الروبوتات
المركبات الجوية الدقيقة (MAVs) تتقدم بسرعة، وتأخذ إشارات من الملقحات
قد تحصل المركبات الجوية غير المأهولة على كل العناوين الرئيسية، ولكنها ليست المركبات الجوية الروبوتية الوحيدة في المدينة. المركبات الجوية الدقيقة (MAVs) هي أقرباؤها الصغار. هذه الأجهزة الصغيرة يمكن أن تكون مفتاح تحسين عمليات البحث والإنقاذ والزراعة والصناعات الأخرى الرئيسية.
حتى وقت قريب، كانت المركبات الجوية الدقيقة تفتقر إلى أي قدرات جوهرية. ومع ذلك، كشفت مجموعة من الباحثين最近 عن مركبة طائرة حشرية محسنة يمكنها الأداء بشكل أفضل من الإصدارات السابقة بأمر من الدرجات. هنا ما عليك معرفته.
المركبات الجوية الدقيقة (MAVs)
المركبات الجوية الدقيقة هي قطاع فرعي من المركبات الجوية. لها حجم صغير يشبه الحشرات وتم تصميمها للعمل القريب والدعم. وهي مثالية للسيناريوهات التي يكون فيها الحجم مقيدا لهدف المشروع. ومن المهم أن المركبات الجوية الدقيقة يمكن أن تحسن في يوم من الأيام التمويل والإنقاذ والمراقبة والزراعة.
المشاكل الحالية
المركبات الجوية الدقيقة ليست أكثر من نسخة مصغرة من نظرائهم الأكبر من المركبات الجوية غير المأهولة. غالبا ما تعتمد هذه الأجهزة على تقليد الطبيعة لتحقيق حركتها. ومن الشائع أن تستخدم المركبات الجوية الدقيقة تصاميم أجنحة متذبذبة. توفر هذه الهيئة القدرة على التحليق والطيران بكفاءة. ومع ذلك، هناك بعض العيوب الجوهرية التي جعلت إنشاء مركبات جوية دقيقة موثوقة صعبا.
من بينها، الطيران على هذا النطاق الصغير يعني أن الجهاز معرض للغاية للتداخل من العوامل الخارجية. الرياح القوية، وتغيرات كثافة الهواء، والمطر، والعوامل الأخرى هي فقط بعض الأمثلة على الظروف التي يمكن أن تقيد قدرة المركبات الجوية الدقيقة على الطيران.
بالإضافة إلى ذلك، هناك عبء ميكانيكي على المركبات الجوية الدقيقة. يجب أن تذبذب أجنحتها الصغيرة مئات المرات في الثانية لتحقيق الرفع. هذا الإجراء يضع ضغطا كبيرا على الأجنحة والمحاور والعتاد والمكونات الداخلية الأخرى، مما يؤدي إلى زيادة فرصة الفشل.
القدرات اللازمة
بجانب مدة الحياة القصيرة التي تعاني منها المركبات الجوية الدقيقة، فهي أقل قدرة من النماذج الأكبر. يمكن للتصاميم الحالية فقط التحليق لمدة أقل من 10 ثوان. بالإضافة إلى ذلك، فهي غير قادرة على إكمال أي مسار إلا الأكثر базية.幸يًا، هذه الأجهزة الصغيرة على وشك الحصول على ترقية كبيرة.
دراسة ترقية المركبات الجوية الدقيقة (MAVs)
كشفت مجموعة من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) عن مجموعة من التطورات في المركبات الجوية الدقيقة في دراسة بعنوان “الحركات البهلوانية على مقياس الحشرات: مركبة جوية دقيقة متينة ودقيقة ومرنة1“. أظهر التقرير كيف يمكن أن تتيح التحسينات المزيد من دقة الطيران مع تقليل التوتر على الجهاز. وتم اختبار المركبات الجوية الدقيقة المحسنة باستخدام اختبارات الصدم والرياح. وأظهر التصميم الجديد للجناح مقاومة للصدمات والتمزق.
مرحلة الاختبار
أعد العلماء مركبة جوية دقيقة متقدمة تزن 750 ملليغرام كجزء من مرحلة الاختبار. تمتلك هذه المركبة أجنحة اصطناعية dựa على تصاميم الحشرات، بما في ذلك السيقان المدعومة بأجنحة شفافة رقيقة.
Source – MIT
قدرات الطيران
أجرت المركبة الجوية الدقيقة اختبارات طيران متعددة لاختبار قدراتها. على عكس السابق، كانت المركبة الجوية الدقيقة المحسنة قادرة على مسارات طيران معقدة وحتى بهلوانية مثل اللفات. وأجرت الفريق عدة لفات جوية بأمر، مما يظهر مدى سرعة ومرنة التصميم الجديد مقارنة بالمنافسين.
المركبة الجوية الدقيقة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أسرع أيضا. أظهرت الوحدة سرعة متوسطة تبلغ 30 سنتيمترا في الثانية، وبلغت سرعتها القصوى حوالي 100 سنتيمتر في الثانية. عند الجمع بين هذه السرعة مع المرونة الإضافية، تظهر تحسينات كبيرة في الأداء داخل قطاع المركبات الجوية الدقيقة.
الحمولات
أحد أكثر النتائج إثارة للاهتمام في الدراسة هو أن المركبة الجوية الدقيقة الجديدة يمكنها حمل حمولة صغيرة. في الوقت الحالي، يمكن أن تتضمن هذه الحمولة بطاريات لتطويل أوقات الطيران أو حساسات إضافية لتوفير المزيد من التحكم أو القدرات المراقبة.
نتائج هامة
كشفت نتائج الاختبار عن مكاسب مثيرة. على سبيل المثال، تحليقت المركبة الجوية الدقيقة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لمدة 1000 ثانية. هذه المدة أطول من جميع أوقات طيران المركبات الجوية الدقيقة مجتمعة. وبالتالي، فهي تمثل علامة فارقة للمهندسين وسوق المركبات الجوية الدقيقة بالكامل.
من المهم أن المركبة الجوية الدقيقة أسرع وأكثر مرونة من سابقة، مما يسمح للوحدة بالتماطل من خلال مواقع ضيقة وصعبة الوصول. عند استخدامها مع تكنولوجيا السرب في المستقبل، يمكن أن يؤدي ذلك إلى فرق من المركبات الجوية الدقيقة السريعة جدا التي تجمع القوات لإكمال مهام تتجاوز قدراتها.
الجناح المحسن والمحرك والمحور قدمت العديد من الفوائد لأداء المركبة الجوية الدقيقة. من بينها، أظهرت المركبة الجوية الدقيقة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا سرعات أسرع ومرونة إضافية. بالإضافة إلى ذلك، يمكنها التعامل مع المزيد من الصدمات، خاصة على طول الجناح الرقيق، أثناء التذبذب، مما يؤدي إلى زيادة العمر الافتراضي.
التطبيقات المستقبلية
هناك العديد من التطبيقات للمركبات الجوية الدقيقة التي يمكن أن تساعد في تغيير حياة الناس حول العالم. وتالي بعض الأمثلة الرئيسية:
التلقيح الاصطناعي
يمكن استخدام هذه المركبات الصغيرة لتكرار الظواهر الطبيعية مثل التلقيح. لطالما كان التلقيح الروبوتي هدفا للمحترفين في الحدائق الداخلية الذين يرون التكنولوجيا كخطوة نحو الاستدامة. يمكن أن تساعد هذه التكنولوجيا في يوم من الأيام على البقاء على قيد الحياة للمسافرين في الفضاء من خلال تمكينهم من الحفاظ على حدائقهم الداخلية.
البحث والإنقاذ
تطبيق رئيسي لهذه التكنولوجيا هو في قطاع البحث والإنقاذ. يمكن أن تسافر المركبات الجوية الدقيقة الصغيرة من خلال الحطام الضيق. يمكن تزويدها بالحساسات لمساعدتها على العثور على الحياة والتواصل مع الأشخاص المحاصرين في الأنقاض أو المواقع الصعبة الوصول إليها. يمكنها حتى حمل حمولة صغيرة مثل مسكن للألم إلى الشخص إذا لزم الأمر.
استخدام المركبات الجوية الدقيقة (MAVs) للفحص
تخيل سربا من المركبات الجوية الدقيقة يقومون بالفحص على منطقة. يمكن لهذه الوحدات الحصول على قياسات دقيقة ومحاطة يمكن دمجها لإنشاء خريطة أكثر عمق ودقة للمواقع. يمكن أن تمكن الحساسات الإضافية من تتبع المنطقة في الوقت الفعلي. يمكن أن تكون هذه القدرة مفيدة بشكل خاص في مراقبة المخاطر البيئية.
التطبيقات العسكرية للمركبات الجوية الدقيقة (MAVs)
الجيش هو داعم قوي لتكنولوجيا المركبات الجوية الدقيقة. دعمها للاستخدام في المراقبة هو عامل رئيسي يدفع الدعم للتكنولوجيا. يمكن أن تقوم أسراب من المركبات الجوية الدقيقة بمراقبة مناطق كبيرة مع خطر خسارة قليل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها للاستهداف والمزيد.
الزراعة
يمكن للقطاع الزراعي استخدام المركبات الجوية الدقيقة في العديد من الطرق. يمكن استخدام هذه الأجهزة لمكافحة الحشرات والآفات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ضبطها لتحديد الأمراض أو الأمراض الأخرى في المحاصيل. هناك مناقشات حول استخدام الأسراب لنشر البذور وتوزيع المغذيات.
المستفيدين
ستستفيد العديد من الصناعات من تحسينات المركبات الجوية الدقيقة الموصوفة في دراسة باحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يمكن لبعض الشركات استخدام هذه التكنولوجيا لإنشاء طائرات بدون طيار أصغر وأكثر قدرة، مما يسمح لهذه الأجهزة بتقديم المزيد من الخدمات. هنا شركة واحدة يمكن أن تستفيد من التكنولوجيا.
Northrop Grumman
دخلت نورثروب غرومان السوق رسميا في عام 1994 بعد شراء شركة نورثروب. تعمل الشركة كشركة مقاولة عسكرية وأبحاث. اليوم، هي واحدة من أكثر الشركات известة بصناعة الطائرات بدون طيار العسكرية. يمكن استخدام أجهزتها للدفاع والهجوم والاستطلاع والاستحواذ على الأهداف أو الاتصالات.
أعلنت نورثروب غرومان最近 عن مروحية أوتوماتيكية باسم Fire Scout. تم تكليف هذا الجهاز من قبل البحرية الأمريكية لتعزيز قوتها النارية ووسائل المراقبة. يتميز بتصميم معماري يمكن تثبيت حساسات مختلفة عليه بناء على متطلبات المهمة.
(NOC )
أداء نورثروب غرومان أفضل من معظم الأسهم في قطاع الطائرات بدون طيار العسكرية. وقد زادت توزيعات الأرباح بشكل متتالي لمدة 21 عاما، مما يعادل زيادة بنسبة 11%. إذا دخلت الشركة قطاع المركبات الجوية الدقيقة، يمكن أن ترى عوائد كبيرة بسبب موقفها وخبرتها مع الطائرات بدون طيار.
المركبات الجوية الدقيقة (MAVs) هنا
ستزداد استخدام المركبات الجوية الدقيقة بشكل حاد خلال العقد القادم. سترى هذه المركبات الصغيرة المزيد من التحسينات في الأداء مثل تلك الموصوفة في هذه الدراسة. بالإضافة إلى ذلك، ستتيح التحسينات في عمر البطارية لهذه الوحدات الطيران لفترات أطول وأكثر. للوقت الحالي، المركبات الجوية الدقيقة تكنولوجيا ناشئة تستحق المتابعة.
تعلم عن التكنولوجيا الرائعة الأخرى اليوم.
مرجع الدراسة:
1. Kim, S., et al. (2025). الحركات البهلوانية على مقياس الحشرات: مركبة جوية دقيقة متينة ودقيقة ومرنة. Science Robotics, 10, eadp4256. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adp4256
