ويستخدم المهندسون الصينيون روبوتات البناء المجهزة بالذكاء الاصطناعي لتطوير السكك الحديدية بوتيرة غير مسبوقة.
خط قطار فائق السرعة يمر قرب ووهان. الصورة: وكالة أنباء شينخوا
شبكة السكك الحديدية فائقة السرعة في الصين، الأكبر في العالم ، على وشك التوسع. في وقت لاحق من هذا العام، ستنضم عدة خطوط جديدة إلى شبكة السكك الحديدية الكهربائية الضخمة في البلاد، بما في ذلك خط فوتشو-شيامن (277 كم)، وخط قوانغتشو-شانتو (203 كم)، وخط شنغهاي-نانجينغ (278 كم). عند تشغيلها، ستتجاوز الخطوط الجديدة ضعف طول شبكة السكك الحديدية فائقة السرعة في ألمانيا بأكملها، حيث يوفر كل خط قطارات قادرة على الوصول إلى سرعة قصوى تبلغ 350 كم/ساعة، وفقًا لصحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست .
ومع ذلك، تختلف أحدث خطوط السكك الحديدية عن معظم خطوط السكك الحديدية الحالية في أنها تُبنى بواسطة روبوتات مصممة خصيصًا. وقد تم اختبار هذه الطريقة الآلية في البناء واعتمادها للاستخدام في مشاريع السكك الحديدية عالية السرعة القادمة، وفقًا لوانغ بي شيونغ، كبير المهندسين في مكتب كهربة بناء السكك الحديدية الصيني. ويُعد استخدام الروبوتات لبناء خطوط سكك حديدية مرتفعة تعمل بالكهرباء على نطاق واسع إنجازًا بارزًا في هذا القطاع، إذ يُثبت قدرة الآلات على القيام بمعظم الأعمال التي تتطلب عمالة كثيفة، بما في ذلك بناء السكك الحديدية عالية السرعة.
يتضمن بناء السكك الحديدية مجموعة متنوعة من المهام، بما في ذلك الحفر والتسوية ومد المسارات وبناء الجسور والأنفاق وتركيب أنظمة الإشارات والاتصالات. وهو بنية تحتية مكلفة تتطلب عددًا كبيرًا من العمال اليدويين، بالإضافة إلى فنيين مؤهلين وذوي مهارات عالية. في الماضي، كانت مشاريع السكك الحديدية شديدة الخطورة. على سبيل المثال، تطلب خط السكة الحديدية الذي يمر عبر جبال سييرا نيفادا في الولايات المتحدة أكثر من 10,000 عامل بناء.
اليوم، تتولى الروبوتات وغيرها من التقنيات المتقدمة معظم الأعمال الشاقة في بناء السكك الحديدية. على سبيل المثال، في عام ٢٠١٨، طرحت الصين آلة آلية قادرة على مد سكك حديدية عالية السرعة بمعدل ١.٥ كيلومتر يوميًا. وفي عام ٢٠٢١، بفضل تحسين الدقة والقدرة على العمل على مدار الساعة، تمكنت آلة بناء السكك الحديدية الآلية من مد كيلومترين من القضبان يوميًا. قريبًا، ستتوسع قدرات الروبوتات لتتجاوز مد القضبان، حيث أصبح بإمكانها الآن القيام بأعمال اللحام والطلاء والفحص. كما ستتولى المعدات الآلية حفر الأنفاق وصب الخرسانة، من بين مهام أخرى.
لكن الروبوتات لم تتمكن إلا مؤخرًا من بناء هياكل الكهربة العلوية للسكك الحديدية عالية السرعة، وهي مهمة كانت تُعتبر في السابق معقدة للغاية بالنسبة للآلات، وفقًا لوانغ وزملائه. تُسمى الأسلاك الكهربائية، والأبراج، والدعامات، وأعمدة الطاقة التي تُشغّل القطارات، بخطوط الطاقة العلوية (OCS). يتضمن بناء شبكة خطوط الطاقة العلوية للسكك الحديدية عالية السرعة عمليات معقدة، مثل التجميع المسبق للأبراج والكابلات، ونقل المواد إلى موقع البناء، وتركيب الأبراج والدعامات.
يُعد تركيب الأبراج والكابلات عملاً محفوفاً بالمخاطر، إذ يتطلب العمل على ارتفاعات شاهقة تحت ضغط عالٍ. على سبيل المثال، يتطلب تركيب ذراع نظام الطاقة على عمود دعم من العمال ربط بكرة بأعلى العمود، ثم استخدام حبل لربط الذراع بالأرض وسحبه للأعلى، وفقاً لجيانغ تشيهوا، المهندس في فريق وانغ.
تتطلب هذه العملية تعاون عدة عمال ميدانيين مع عمال أعمدة الدعم. في حال حدوث أي عطل، قد تكون العملية مميتة. ونظرًا لمخاطرها وطبيعة العمل، يُصبح تجميع شبكة OCS الجزء الأكثر استهلاكًا للجهد في مشروع السكك الحديدية عالية السرعة.
لحل هذه المشكلة، يعمل مهندسو السكك الحديدية على تطوير تقنية بناء آلية تستخدم منصات إدارة بيانات رقمية وأنظمة ذكية لتخزين البيانات، والتجميع المسبق، والنقل، والبناء. تجمع أجهزة الاستشعار الآلية البيانات آنيًا من موقع البناء، وترسلها إلى مستودع ذكي، حيث يقوم نظام تخزين واسترجاع آلي بتحديد المواد اللازمة وتسليمها إلى المصنع لتجميع الأبراج، وأعمدة الكهرباء، والشماعات، وغيرها من المكونات، ثم يرفعها ويضعها في المواقع المناسبة.
ومع ذلك، تواجه الروبوتات أيضًا تحديات عند بناء أنظمة OCS، وفقًا لفريق الهندسة. يتطلب أحد أكثر جوانب العمل تعقيدًا تركيب عدد كبير من الكابلات والدعامات والرافعات والعديد من المكونات الأخرى بدقة وتزامن. كما يُمثل موقع البناء تحديات مثل التضاريس غير المستوية، والعوائق الطبيعية، والطقس العاصف، وعوامل أخرى قد تُعيق عملية التركيب. قد تواجه الروبوتات صعوبة في تجاوز العوائق أو التكيف مع تغيرات البيئة. يتطلب تركيب أنظمة OCS أيضًا سلسلة من الأنظمة الروبوتية التي تعمل معًا بسلاسة لإنجاز العمل.
الحل لهذه التحديات هو الذكاء الاصطناعي. ركّب العلماء روبوتات في مواقع البناء تستخدم خوارزميات التعرف على الصور واستخراج سمات الهدف لتخطيط العملية المثلى لتركيب أعمدة الكهرباء بدقة تصل إلى 1 مم. كما يُمكّن الذكاء الاصطناعي الروبوتات من العمل في ظروف جوية سيئة والعمل جنبًا إلى جنب. وبفضل الذكاء الاصطناعي، تصبح الروبوتات أكثر مرونة، حيث تتحرك بين محطات العمل، وتضبط البراغي وتشدها، ثم تعود إلى نقطة المرجع لانتظار التعليمات التالية.
في المستودع، تستطيع معدات الذكاء الاصطناعي، مثل الرافعات الشوكية الذكية، التقاط ونقل المواد، وفقًا لجاو تشي، المهندس في فريق وانغ. هذه الآلات الذكية مُبرمجة للصيانة الذاتية والعمل على مدار الساعة، مُؤديةً مهامًا مُتنوعة بدقة عالية. كما تم تحسين وظيفة مراقبة الجودة في المستودع. تُفرز المواد المُخزنة وتُنقل عبر غرفة مُظلمة للفحص. يستطيع نموذج شبكة عصبية مُتخصص مُدرّب على 30 مادة مختلفة اكتشاف عيوب المواد قبل استخدامها. تُحسّن هذه التقنية كفاءة المستودع، مما يجعل العملية أسرع بعشر مرات من المستودعات التقليدية.
في حين أن الروبوتات قادرة على العمل طوال اليوم دون توقف ودون المساس بالدقة، فإنها يمكن أن تلعب أيضًا دورًا مهمًا في المناطق التي تكون فيها العمالة الماهرة نادرة أو تكون تكاليف العمالة مرتفعة للغاية.
آن كانج (وفقًا لصحيفة ساوث تشاينا مورنينج بوست )
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)