تخيل حجم الخوف. المياه ترتفع بسرعة. أنت عالق. هذا ما حدث في قصة حديثة من جنوب غرب الصين. علق رجل على سطح منزل صغير بينما غمرته مياه الفيضانات. لم يكن لديه مكان يلجأ إليه. ظهرت طائرة زراعية بدون طيار.
لم يكن المُشغِّل، لاي تشونغشين، في مهمة إنقاذ، بل كان يُوصل الإمدادات للآخرين فحسب. لكنه رأى الرجل. حلّقَ بالطائرة المُسيّرة - وهي آلة مُصمّمة لرشّ المحاصيل - إلى سطح المنزل. استخدمها بحرص لرفع الرجل إلى بر الأمان.
نسبت صحيفة نيويورك تايمز هذا المنشور، وأثار هذا جدلاً واسعًا على الإنترنت. كان السؤال الرئيسي بسيطًا: هل تثق بطائرة بدون طيار لتحافظ على حياتك؟
كانت الإجابات متضاربة. هذا الإنقاذ المرتجل دفع الناس للتفكير. نحن نثق بالمروحيات، رغم أنها آلات معقدة للغاية. لقد شاهدناها في الأفلام والتقارير الإخبارية لعقود. كما أن بداخلها طيار، مما يمنحها شعورًا بالأمان. أما الطائرة المسيرة، فشعورها مختلف. غالبًا ما تحلق بمفردها أو مع طيار على الأرض.
أعجب البعض بفكرة الطائرات المسيرة، وأشاروا إلى أن العديد منها مزود بستة أو ثمانية دوارات. إذا توقف أحد المحركات، يمكن للطائرات الأخرى مواصلة الطيران. وهذا يمثل دعمًا كبيرًا. لكن آخرين كانوا قلقين للغاية، وطرحوا فرقًا كبيرًا. الطائرات المسيرة لا تحتوي على خاصية "الدوران التلقائي". يمكن لطيار المروحية أن يُنزلق بالطائرة بأمان إذا تعطل المحرك. طائرة بدون طيار؟ قال أحد المستخدمين إنها "ستسقط كالصخر".
هذا هو جوهر مشكلة الثقة. يطرح هذا النقاش برمته سؤالاً أكبر حول موثوقية الطائرات المسيرة في المواقف الحرجة. تُعد أنظمة الدعم الميكانيكية (مثل الدوارات الإضافية) مهمة. لكن أجهزة الاستشعار الجديدة، مثل رادار الموجات المليمترية (mmWave)، تجعل الطائرات المسيرة أكثر أمانًا أيضًا. تُحدث هذه التقنية تغييرًا جذريًا في الوضع، إذ تُساعد الطائرات المسيرة على العمل في ظروف صعبة، مثل الفيضان المذكور في القصة. يجب أن ندرس ماهية رادار الموجات المليمترية ، ولماذا يُعدّ ذا أهمية كبيرة لعمليات الإنقاذ.
ما هو رادار الموجة المليمترية؟
يُظهر هذا النقاش أننا بحاجة إلى أكثر من مجرد نسخ احتياطية ميكانيكية. نحن بحاجة إلى طائرات بدون طيار أكثر ذكاءً. وهنا يأتي دور رادار الموجات المليمترية (mmWave).
يعمل هذا النوع من الرادار ضمن نطاق ترددي خاص، يتراوح بين 30 و300 جيجاهرتز. تتميز هذه الموجات الراديوية بقصرها الشديد (من 1 إلى 10 مليمتر). يُعدّ هذا الطول الموجي القصير هو الأساس، إذ يُمكّن الرادار من التقاط صورة واضحة وعالية الدقة للعالم. وهو يختلف عن الرادار القديم منخفض الدقة.
وهو يختلف تمامًا عن الكاميرات أو أنظمة الليدار. تخيل القيادة في ضباب كثيف أو أمطار غزيرة. عيناك (اللتان تشبهان الكاميرا) لا تستطيعان الرؤية. ينعكس ضوء المصابيح الأمامية عن قطرات الماء. أما الليدار (الذي يستخدم نبضات ضوء الليزر) فيعاني من نفس المشكلة، إذ يتشتت ضوؤه، فلا يستطيع الرؤية لمسافات بعيدة.
إشارات الموجات المليمترية مختلفة. إنها موجات راديوية، وليست موجات ضوئية. تخترق هذه الموجات الضباب والمطر والغبار والدخان مباشرةً. هذا يجعل الرادار الأداة المثالية لمهام الإنقاذ. في عمليات الإنقاذ، يكون الطقس سيئًا دائمًا تقريبًا، والرؤية منخفضة.
تستخدم الطائرات المسيرة رادار الموجات المليمترية (mmWave) في بعض المهام الرئيسية. فهو يساعدها على تجنب العوائق، وقياس ارتفاعها بدقة عن الأرض، والعثور على الأجسام وكشفها . كما يمكنه رصد الأشياء الصغيرة، مثل الأشخاص أو خطوط الكهرباء، من مسافات بعيدة. ويرسل هذه البيانات إلى حاسوب طيران الطائرة المسيرة آنيًا، مما يُحسّن ملاحة الطائرة وسلامتها بشكل عام.
كيف يساعد رادار mmWave في عمليات الإنقاذ بالطائرات بدون طيار
يجب أن نفكر مجددًا في عملية الإنقاذ الصينية من الفيضانات. صُممت الطائرة بدون طيار للعمل الزراعي، لرش الأسمدة ونقل المواد. تتطلب هذه الأعمال أجهزة استشعار جيدة للتحليق بأمان حول الحقول وتجنب خطوط الكهرباء.
الآن، علينا أن نضع تلك الطائرة المسيرة في منطقة الفيضان. الماء يرتفع، والحطام يطفو في كل مكان. المطر يهطل بغزارة. طائرة مسيّرة مزودة برادار الموجات المليمترية قادرة على "الرؤية" من خلالها. يمكنها العثور على الرجل العالق بدقة أكبر بكثير من كاميرا بسيطة، والتي ستلتقط المطر فقط على العدسة.
تتمتع هذه التكنولوجيا بفوائد كبيرة في مجال أعمال الإنقاذ.
من أهم مزاياها قدرتها على العمل في جميع الأحوال الجوية. تخترق الإشارات الظروف الجوية السيئة وتواصل عملها. لا تنتظر مهمة الإنقاذ حتى ينقشع الطقس. تحتاج الطائرات المسيرة إلى التحليق في قلب العاصفة، أو وسط دخان حرائق الغابات الكثيف، أو في الضباب الكثيف. يتيح رادار الموجات المليمترية لها القيام بذلك بكفاءة عالية، مرارًا وتكرارًا. كما يُعالج هذا مشكلة "الخطأ البشري". قد يضل طيار المروحية طريقه في العاصفة وسط الضباب، لكن هذا الرادار يمنح حاسوب الطائرة المسيرة رؤية مثالية حتى عندما لا يستطيع الطيار البشري الرؤية.
كما يُضيف طبقةً أساسيةً من تكرار الاستشعار. المُشاركون في النقاش عبر الإنترنت مُحقّون. يُمكن للطائرة المُسيّرة أن تتعطل. تُضيف تقنية mmWave طبقةً جديدةً من الأمان غير ميكانيكية؛ إنها مجموعةٌ جديدةٌ من "الأعين". تُزوّد منتجاتٌ مثل رادار mmWave بتردد 60-79 جيجاهرتز الطائرة المُسيّرة بمعلوماتٍ مُستقرةٍ عن العالم. يُمكننا تخيّل طائرةٍ مُسيّرةٍ بثماني دوارات. إذا تعطل أحد مُحرّكاتها، فلا يزال بإمكانها الطيران، ولكن قد يكون مُختلّ التوازن وضعيفًا . تحتاج إلى الهبوط بسرعة. يُمكن لرادار mmWave مسح المنطقة وإيجاد نقطةٍ آمنةٍ ومُسطّحةٍ للهبوط، حتى لو لم يتمكّن الطيّار (أو كاميرا الطائرة المُسيّرة) من رؤيتها. يُساعد هذا الرادار الطائرة المُسيّرة على التغلّب على أيّ عطلٍ بأمان.
الرادار دقيقٌ للغاية. في حالة الفيضان، تمتلئ المياه بحطامٍ خطير. هناك جذوع أشجار عائمة، وأجزاء من منازل، وأنواعٌ مختلفة من النفايات. قد ترى كاميرا بسيطة كل هذا على أنه مجرد "أشياء". أما رادار الموجات المليمترية، فهو دقيقٌ للغاية لدرجة أنه يمكن تدريبه على تمييز الفرق. يمكنه تصنيف الأجسام، وتحديد البصمة الفريدة للشخص وتتبعه ، حتى لو كان مخفيًا جزئيًا بسبب الحطام. هذا أمرٌ بالغ الأهمية. فالطائرة بدون طيار لا تبحث عن شيءٍ ما فحسب، بل تبحث عن شخصٍ ما .
بعد إعصار، مثل كاترينا، تستطيع الطائرات المسيرة المزودة برادار mmWave مسح أحياء بأكملها. ويمكنها فحص أسطح المنازل والأشجار بحثًا عن ناجين، وتقديم المساعدات أو توجيه فرق الإنقاذ بشكل أسرع بكثير من الطرق القديمة.
الرد على نقاش الثقة
هذا يعيدنا إلى جدل الثقة. ركّز النقاش الإلكتروني على الفيزياء: المروحيات تنزلق، والطائرات المسيّرة تسقط. هذا صحيح، إلى حدّ ما.
لكن رادار الموجات المليمترية يُغيّر مجرى الحديث. فهو يُغيّر الهدف من النجاة من عطل إلى منع حدوثه . الدوران التلقائي للمروحية هو رد فعل على عطل كامل في المحرك. إنها محاولة أخيرة للهبوط بسلام. صُممت الطائرة بدون طيار المزودة برادار الموجات المليمترية لتجنب الوقوع في هذا الموقف من الأساس.
يكتشف النظام خط كهرباء في الدخان فيتوقف . يستشعر اقتراب الأرض منه بشدة فيضبط وضعيته. يوفر بيانات ارتفاع فائقة الدقة ، ويساعد الطائرة المسيرة على التحليق بثبات تام، حتى في ظل الرياح، أثناء رفعها لشخص ما. هذا يقلل من خطر خطأ الطيار أو خطأ المستشعر قبل أن يتحول إلى كارثة.
عند إضافة هذا المستشعر الذكي إلى طائرة بدون طيار مزودة بمظلات أمان أو ثمانية دوارات، ستحصل على نظام آمن من نواحٍ عديدة. قال المعلق على الإنترنت "4 > 1" للدوارات. لكن الرادار المتطور مع دوارات متعددة يُمثل معادلة أفضل. هذه التقنية تبني نوعًا جديدًا من الثقة.
مستقبل عمليات الإنقاذ بالطائرات بدون طيار مع رادار mmWave
كانت عملية الإنقاذ الصينية مذهلة، لكنها تُظهر إمكانياتٍ أكبر بكثير. كانت الطائرة المسيّرة تُسيّرها مُشغّلة بشرية ماهرة. الخطوة التالية هي جعل الطائرات المسيّرة أكثر استقلالية.
مع تطور التكنولوجيا، سيتم دمجها مع الذكاء الاصطناعي. هذه هي الخطوة الكبرى القادمة. الرادار يُمثل "العين"، والذكاء الاصطناعي يُمثل "العقل".
سيعالج الذكاء الاصطناعي ملايين نقاط البيانات من الرادار كل ثانية، وسيتخذ قرارات ذكية بمفرده. على سبيل المثال، يمكن لفريق إنقاذ أن يطلب من طائرة بدون طيار: "ابحث عن جميع الأشخاص في منطقة الفيضان هذه التي تبلغ مساحتها ثلاثة أميال مربعة". سيستخدم الذكاء الاصطناعي الرادار لمسح المنطقة بأكملها، وتحديد الأشكال البشرية ومواقعها بدقة. ثم يمكنه تخطيط مسار الطيران الأسرع والأكثر أمانًا بينها، متجنبًا جميع العوائق الجديدة مثل الأشجار المتساقطة والحطام .
هذا قد يجعل الطائرات بدون طيار موثوقة تمامًا مثل المروحيات. بل قد تكون أكثر موثوقية في بعض الأحوال الجوية السيئة، حيث لا تستطيع المروحيات الطيران.
إذا كنت تعمل مع الطائرات المسيرة أو في خدمات الطوارئ، فهذه تقنية جديرة بالمتابعة. سيستمر الجدل حول الثقة. لكن هناك أمر واحد واضح: هذه التقنية تنقذ الأرواح وتبني الثقة، رحلة آمنة تلو الأخرى.
ما رأيك؟ هل تثق بطائرة بدون طيار مزودة برادار mmWave لإنقاذك؟ شاركنا رأيك في التعليقات!
الأسئلة الشائعة
فيما يلي بعض الأسئلة الشائعة حول هذه التقنية.
س١: ما هو رادار الموجات المليمترية (mmWave)، وما وظيفته في الطائرات المسيرة؟ ج١: هو مستشعر يستخدم إشارات عالية التردد (٣٠-٣٠٠ جيجاهرتز). في الطائرات المسيرة، وظيفته الرئيسية هي مساعدة الطائرة على فهم العالم من حولها. يساعد في تجنب الأجسام، والتحقق من الارتفاع الدقيق، والعثور على الأشياء. يعمل بكفاءة عالية في الأحوال الجوية السيئة مثل المطر أو الضباب، وهو ما لا تستطيع الكاميرات وأجهزة الليدار (LiDAR) القيام به.
س٢: لا يمكن للطائرات المسيرة الدوران تلقائيًا. كيف يُحسّن الرادار السلامة؟ ج٢: لا يُتيح الرادار للطائرة الدوران تلقائيًا. هذه ميزة ميكانيكية، بل تُساعد على منع وقوع الحوادث. يُتيح للطائرة قدرةً ممتازةً على تجنب العوائق تلقائيًا ، ويساعدها على التحليق والهبوط بأمان. كما يُضيف مستوىً من الأمان الاستشعاري للتعويض عن المخاطر الميكانيكية.
س3: لماذا نستخدم رادار الموجات المليمترية بدلاً من الكاميرا في حالات الفيضانات؟ ج3: عادةً ما تؤدي الفيضانات والكوارث الأخرى إلى سوء الأحوال الجوية. فهناك أمطار غزيرة، أو ضباب كثيف، أو دخان. تتوقف الكاميرات وأجهزة LiDAR (التي تستخدم الضوء) عن العمل في هذه الظروف، حيث يُحجب الضوء أو يتشتت. إشارات رادار الموجات المليمترية هي موجات راديوية، وتمر مباشرةً عبرها. هذا يُمكّن الطائرة بدون طيار من مواصلة الطيران بأمان والعثور على الأشخاص عندما تكون الكاميرا غير قادرة على الرؤية.
س٤: ما هو مستقبل رادار الموجات المليمترية في الطائرات المسيرة؟ ج٤: الخطوة الكبيرة القادمة هي دمج رادار الموجات المليمترية مع الذكاء الاصطناعي. سيستخدم الذكاء الاصطناعي بيانات الرادار الواضحة لأكثر من مجرد الرؤية، إذ سيتمكن من العثور على الأجسام وتتبعها (مثل تحديد موقع شخص من جذع شجرة عائم). سيساعد هذا الطائرة المسيرة على اتخاذ قرارات ذكية بنفسها ، ويجعل مهام الإنقاذ أكثر أمانًا وسرعة .