إن العلوم مترابطة جدًا فيما بينها، ولا زالت بعض التقنيات تظهر كفائتها في العديد من المجالات، من ضمنها تقنية ليدار دوبلر التي طورتها الفرق البحثية في وكالة ناسا، حيث تستخدم أشعة الليزر لمساعدة المركبات الفضائية على الهبوط على سطح كوكب المريخ والقمر وحتى الهبوط على سطح الأرض ذاتيًا بأقصى ذكاء ودقة.

تَطمح مركبات الهبوط المستقبلية إلى تطوير مجموعة كاملة من التقنيات لتطوير نظام دقيق ذاتي للهبوط بأقل أخطار ممكنة، بما في ذلك مستشعرات الجيل التالي والكاميرات والخوارزميات المتخصصة، بالإضافة إلى أجهزة الحاسوب عالية الأداء، والتي نظمتها وكالة ناسا في إطار مشروع تطوير القدرات المتكاملة والهبوط الآمن والدقيق والذي يدعى SPLICE، والذي تميز بالعديد من القدرات المثيرة للدهشة والتقنيات الحديثة.

فكيف تمَّ الاستفادة منها أيضًا في تمكين المركبات ذاتية القيادة من التنقل في الطرقات بذكاء ودقة وأمان؟

ما هو مشروع SPLICE؟

يستخدم  SPLICE نوعًا جديدًا من أنظمة الملاحة ويسمى ليدار دوبلر (Doppler lidar) أو (NDL)، والتي تتميز بقدرتها على كشف الأجسام البعيدة، والتحقق السريع جدًا من حركة المركبة الفضائية بالنسبة إلى الأرض مثل السرعة، والميل، واللف، والارتفاع.

تم اختراع هذا النظام الملاحي من قبل العالم فارزين أمزاجيرديان في مركز لانجلي للأبحاث التابعة لناسا، ويعمل بتردد ليزر أعلى بثلاث مرات وأكثر من الرادارات العادية، والذي يعني حصولنا على بيانات عالية الدقة واستشعار أكثر كفاءة ودقة أيضًا، لذلك، سيكون للمركبة الفضائية بيانات دقيقة للتحقق بالضبط من سرعة وزاوية تحركها نحو الأرض.

إنَّ الدقة العالية لليدار دوبلر (Doppler lidar) تسمح له بالتمييز بين الأشياء التي تفصل بينها عدة سنتيمترات وحتى على مسافة عدة مئات من الأمتار، تحتاج الخوارزميات إلى بيانات دقيقة لتحديد ماهية الأشياء من حولها وإذا كان في مسار السيارة، فيجب تجنب الخطأ القاتل المحتمل المتمثل بعدم التباطؤ أو التوقف إلا في الوقت المناسب.

فهل سيكون استخدامها بتطبيقات أرضية ذو قيمة مشابهة؟

إليك بقية التفاصيل.

ميزات واستخدامات تقنية ليدار دوبلر (Doppler lidar)

تم ترخيص هذه التقنية من مركز لانجلي للأبحاث منذ عام 2016 لعدة استخدامات وتشمل:

• الهبوط الذاتي للمركبات الفضائية على سطح القمر.
• قيادة أكثر دقة في المركبات بدون سائق على سطح الأرض.
• التـأكد من دقة هبوط الطائرات، وتحسين سلامة إعادة التزود بالوقود في الهواء، واكتشاف الطائرات بدون طيار في عمليات الدفاع الجوية.

أما الجيل التالي من مستشعرات الليدار والتي تسمى Psionic Doppler lidar، فتوفر دفقًا مستمرًا من البيانات التي تتوافق مع أي نوع من أجهزة الحاسوب الموجودة على متن جميع أنواع المركبات كالطائرات، والسيارات، والمركبات الفضائية. علاوة على ذلك، لا يمكن لليدار من مركبة أخرى ذاتية القيادة تعطيل أو تغيير أداء هذا النظام الأكثر تطورًا.

لا يرى هذا النوع من ليدار دوبلر سوى ضوء الليزر الذي يُولده، متجاهلاً أي ضوء ليزر آخر منقول من السيارات الأخرى، وهذا يعني أن هناك تداخلًا أقل في الإشارة يتسبب في قيام أجهزة Lidars الحالية بإنشاء ما يسمى بالبيانات الفوضوية.

يمكن لليدار Psionic جمع بيانات كافية عند تكاثف الغبار، أو المطر الغزير، أو الثلج، أو الضباب الخفيف، فهو مثالي لكي تتعامل المركبات ذاتية القيادة بذكاء مع ظروف الطقس السيئة وغير الاعتيادية.

كل شيء من المركبات الجوية ذاتية القيادة والسيارات ذاتية القيادة إلى الأجهزة الذكية يجب أن تكون قادرة على فهم العالم من حولها والتفاعل معه، فالتقنيات تتطور وتتكاثف بشكل سريع جدًا، ويجب أن نكون دائمًا قادرين على استيعابها، التعلم منها، تطبيقها، والأهم من ذلك، أن نسعى إلى تطويرها.