ابتكر الطالبان علي اللوغاني وروضة محمد المنصوري، من نادي الإمارات العلمي بدبي، روبوتاً ذكياً قادراً على رصد الإشعاعات وتحليل المخاطر البيئية والتنبؤ بمستوياتها باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي، دون الحاجة إلى تعريض الإنسان للخطر، في مشروع علمي عرضاه خلال مشاركتهما في المهرجان الوطني للعلوم والتكنولوجيا والابتكار.
ونجح الطالبان في تطوير نظام يحمل اسم «IntelliRover»، يجمع بين الروبوتات والمستشعرات الذكية وتقنيات التعلم الآلي، وتمكن خلال التجارب من جمع أكثر من 5000 قراءة خلال ثلاثة أيام، بمعدل قراءة كل خمس ثوانٍ، فيما أسهم دمج البيانات البيئية في خفض متوسط أخطاء التنبؤ بأكثر من 45 % في أحد النماذج المستخدمة، مقارنة بالاعتماد على كتلة العينة وحدها.
حماية الإنسان
وأوضح علي اللوغاني، عضو نادي الإمارات العلمي، أن فكرة المشروع تقوم على تطوير وسيلة تقنية تساعد على حماية الإنسان من التعرض للمخاطر الإشعاعية، من خلال إرسال روبوت ذكي إلى المناطق التي يُحتمل وجود مستويات إشعاع مرتفعة فيها، بدلاً من دخول الأشخاص إليها، مشيراً إلى أن الهدف لا يقتصر على اكتشاف الإشعاع، بل يمتد إلى تحليل البيانات والتنبؤ بمستوياته قبل تعريض الإنسان للخطر.
وأضاف أن النظام يعتمد على مستشعرات لقياس الإشعاع ودرجة الحرارة والرطوبة، وترسل القراءات إلى منصة إلكترونية لتحليلها باستخدام تقنيات التعلم الآلي، بما يساعد على تقييم المخاطر المحتملة، لافتاً إلى أن المشروع يجمع بين تصميم الروبوت وبرمجته وإجراء التجارب العلمية، للوصول إلى نموذج يمكن تطويره مستقبلاً للاستخدام في المواقع التي تتطلب مراقبة إشعاعية.
دقة التنبؤ
وأوضحت روضة محمد المنصوري، عضو نادي الإمارات العلمي، أن الجانب العلمي للمشروع يركز على دراسة العلاقة بين مستويات الإشعاع والعوامل البيئية المحيطة، خصوصاً درجة الحرارة والرطوبة، والاستفادة من هذه البيانات في تحسين دقة التنبؤ باستخدام الذكاء الاصطناعي، بدلاً من الاعتماد على القراءات الإشعاعية وحدها.
وأضافت أن التجارب أتاحت جمع أكثر من 5000 قراءة خلال ثلاثة أيام، بمعدل قراءة كل خمس ثوانٍ، ما وفر قاعدة بيانات لاختبار نماذج متعددة من التعلم الآلي، ومقارنة نتائجها لتحديد أكثرها دقة، مشيرة إلى أن إدخال المتغيرات البيئية أسهم في خفض متوسط أخطاء التنبؤ بأكثر من 45 % في أحد النماذج، وهو ما يعكس أهمية تحليل البيانات في تطوير أنظمة السلامة الذكية.
نتائج
واعتمد الطالبان في اختبار النظام على عينات من كلوريد البوتاسيوم، الذي يحتوي بصورة طبيعية على نظير البوتاسيوم-40 المشع، لدراسة تأثير كتلة العينة ودرجة الحرارة والرطوبة في القراءات الإشعاعية.
وأظهرت النتائج أن كتلة العينة كانت العامل الأكثر تأثيراً في مستويات الإشعاع المسجلة، تلتها الرطوبة ثم درجة الحرارة، فيما حقق نموذج الانحدار الخطي أداءً جيداً مقارنة بنماذج أخرى جرى اختبارها، وسجل النموذج الذي جمع المتغيرات الثلاثة أفضل أداء تنبؤي بين النماذج المعروضة.
مهارات
ويعكس المشروع خبرة تراكمية اكتسبها الطالبان من خلال مشاركتهما المستمرة في أنشطة نادي الإمارات العلمي، إذ أمضى أحدهما أكثر من عشر سنوات في النادي، فيما يقترب الآخر من إكمال تسع سنوات، ما أتاح لهما تنمية مهاراتهما في البرمجة والإلكترونيات والروبوتات والبحث العلمي، وتحويل المعرفة النظرية إلى تطبيقات عملية تعالج تحديات واقعية.
ويتطلع الطالبان إلى تطوير الروبوت ليتمكن من التنقل ذاتياً وتجنب العوائق، وتحديد المواقع التي تسجل مستويات إشعاع مرتفعة، إلى جانب تشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي مباشرة على الجهاز، وإجراء اختبارات مستقبلية على نموذج يعمل بالطاقة الشمسية.
ويمثل الابتكار نموذجاً لتوظيف قدرات الشباب في تطوير حلول علمية تسهم في تعزيز السلامة العامة، والانتقال من مجرد اكتشاف المخاطر إلى التنبؤ بها والاستعداد لمواجهتها، بما يفتح المجال أمام تطبيقات مستقبلية للروبوتات الذكية في حماية الإنسان والبيئة.