الحالية التي تعتمد على موجات كهرومغناطيسية منخفضة التردد، والتي لا تصلح للمسافات البعيدة.

تمويل ودعم الأبحاث

حصلت أبحاث الدكتورة إيفانا على تمويل من وكالة DARPA بقيمة 500 ألف دولار في عام 2021، بالإضافة إلى 250 ألف دولار إضافية لدعم المشروع. يؤكد الباحثون على أن مجال نقل الطاقة لاسلكيًا يحمل إمكانات كبيرة لشحن مختلف الأجهزة، بما في ذلك السيارات الكهربائية والمسيرات. ومع ذلك، لا يزال البحث في مراحله الأولى، مع التركيز على الحسابات النظرية والاختبارات العملية.

إحياء حلم نيكولا تسلا

يسعى الباحثون إلى إنشاء شبكة لنقل الطاقة من الأرض إلى السماء، بدءًا من المرسلات ثم بناء شبكة مترابطة، على غرار شبكات الهاتف المحمول. هذا التصور يواجه تحديات كبيرة، خاصةً مع تغير بيئة الشحن. الدكتورة إيفانا توضح أن الهدف الرئيسي هو نقل أكبر قدر ممكن من الطاقة لأبعد مسافة ممكنة، وهو هدف محدد يختلف عن رؤية نيكولا تسلا الواسعة.

تحديات وعقبات

أحد أهم التحديات التي تواجه المشروع هو منع تشتت الموجات الكهرومغناطيسية عند نقلها لمسافات بعيدة، خاصة عند شحن المسيرات الجوية. للتغلب على هذه المشكلة، قام الفريق بتطوير نظام من المرسلات الصغيرة المتتابعة لتوجيه الموجات الكهرومغناطيسية بدقة.

السيطرة على انحراف الموجات

تقول الدكتورة إيفانا: “يمكن للموجات أن تنحرف في اتجاهات غير مرغوب فيها، ولكننا نحاول السيطرة على هذا الانحراف لتقليل الفقد قدر الإمكان”. وتضيف: “يمكن لهذه التكنولوجيا تتبع المسيرة المراد شحنها في الجو وتركيز الموجات عليها لشحنها باستمرار أثناء الطيران، مما يغني عن الحاجة لعودة المسيرة إلى القاعدة لإعادة الشحن”.

جيل متطور من الشواحن اللاسلكية

تتمتع هذه التكنولوجيا بإمكانية تطبيق واسعة في مجالات متعددة، مثل شحن السيارات الكهربائية، الهواتف المحمولة، وحتى الأجهزة القابلة للارتداء مثل الساعات والسماعات اللاسلكية.

تطبيقات طبية مبتكرة

يمكن أيضًا استخدام هذه التقنية لشحن الأجهزة الطبية المزروعة في جسم الإنسان، مثل منظمات ضربات القلب والرقاقات المزروعة في الدماغ، مما يفتح الباب أمام حلول طبية مبتكرة ومريحة للمرضى.

وأخيرا وليس آخرا، هل يمكن لهذه التكنولوجيا أن تحدث ثورة في طريقة إمدادنا بالطاقة، وأن تحول حلم نيكولا تسلا إلى واقع ملموس؟ يبقى المستقبل كفيلاً بالإجابة.

الاسئلة الشائعة

01

حلم نيكولا تسلا يبعث من جديد

جيل متطور من الشواحن اللاسلكية فاز فريق بحثي من جامعة تكساس الأمريكية بتمويل وكالة البحوث الدفاعية المتقدمة DARPA لتطوير تكنولوجيا نقل الطاقة لاسلكيًا، والتي تمكّن المسيرات الجوية “الدرونز” من الشحن أثناء طيرانها؛ أي عن بعد. الشحن عن بعد لم يقتصر على الجوال وينتقل للمسيرات الجوية ووفق موقع interesting engineering تركز د. إيفانا محبوب مع فريقها المتخصص على تطوير تقنية الشحن اللاسلكى لمسافات بعيدة تعرف باسم “نظام نقل الطاقة لاسلكيًا طويل المدى” far-field wireless power transfer لشحن المسيرات الجوية. ويزعم مطورو تلك التقنية أنها ستمثل نقلة نوعية في طريقة الشحن اللاسلكى عامة. وفي حالة نجاح هذه الأبحاث سوف تُستبدل التكنولوجيات المستخدمة حاليًا للشحن اللاسلكى قصير المدى والتي تعتمد على موجات كهرومغناطيسية منخفضة التردد. ونتيجة لذلك لا يمكن استخدامها لمسافات بعيدة، كما هو الحال فى أجهزة الجوال مثلًا.
02

شحن المسيرات الجوية.. تكنولوجيا واعدة وتمويل جيد

موّلت وكالة DARPA الأمريكية أبحاث د. إيفانا بـ 500 ألف دولار عام 2021 ثم بمبلغ 250 ألف دولار إضافية لدعم هذا المشروع. وطبقًا لفريق الباحثين فإن مجال نقل الطاقة لاسلكيًا يعد واعدًا. والفريق يقول إنه يمكنه شحن العديد من الأجهزة وحتى السيارات الكهربية والمسيرات. من جهة أخرى لا يزال البحث في مرحلة الحسابات النظرية والاختبارات العملية الأولية.
03

حلم نيكولا تسلا يبعث من جديد

يهدف الباحثون لإنشاء شبكة نقل طاقة من الأرض في اتجاه السماء، بدايةً من المرسلات ثم بناء شبكة متقاطعة انطلاقًا من ذلك. في هذه الأثناء يمكن الحصول على شبكة مترابطة كشبكة الهاتف النقال مثلًا ولكن لنقل الطاقة. وهذا التصور تظهر صعوبته عندما تتغير بيئة الشحن نفسها. وحسب د. إيفانا فإن “هدف البحث هو نقل أكبر قدر ممكن من الطاقة لأبعد مسافة ممكنة”؛ أي هو هدف محدد وليس واسعًا كحلم نيكولا تسلا. من ناحية أخرى تتمثل أهم الصعوبات التي تواجه المشروع في منع الموجات الكهرومغناطيسية من التشتت مع المسافات البعيدة؛ خاصة عند شحن المسيرات الجوية. نتيجة لذلك أنتج الفريق نظامًا من المرسلات الصغيرة فيما يعرف بالمرسلات المتتابعة؛ لتوجيه الموجات الكهرومغناطيسية في اتجاه محدد. وبشأن هذه الصعوبة قالت د. إيفانا: “يمكن للموجات أن تنحرف لاتجاهات غير مرغوب بها ولكننا نحاول أن نسيطر على اتجاه انحراف الموجات حتى نقلل الفقد قدر الإمكان”. وأضافت: “يمكن لهذه التكنولوجيا تتبع المسيرة المراد شحنها في الهواء وتركيز الموجات عليها لشحن تلك المسيرات باستمرار أثناء الطيران”. في هذه الحالة فإن المسيرة لن تحتاج للعودة إلى القاعدة للشحن.
04

جيل متطور من الشواحن اللاسلكية

يمكن تطبيق تلك التكنولوجيا الواعدة في مجالات عدة مثل: السيارات الكهربية والهواتف النقالة وحتى الساعات والسماعات اللاسلكية. ويمكن أيضًا استخدامها لشحن الأجهزة المزروعة في جسم الإنسان، سواء منظمات ضربات القلب أو الرقاقات المزروعة في الدماغ.. وغيرها. الرابط المختصر :
05

ما هي التقنية التي يطورها فريق جامعة تكساس؟

يهدف الفريق إلى تطوير "نظام نقل الطاقة لاسلكيًا طويل المدى" لشحن المسيرات الجوية عن بعد.
06

من هي الجهة الممولة لأبحاث شحن المسيرات؟

وكالة البحوث الدفاعية المتقدمة DARPA هي الجهة الممولة للمشروع.
07

ما هو المبلغ الذي مولت به DARPA أبحاث د. إيفانا في عام 2021؟

مولت DARPA أبحاث د. إيفانا بمبلغ 500 ألف دولار في عام 2021.
08

ما هي أبرز التحديات التي تواجه مشروع شحن المسيرات لاسلكيًا؟

منع الموجات الكهرومغناطيسية من التشتت مع المسافات البعيدة يعتبر تحديًا كبيرًا.
09

ما هو الهدف من استخدام "المرسلات المتتابعة" في المشروع؟

تهدف إلى توجيه الموجات الكهرومغناطيسية في اتجاه محدد لتقليل الفقد في الطاقة.
10

ما هي الفائدة الرئيسية لشحن المسيرات أثناء الطيران؟

لن تحتاج المسيرة للعودة إلى القاعدة لإعادة الشحن، مما يوفر الوقت والجهد.
11

ما هي بعض المجالات التي يمكن تطبيق تكنولوجيا الشحن اللاسلكي فيها؟

يمكن تطبيقها في السيارات الكهربية، الهواتف النقالة، الأجهزة المزروعة في جسم الإنسان وغيرها.
12

ما هو الهدف الرئيسي لأبحاث د. إيفانا؟

نقل أكبر قدر ممكن من الطاقة لأبعد مسافة ممكنة.
13

ما هو الفرق بين هدف د. إيفانا وحلم نيكولا تسلا؟

هدف د. إيفانا محدد بنقل الطاقة لأبعد مسافة، بينما حلم نيكولا تسلا أوسع وأكثر طموحًا.
14

ما هي التطبيقات المحتملة لشحن الأجهزة المزروعة في جسم الإنسان؟

يمكن استخدامها لشحن منظمات ضربات القلب والرقاقات المزروعة في الدماغ وغيرها من الأجهزة الطبية.