باحث وكرسي أستاذية أبحاث بتروفاك في أميركية الشارقة يطور نماذج روبوتية وأنظمة ذاتية باستخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي ضمن تعاون دولي

أطلق الباحث والدكتور راشد الذوادي، أستاذ الهندسة الكهربائية وكرسي أستاذية أبحاث بتروفاك للطاقة المتجددة في الجامعة الأميركية في الشارقة، مشروعين بحثيين جديدين في مجال أنظمة التحكم باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في أعقاب تعاون بحثي مع جامعة جورج واشنطن في الولايات المتحدة خلال صيف 2022. 

ويركز المشروع البحثي الأول على نمذجة المروحيات الرباعية الكبيرة "كوادكوبتر" المسيرة والتحكم بها، وهي مروحيات تعمل بالطاقة الشمسية وتستخدم لمراقبة المزارع الشمسية، والتي بدورها تمتلك أكبر إمكانات مستدامة وأوسع نطاق تطبيق في جميع أنحاء العالم. ويركز مشروعه الثاني على تطوير مخطط تحكم تكيفي لذراع آلية ذات مفاصل مرنة باستخدام تقنية التعلم الآلي لتقليل اهتزاز الذراع الآلية وجعل حركتها أكثر سلاسة ودقة، حيث تشتهر الأذرع الروبوتية بتطبيقاتها العديدة والواسعة في الصناعات المتنوعة مثل خطوط تجميع السيارات والجراحة المساعدة والتطبيقات الصناعية مثل اللحام والطلاء والحفر وغيرها من المجالات الأخرى. وقد بدأ الدكتور الذوادي المشروع الثاني لأنظمة التحكم في الذراع الروبوتية بعد زيارته إلى جامعة واشنطن هذا الصيف. ويجري العمل على المشروعين بالتعاون مع الدكتور أمير جعفري، الأستاذ المساعد في جامعة واشنطن، والدكتور رضا جعفري، الأستاذ المشارك ومدير برنامج الهندسة الكهربائية في جامعة إيست كوست بوليتكنيك في شمال فيرجينيا والأستاذ المساعد في جامعة واشنطن.

وفي حديثه عن المشروع الأول، قال الدكتور الذوادي: "على مدى السنوات الخمس الماضية أجريت بحوثًا حول استخدامات الطائرات الرباعية الكبيرة، والمعروفة أيضًا باسم الطائرات الرباعية بدون طيار. فهي تمتلك قدرات عالية على المناورة والسرعة، فضلاً عن مجموعة واسعة من التطبيقات مقارنة بالأجهزة الأرضية. ولطالما تم استخدام طائرات "كوادكوبتر" بدون طيار للاستطلاع والمراقبة من قبل المؤسسات العسكرية وفي التطبيقات الصناعية. لذلك نجد اهتمامًا كبيرًا بتطوير أدوات تحكم جديدة لزيادة تحسين أدائها ومتانتها".

وأضاف: "تمتلك المحركات الرباعية الكبيرة المرونة، مما قد يؤدي إلى ثني هيكل الطائرة والتسبب في تحديات في نظام التحكم. لذلك، يهدف المشروع إلى تطوير نظام تحكم ذكي واختباره أولاً عن طريق المحاكاة الافتراضية، ثم من خلال التجارب على منصة اختبار. سيسمح الحل المقترح بزيادة مدة رحلات هذه الطائرات المسيرة وتقليل عدد مرات التوقف في محطات إعادة الشحن، والذي يشكل ميزة في العديد من الاستخدامات، بما في ذلك مهام البحث والإنقاذ والاستكشاف داخل المناطق الخطرة أو المراقبة داخل البيئات المعزولة التي يصعب الوصول إليها. كما أن أحد التطبيقات المحتملة الإضافية التي أصبحت محور اهتمام رئيسي اليوم هو فحص مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة".

ويجري العمل على البحثين تحت مظلة كرسي أستاذية أبحاث بتروفاك للطاقة المتجددة في الجامعة الأميركية في الشارقة، فهما جزء من المحفظة البحثية لمركز أبحاث الطاقة المتجددة في كلية الهندسة في أميركية الشارقة، والذي يعمل حاليًا على العديد من المشاريع التي تركز على الطاقة المتجددة. وقد جاء تأسيس المركز بناءً على منحة كرسي أستاذية أبحاث بتروفاك الكريمة والتي تضم أعضاء من الهيئة التدريسية ومساعدي الأبحاث وطلبة البكالوريوس والدراسات العليا. 

قال الدكتور الذوادي: "إن الدعم السخي لمؤسسة بتروفاك من خلال كرسي أستاذية الأبحاث في الطاقة المتجددة جعل العمل على العديد من هذه المشاريع أمرًا ممكنًا. تعد تقنيات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من التقنيات متعدد التخصصات، واللتين يمكن تطبيقهما في العديد من المجالات بما في ذلك علوم الكمبيوتر والمعلومات والهندسة والإحصاء والرياضيات والعلوم المعرفية. ويمكن لأشكال التطبيق والممارسة، والمستمدة غالبًا من العلوم الاجتماعية والسلوكية والاقتصادية، أن تقدم توجهات جديدة للعلوم الحاسوبية لتحليل البيانات بشكل أفضل وتحقيق استفادة أعلى. إن هذين المشروعين البحثيين يضعان النظرية موضع التنفيذ، حيث يحاولان التغلب على تحديات ومتطلبات الهياكل المعقدة مثل الروبوتات والأنظمة المستقلة