جنرال لواء

يمكن لهذا الأنقليس الآلي المعياري الكشف عن مصادر تلوث المياه


طور باحثون سويسريون روبوتًا يشبه ثعبان البحر يمكنه الكشف بشكل فعال عن مستويات التلوث في البحيرات وغيرها من المسطحات المائية. يحتوي ثعبان السمك الآلي ، المعروف باسم Envirobot ، على أجهزة استشعار ومحركات مدمجة تمنحه القدرة على العمل بشكل مستقل في المستقبل. المشروع هو جهد تعاوني بين Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (EPFL) ومؤسسات سويسرية أخرى.

Envirobot مجهز بالكائنات البيولوجية للكشف عن الملوثات المحتملة

يمكن أن تكون مراقبة حالة المياه في المسطحات المائية الكبيرة مثل البحيرات والبحار مهمة صعبة وأحيانًا من المستحيل إجراؤها. يجري حاليًا إجراء الاختبارات اليدوية وجمع عينات المياه من قبل البشر ذوي الوصول المحدود. يقوم فريق من الباحثين من EPFL بتطوير حل لهذا. لقد صمموا روبوتًا مائيًا ، يسمى Envirobot ، يمكنه السباحة عن بُعد عبر المياه الملوثة للبحث عن مصدر التلوث.

[مصدر الصورة: Biorob / 2017 EPFL]

تم بناء ثعبان السمك الآلي باستخدام مستشعرات مختلفة يمكنها اكتشاف الشذوذ الكيميائي والفيزيائي والبيولوجي داخل جسم مائي. بفضل شكله الذي يشبه ثعبان البحر وتدفق حركاته السلس ، يستطيع Envirobot السباحة في الماء دون الإخلال بالحياة البحرية وإثارة الطين على طول مساره. أجهزة استشعار الروبوت قادرة على أخذ قياسات عبر مواقع مختلفة وتغذية البيانات المجمعة إلى جهاز كمبيوتر في الوقت الفعلي.

تم تصميم Envirobot باستخدام عدة وحدات ، مما يمنحه المرونة للتنقل بسلاسة عبر الماء. تم تجهيز كل وحدة بمحرك كهربائي صغير لدفع ثعبان السمك الآلي إلى الأمام. من خلال تصميم الروبوت في نظام معياري ، يتمتع المهندسون بحرية تعديله وفقًا لمهام محددة من خلال تغيير طوله وتركيباته.

[مصدر الصورة: نانوتيرا]

أوضح Auke Ijspeert ، رئيس مختبر الروبوتات الحيوية (BioRob) في EPFL ، كيف أن Envirobot أكثر فاعلية مقارنة بالطرق التقليدية لمراقبة ظروف المياه البرية.

"هناك العديد من المزايا لاستخدام روبوتات السباحة. يمكنهم أخذ القياسات وإرسال البيانات إلينا في الوقت الفعلي - أسرع بكثير مما لو كان لدينا محطات قياس تم إنشاؤها حول البحيرة. وبالمقارنة مع الروبوتات التقليدية التي تعمل بالمروحة تحت الماء ، فهي أقل من المحتمل أن تعلق في الطحالب أو الأغصان أثناء تحركها. والأكثر من ذلك ، أنها تنتج قدرًا أقل من الاستيقاظ ، لذلك لا تشتت الملوثات بنفس القدر "

ذكر Ijspeert أيضًا أنه يمكن تطوير تقنيتهم ​​بشكل أكبر لتعمل بشكل مستقل. "إن Envirobot يمكن أن يتبع مسارًا مبرمجًا ولديه أيضًا القدرة على اتخاذ قراراته الخاصة وتعقب مصدر التلوث بشكل مستقل" ، قال Ijspeert.

[مصدر الصورة: آلان هرتسوغ / 2017 EPFL]

يتم اختبار ثعبان السمك الآلي باستمرار في بحيرة جنيف كجزء من برنامج التطوير الخاص به. يتمثل أحد أهداف Envirobot النهائية في اكتشاف المعادن الثقيلة مثل الزئبق على طول المياه العميقة أو الضحلة مع زيادة مستويات السمية. يتم تمويل المشروع من قبل برنامج Swiss NanoTera ويتعاون مع مؤسسات أخرى مثل جامعة لوزان ، وجامعة العلوم التطبيقية والفنون في غرب سويسرا ، والمعهد الفيدرالي السويسري للعلوم والتكنولوجيا المائية.

أجرى جان رويلوف فان دير مير ، رئيس قسم علم الأحياء الدقيقة الأساسية بجامعة لوسان ، وفريق البحث تجربة ملحوظة باستخدام الملح لتلويث منطقة صغيرة في بحيرة جنيف. كان Envirobot قادرًا على تعيين مستويات التوصيل المختلفة حول المنطقة بنجاح بالإضافة إلى إنشاء خريطة درجة الحرارة. ومع ذلك ، وفقًا لفان دير مير ، فإن إجراء مثل هذه التجارب على بيئات بيئية حقيقية ليس مثالياً لبحيرة جنيف لأنها ستضر بالحياة المائية الموجودة داخلها.

قال فان دير مير: "من الواضح أننا لا نستطيع تلويث بحيرة مثلما نجري اختبار المياه في مختبرنا". "في الوقت الحالي ، سنواصل استخدام الملح باعتباره الملوث حتى يتمكن الروبوت من العثور بسهولة على مصدر التلوث. ثم سنضيف أجهزة استشعار بيولوجية إلى الروبوت ونجري اختبارات بالمركبات السامة".

[مصدر الصورة: أليساندرو كريسبي وبهزاد بيات © Alain Herzog / 2017 EPFL]

خطط فريق الباحثين لسلسلة من الاختبارات هذا الصيف لقياس قدرة أجهزة الاستشعار البيولوجية في Envirobot ، والتي تحتوي إما على البكتيريا أو القشريات الصغيرة أو خلايا الأسماك. من خلال مراقبة كيفية تفاعل كل كائن حي عندما يواجه مياهًا ملوثة ، سيتمكن الباحثون من استنتاج نوع الملوثات الموجودة في الماء.

المصادر: EPFL, نانوتيرا

انظر أيضًا: يمكن لهذا الروبوت الناعم أن ينمو مثل كرمة سريعة الحركة


شاهد الفيديو: تلوث الماء-تابع درس الماء - علوم الصف الثاني الإعدادي - تيرم أول (كانون الثاني 2022).