الروبوت الخطير والزراعة بالتسطير

من ناحية التنفيذ:

1 الهيكل الخاص بجهاز الزراعة:

1. التصميم الايروديناميكي غير مطلوب بالمرة، إذا كانت السرعة التصميمية 26 كيلومتر في الساعة فهذه لا تضع مقاومة (drag) ذات بال، الآن بسبب هذا التصميم الغريب على شكل قطرة مياه اضطررتم لعمل إطارات خضراء جعلته أشبه بالحذاء (السفنجة) وصارت عملية تغطيته بقبة أو سقف (canopy) صعبة تحتاج لعملية صب للدائن مخصصة، كان من الممكن جداً جعل التصميم في شكل صندوق فلا يحتاج لكل هذه المنحنيات.
2. الموتورات المناسبة سيرفو مش ستيبر لأنها بتصرف طاقة (تسحب تيار) حتى لو كانت متوقفة في زاوية واحدة
3. غير دقيقة إلا باستخدم تروس تخفيض للسرعة.

2 جهاز الزراعة (Airborn Automated Agriculture Remote terminal):

1. هذا جهاز مضحك في الفكرة والتنفيذ، المطلوب هو توجيه الجزء الأصفر الذهبي في نهايته وهو قاذف بذور يعمل بالهواء المضغوط معلق حسب التصميم بموتورين من نوع (stepper motor) وعليى جانبه حافظة صغيرة للبذور وفي الجانب الآخر جهاز لتوجيه ليزر أطلق عليه المهندس محمد عبد الله اسم (مؤشر ليزر) ولا نعلم له وظيفة حتى الآن، الجهاز يتدلى من قبة بلاستيكية خضراء داخلها بعض الدوائر الإلكترونية وتبرز منها كاميرتان واحدة لتصوير الطيف دون الأحمر (IR, Near IR) لأغراض مراقبة المزروعات، والثانية للرؤية العادية
   
   القبة (dome) مع القاذف معلقان على الهيكل الطائر للدرون بموتورين آخرين من نفس النوع، لا نعلم الوزن الإجمالي لهذه (الحمولة الذكية) كما يطلق عليها المهندس لكن نتوقع أن تبلغ نصف كيلوغرام على الأقل.
   
   الفكرة الأساسية أن يتم تعبئة الحافظة بالبذور ثم يتم إطلاق الطائرة وتبدأ من نقطة محددة بإطلاق البذور نحو الأرض فتنغرز (أو هكذا تم تصوير الأمر) بفعل السرعة العالية للإطلاق، تعمل الموتورات الأربعة على توجيه فوهة القاذف إلى الهدف.
   
   يدعم نظام التوجيه كاميرات تبث الصورة إلى شخص بعيد يتابع العملية في نظام اسماه المهندس محمد عبد الله (FPV) لكن لا نعلم هل يقوم بكل العمل منفرداً فهو لم يعطي إدابة على سؤالنا ما إذا كانت هذه الآلة العجيبة يمكن برمجتها لتؤدي كل هذه الأعمال

1. المطلوب لتوجيه المدفع (Seeds Electric Launcher) والصحيح (Seed shooting gun) موتورين فقط إما بين الطائرة والقبة أو بين القبة والمدفع ودا الموقع الأفضل هندسياً لأنه بيتطلب موتورات أصغر وأخف.
   
   
   
   
2. الموتورات المطلوبة مفترض تكون سيرفو (Servo motors) زي الفي الصورة التحت مش موتورات خطوة (Stepper motors) زي المستخدمة وباينة في الصورة التانية لأنها كبيرة وثقيلة وغير دقيقة، لزيادة دقتها يجب استخدام تروس والتروس متوفرة بالفعل في السيرفو موتر، وهي أرخص بثلث سعر الأولى تقريباً.
   
   
   
   
   
   
3. التنفيذ لجهاز الإطلاق تم فيه استخدام جزء من بندقية لعب هوائية (Airsoft gun) تستخدم للعب وتحتاج للهواء المضغوط لإطلاق كرات من البلاستيك على الخصم، التنفيذ تم هنا بنزع الجزء الخاص بالإطلاق (القاذف) ويظهر في الصورتين واحدة أمام الشيخ (للأسف) وهي متوفره في أعلى هذه الصفحة ولا أرغب في وضعها هنا. جزء القاذف ظهر في الفيديوهات والصور الثابتة بهذا الشكل.
   
   
   
   القاذف أعلاه ظهر في كل الرسومات بشكل مقطعي (sectional diagram) يعبر عن التفاصيل الداخلية، هذا هو في الواقع في الصورة أدناه وهو بالتأكيد معقد لأنه يتطلب الكهرباء لتشغيل الصمام والغاز المضغوط (الهواء أو ثاني أكسيد الكربون).
   
   
   
   
   
   الصورة أعلاه للقاذف مقطوع طولياً لتوضيح الأجزاء وتبين وصلة الغاز (سوداء) إلى اليسار، وفي الصورة السفلية القاذف مع الصمام الهوائي الذي يعمل بالكهرباء
   
   
4. ليس لدي أي تحفظات على هذا التوظيف (improvisation) سوى أن هذا الجهاز يتطلب مكون آخر، عليكم إضافة أنبوبة غاز أصغرها يكون بحجم أسطوانة مزيل العرق بوزن حوالي نصف كيلو تقريباً، هذه البندقية تستخدم تقنية (HPA "High Pressure Air") وهي سلاح حقيقي يمكن استخدامه لصيد الطيور، لكن في حال طائرة الدرون المخصصة لوظيفة زراعة (1000 بذرة في الساعة) يجب استخدام أسطوانة غاز أكبر (من أجل 1000 بذرة) هذا يعني وزن إضافي حوالي واحد كيلوغرام في حده الأدنى (الجهاز+الاسطوانة)، لذلك كان من المستحيل أن تقلع هذه الطائرة وهي تحمل كل هذا الوزن.
   
   وغالباً تم استخدام بندقية بلون أخضر من نوع مشابه للتي في الصورة أدناه مع فصل القاذف، هذه البنادق تأتي بأجزاء قابلة للفك والتبديل فهي تتلف بسرعة، الجزء المخصص للقاذف يمكن فكه بالكامل وتغييره بموديل آخر، لاحظوا حجم أسطوانة الهواء المضغوط، هذه يفترض أن تحملها طائرة الدرون!
   
   الذي ذكره المهندس محمد عبد الله عن (لجنة محترمة شافت) وأعطت تقييم جيد هو في الحقيقة تشغيل لجزء القاذف من بندقية خضراء مشابهة بعد توجيهه لأحواض التربة التي وصفها، أسطوانة الهواء هذه تم جلبها داخل الصندوق البني مع بقية المعدات غالباً، لهذا عجز عن الاتيان بالفيديو الذي يجب أن تظهر فيه الطائرة الدرون وهي تحمل جهاز الزراعة وهو يعمل بالهواء المضغوط، أي حمولة تقارب 5 كيلوغرام تقريباً، مستحيل.
   
   في الصورة أدناه ظهر الجزء المنزوع من البندقية (القاذف) في منتصف الجزء العلوي من الصورة، فوهته تظهر كأنها تلامس رجل الكرسي البيضاء في الخلفية، الجزء المنزوع باللون الأخضر وتظهر وصلتين واحدة لليزر والثانية لتشغيل الزناد (التتك)، لا أعرف المغزى من توظيف الليزر هنا! سألت ولم أحصل على إجابة، أظن أنه مجاراة لألعاب البلايستيشن.
   
   فوجود وحدة الليزر لا ضرورة لها، وقد ذكر المسؤول عن الفريق في الفيديو (SAP Final) أن الليزر الغرض منه التصويب على نقطة زراعة البذرة وهذا أيضاً لا معنى له، فليست توجد على الأرض علامات مسبقة حتى تكون أهدافاً (marks) للتصويب، مجرد أرض خلاء، طريقة التفكير هذه متأثرة بالوظيفة الأصلية للقطعة المنزوعة من البندقية، وهذا خيال خصب يفترض إصابة الأرض في "مقتل".
   
   وفي الصورة السفلية، ظهر جزء آخر أيضاً من بندقية أخرى في أقصى الركن السفلي الأيمن، وبلون أخضر أيضاً، البندقية الأولى بلاستيكية وهذه معدنية من سبائك الألمونيوم. تظهر كذلك الموتورات الضخمة المستخدمة وقد تحدثنا عنها سابقاً وعن عدم ملائمتها لوزنها الزائد وعدم دقتها وفضلنا عليها موتورات السيرفو.
   
   
5. كان من الضروري (إذا توجب ذلك) استخدام تقنية (AEG "Automatic Electric Gun") هذا النوع لا يحتاج للهواء المضغوط، بل لبطاريات فقط، فكرته مبينة في الصورة أدناه
6. أرجو ملاحظة بساطة تصميم القاذف هنا.

هذه التقنية لا تتطلب أسطوانات غاز أو قاذف معقد وليست في خطورة التقنية الأولى، ومع أنها لن تنجح لكن على الأقل لن تكون فاضحة مثل الأولى، هنا لن تكونوا بحاجة سوى لبطاريات أقوى ربما 9 فولت أو 12 فولت لتشغيل الموتور لمرات أقل من 1000 مرة.

---

3 الروبوت الزراعي:

أطلقنا عليه الاسم (القرنبع) فهو يشبه الصرصار (cockroach) بالفعل، أما الوظيفة المعلنة فهي (الزراعة وجلب العينات الزراعية من الحقل ومكافحة الآفات)، لا نعلم كيف يمكن لهذا الشيء أن يقوم بكل ذلك، لكن الشيء الأكيد أن من قام بعمل التوصيلات هذه لم يكلف نفسه تجويدها بحيث تبدو احترافية، ربما تركت أحشائه بهذا المنظر حتى تعطي الانطباع بأن هنالك أعمال تجري حالياً.



الغرض هو الوصول لشيء مشابه للآلة في الفيديو أدناه مع فرق جوهري، الروبوت المعروض أعلاه والخاص بمشروع المسابقة محمول جواً، بمعنى أن الطائرة الدرون تنقله مكن مكان لآخر ليقوم بالمهمة.



هذا الروبوت في الحقيقة عنبكوت ميكانيكي يمشي على الأرض، وهذا منطقي، فليس من المعقول أن يتم استغلال الطائرة الدرون لنقل كتلة وزنها حوالي كيلوغرام واحد كل عشرة أمتار،

صاحب الروبوت له رؤية خاصة في العمل الزراعي الجماعي كذلك بجعل الروبوتات تنصب "شيخاً" لها لتنسيق العمل في الحقل





4 الشرح:

1. مقارنتة بالروبوت العنكبوت الذي يعمل بكل بوضوح (غض النظر عن الكفاءة والجدوى) فلا توجد ضرورة للشكل الغريب اليروديناميكي، فهذه الآلة لا يتم الطواف بها (cruising) بسرعات عالية، لذا كان من الممكن عمل الهيكل بتصميم مريح لوضع الأذرع.
2. لا نعلم كيف سيقوم هذا الشيء بمهامه من الجو، اللهم إلا إذا كان المصمم يضمن استقرار الدرون في الجو لفترة كافية للزراعة أو لأخذ عينة بدون أن يختل توازنها، فلا يبدو أن له أرجل يقف عليها على الأرض.
3. أداة الحفر ليست مخصصة للتربة وتبدو أنسب للخشب أو الفلين أو المواد الصلبة الأخرى
4. لم نر هذا الشيء يعمل مطلقاً في الحقل مما يحملنا على الاعتقاد بأنه لم يكتمل ساعة تقديمه للمسابقة قبل نصف عام.

النتيجة: المشروع فاشل في التنفيذ

من النواحي التصميمية اوالهندسية

5 الدقة التصميمية:

1. الاعتماد على نظام التحديد الجغرافي (GPS) ليس قراراً موفقاً، الدقة التصميمية (غير معروفة لرفض تزويدنا بها لكن نحسبها في حدود 50 سنتمتر) يستحيل أن تتحقق إذا فقط علمنا أن نظام التحديد ذاته (L1 GPS) يأتي بخطأ 3 إلى 5 أمتار في أفضل الحالات، وهذا لا يعد بأية حال ضمن الوصف "دقيق"، فالدقة ستكون في حدود 50% إلى 70% في أفضل الأحوال أي خطأ 3 إلى 5 أمتار في كل 10 أمتار هذا لا يشمل الخطأ الرأسي فغالباً يمكن تصحيحه بتقنيات رخيصة أخرى.
2. لم يأت ذكر لجهاز (DGPS) في الحقيبة المجهزة لعملية قيادة الطائرة ولا الإشارة إليه، هذا الجهاز يستخدم للحصول على دقة يمكن أن تصل إلى نصف متر أو أقل وهو مخصص للمساحة، غالي الثمن لكن فقط لإثبات النظرية.
3. محتاجين لإدخال قراءات جهازين (accelerometer, gyro) إضافة للأجهزة الفوق دي لحساب دقة التصويب أثناء الطيران، واضح إنكم ما حاسبين ضروراته، أو مفترضين إنو الطائرة حتكون ثابتة في الجو بفضل الطيار الآلي، ربما.
4. لم يوفر المهندس محمد عبد الله أي معلومة عن هذا (الطيار الآلي) ولا نعلم أي طريقة تم تطويرها للتنسيق بين (الطيار الآلي) وعمل القاذف، هذا لا يثبت إلا بالتجربة التي لم نرها حتى الآن.
5. إطلاق جسم أثناء الطيران بدقة عملية ليست بالسهولة التي تم تصويرها في الفيديو المخصص للفكرة (concept)، هذا التصميم متأثر جداً بمشاهد ألعاب البلايستيشن الحربية، في الواقع إطلاق القذائف من طائرة لا يتم إلا بعد أن تتخذ الطائرة وضع الهجوم أي الهبوط في خط مستقيم ينتهي عند الهدف على الأرض بالنسبة للقذائف العادية، أما بالنسبة للقذائف الموجهة فالموضوع يمكن أن يتم من أي منصة طائرة.

• الموتورات الأربعة لجهاز الزراعة مع هيكل الطائرة (Air frame) تعطي 10 درجات حرية على مستوى الهيكل الطائر، 6 للطائرة زائداً أربعة للموتورات، في الواقع أي نظام حركي يتم وضعه على منصة متحركة (mobile base) تضاف له ثلاث درجات حرية على الأقل هي الانتقال (translation) في اتجاهين والدوران (rotation) حول نفسه، وفي حالة الدرون المطلوب لتوجيه فوهة جهاز الإطلاق (القاذف) أربعة متغيرات فقط على مستوى المهمة، هي إحداثيين زائداً زاويتي الميل على كل من المحورين X و Y. لدينا الآن معادلات تتضمن عشرة متغيرات وثوابت أخرى لتحديد الوضع النهائي لفوهة القاذف من بينها الآتي:
  • ارتفاع الطائرة (Z₀)
  • موقعها في المستوي الأفقي (X₀, Y₀)
  • اتجاهها (yaw, heading)
  • زاوية ميلها (pitch)
  • زاوية انعطافها (roll)
  • إضافة لأربعة زوايا للموتورات زائداً ثوابتها الميكانيكية (الإزاحات offsets الأفقية والرأسية بين نقاط اتصالها بالهيكل)
• كل البارمترات أعلاه مطلوب تحديد قيمها للوصول إلى نقطة نهائية (x, y, z) هذا كله في ظرف 1.3 ثانية مع الأخذ في الاعتبار حركة الطائرة المتأرجحة والرياح غير المنتظمة، هذا نظام مفرط التحديد ويحتوي فائض من درجات الحرية (redundancy) تجعل عدد الحلول الممكنة لانهائية وعلى مستوى تفاضلي (differential level) المتغير الأساسي في معادلاته هو السرعة، لا نعلم كيف تمكن الفريق من وضع المعادلات الأساسية للحل ومن ثم عمل نموذج رقمي وأخيراً برنامج الكمبيوتر الذي يدير كل هذه الزراعة.
• التصميم أعلاه يفرض حساب النقطة (xyz) أثناء حركة الطائرة، ببساطة معادلات حركة من مشتقات الدرجة الثانية، كما يظهر في الصورة أعلاه.
• افتراض إمكان تغطية حقل من 1000 موقع تتم زيارتها بطائرة درون بالدقة المفترضة سواء آلياً أو بواسطة شخص كل ما لديه هو إمكانية توجيهها إضافة إلى توجيه القاذف بالدقة المفترضة مع المحافظة على اتزان الطائرة في الجو (لا يبين التصميم وجود مكون متخصص لهذه المهمة) وكل ذلك في فترة 1.3 ثانية أمر مشكوك فيه.

6 الطائرة الدرون:

1. تظهر في الصورة أدناه، بحسب الأبعاد التقريبية (إذا كان الرسم أدناه دقيقاً) فهي ذات عرض حوالي 230 سنتمتر بأجنحة طول الواحد يزيد عن المتر قليلاً، هذا جيد، يمكن لهذه الطائرة أن تتحمل الوزن في حالة الطيران الأفقي (إذا صحت التوقعات) في وضع التحويم (cruising) لكنها لن تتحمل الوزن في النمط العمودي، هذا الوضع ضروري إذا كان من مهامها الزراعة وجلب العينات، فلا أظن أن الفكرة الأساسية هي جلب العينات أثناء الطيران بسرعة 26 كيلومتر في الساعة.
   
   
   
   
2. التصميم الأنسب ربما ينجح جزئياً بطائرة مثل التي في الصورة أدناه، لم نراها تعمل لكنها تبدو مجهزة للطيران الفعلي بالنظر لحجم المحركات والمراوح
   
   

النتيجة: المشروع فاشل في التصميم

من ناحية الفكرة

7 الفكرة العامة:

1. استخدام طائرة درون (quadrocopter, tricopter) فكرة صائبة إذا كان الغرض الهبوط على الأرض وإجراء أعمال مثل أخذ العينات أو مكافحة الآفات بالرش، للتعقيد المصاحب لها ولطبيعة الحمولة المجهزة.
2. لكن التصميم المزدوج (hybrid) غير مناسب أبداً فالسرعة المطلوبة في حالة الطائرة المجنحة (fixed wing) يمكن الوصول إليها بالطائرة العمودية بكل سهولة، إضافة لذلك فالتصميم ذي الجناح الثابت يتطلب انسيابية تضيف تعقيداً غير مبرر، هذا غير الصعوبة في إعادة توجيه المراوح بزاوية 90 درجة عند الرغبة في التبديل بين نمطي الطيران.
3. الأنسب في للحالتين أعلاه استخدام طائرة هليكوبتر بدون طيار بمحرك حراري عادي رخيص، بهذا يمكن رفع حمولات تتجاوز عشرة كيلوغرام.
4. فكرة الزراعة الدقيقة من السماء ليست ضرورة في الوقت الحالي، إذا كان الغرض عمل غطاء نباتي لمكافحة التصحر فالأحزمة الخضراء لا تشترط الدقة العالية في توزيع الأشجار
5. الأنسب والأقرب لمشروع بهذا التصميم هو مراقبة المحاصيل (crop surveillance/scouting) لكن ليس الزراعة بكل تأكيد

النتيجة: مشروع ممكن وغير ضروري

الحلول المباشرة:

جهاز السلوكة، محمول ولا يعمل بالبطاريات أو يتضمن وسيلة اتصال لاسلكي، أداة متطورة ووسيلة رياضية تفيد في فلاحة الأرض وغرس البذور وغير قابلة للبرمجة أو التحكم من بعد، نوصي بتوفيرها للغرض المعني

جهاز التركتر، بديلاً للسلوكة، آلة قديمة اخترعها الأمريكان المتخلفين، يمكن تطويرها وتوظيفها عند الضرورة، مشكلة هذا الجهاز أنه يطير على ارتفاع منخفض جداً من سطح الأرض، وأحيانا لا يطير وليس مزوداً بأذرع آلية، كذلك لا يبدو أنيقاً كفاية لأداء المهمة

الحلول المبتكرة التعويضية:

لكن إذا أصر الفريق على استخدام الدرون مع تقنية الهواء المضغوط فهذه مقترحاتي المتواضعة

أعلاه طائرة من غير طيار لاستخدامها في المدن: توصيل الهواء المضغوط بخرطوش للدرون، مع حمل الأسطوانة باليد والتوظيف الأمثل للنصف السفلي للانسان، هنا تمت الموائمة بين سرعة طيران الدرون وسرعة الجري للانسان وهذا فتح تقني جديد وغير مسبوق لحد علمنا، يتقدم الانسان الطائرة لافساح الطريق ولتجنب الأبنية العالية

أعلاه طائرة من غير طيار للزراعة في الصحراء: توصيل الهواء المضغوط بخرطوش للدرون، مع حمل الأسطوانة على عربة مدولبة تجرها الدرون، هذه الطريقة يمكن معها التحقق من إصابة البذور لمواقعها ودفنها أثناء المرور فوقها، الحذاء الرياضي ضروري من أجل أداء أفضل للقائم بالمهمة، الزي الفضفاض يساعد على التهوية المتوازنة، العقال مستخدم هنا لأداء وظيفتين الأولى تثبيت الغترة، والثانية يعمل كهوائي إيريال من نوع (High gain Yagi loop antenna) بكسب عالي للإشارة من السماء

ملاحظات طفيفة وغير مهمة:

8 أخطاء إملائية:

• Doom -> Dome
• Rang -> Range
• launcher -> gun
• Axies -> Axes
• كل الفقرات في الصور، عدلوا الكلمات الفي الوسط لتبدأ بحروف صغيرة.
• الكلمة (Yaw) تنطق "يوو" وليس "ياو"
• النصوص على الرسومات التوضيحية بحاجة للمراجعة النحوية وبعض المصطلحات مثل (NDVI creation) والصحيح (NDVI calculation)

9 المصطلحات:

• استخدامكم لمصطلحات البلايستيشن لن يفيد سوى في إظهاركم على هيئة غير مناسبة
• combat, launcher, Air burst, etc.

نصائح:

1. اسحبوا كل الصور المنشورة في الانترنت باستثناء صوركم الشخصية، كل الأنا شفتها فيها الفضائح دي
2. اقعدوا واتفقوا قبل نشر أي صورة وأدرسوها وخلوها تخمر اسبوع اسبوعين بعدين أنشروها
3. الإخفاق في التصميم الهندسي دا لأنكم ما معاكم مهندس ميكانيكا، ولو معاكم واحد شوفوا غيرو، دا فاشل جداً وحيضركم بدون ما يقصد
4. الدكتور أحمد الحاج من الفيسبوك إذا عايزين تستفيدو منه ممكن يفيد في شغل البوليمر، بدل تستخدموا الأكريليك احتمال يدلكم على مواد أفضل
5. يستحسن تفكروا في المواضيع المطروحة في الصفحة الأولى بخصوص الإمارات فهي أقرب للتنفيذ
6. إذا كان من الضروري الالتزام بالخط الحالي فمراقبة المحاصيل (crop surveillance/scouting) أقرب للنجاح في حالتكم ومطلوبة جداً في السودان لو بس قدرتو تعملوا أنظمة إنذار من الآفات أو لحساب المحصول المتوقع بطريقة أدق بدل التكهنات الحالية دي وبالتأكيد حتنجحوا، كلنا معاكم

اسئلة ليست للإجابة:

1. على أي شيء راهنتم بالإعلان عن مشروع غير مكتمل ويمكن لأي شخص غير متخصص تحديد كل هذه الأخطاء فيه؟
2. أي لجنة محترمة هذه التي (شافت) وقررت أن هذا المشروع يجب أن يعطى تقييماً جيداً رغم أنه لم يعمل بالمرة إن لم تكن تعمل بموجهات محددة ليست ضرورة نجاح المشروع من بينها؟
3. على أي أساس تم اختيار المشروع من ضمن أفضل سبعة مشاريع على مستوى العالم وهو بهذه الهيئة غير المكتملة بناء على نظرية غير متماسكة أولها افتراض دقة لن تتحقق أبداً؟
4. على أي أساس تدعي هنا أنك نافست في النهائيات مع كبريات الجامعات والمعاهد البحثية والشركات المصنعة والمطورة للطائرات بدون طيار مثل معهد MIT وجامعة أوكسفورد وجامعة ميونخ وجامعة زيورخ إن لم يكن وجودها في المسابقة مجرد تشريف للتدشين؟
5. كيف فزتم على 57 دولة قدمت أكثر من 800 مشاركة بهذا المشروع إن لم يكن الأمر مجرد مجاملة ومهمة علاقات عامة في الدولة للفريق الوحيد من دولة عربية شمال أفريقيا؟

1. DGPS: Differential GPS
2. L1: Level 1 GPS signal
3. L2: Level 2 GPS signal
4. FPV: First Person View
5. SAP: Smart Agriculture Payload
6. UAV: Unmanned Air Vehicle
7. OSD: On Screen Display
8. NDVI: Normalized Difference Vegetation Index
9. EPO: Expanded PolyOlefin