أخبار ar.wedoany.com، على أرض الملعب الأخضر في كأس العالم 2026، كرة قدم مدمجة داخلها مستشعر قصور ذاتي من نوع MEMS، وشريحة تحديد مواقع فائقة الاتساع (UWB)، وملف شحن لاسلكي، تسجل لحظة ملامسة الكرة بمعدل 500 عينة في الثانية، وبمساعدة 12 محطة قاعدة تحقق تحديد مواقع على مستوى السنتيمتر، مما يوفر البيانات الأساسية لحكم التسلل شبه الآلي.
يسجل المستشعر القصوري المدمج داخل هذه الكرة تغيرات التسارع بتردد 500 مرة في الثانية، بينما ترسل شريحة تحديد المواقع فائقة الاتساع إشارات نبضية إلى 12 محطة قاعدة موزعة حول الملعب، مما يحدد الموقع ثلاثي الأبعاد للكرة بدقة سنتيمترية. يتم تحديد وقت لمس الكرة وخط التسلل تلقائياً في أقل من نصف ثانية.
بدأ نقل تقنية مستشعرات MEMS خلال فترة الحرب الباردة. في نهاية الحرب العالمية الثانية، استخدم صاروخ V-2 الألماني النازي لأول مرة جيروسكوبات ميكانيكية للتوجيه القصوري. خلال الحرب الباردة، طور مختبر بقيادة البروفيسور تشارلز ستارك دريبر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أنظمة ملاحة قصورية دقيقة، استُخدمت في منصات أسلحة استراتيجية مثل صواريخ كروز توماهوك، وصواريخ بولاريس الباليستية المطلقة من الغواصات، وقاذفات B-52 الاستراتيجية. في أواخر الثمانينيات، ظهرت تقنية النظم الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)، حيث تُنقش هياكل ميكانيكية بمقياس الميكرومتر على رقائق السيليكون باستخدام عمليات أشباه الموصلات. في عام 1993، أطلقت شركة Analog Devices مقياس التسارع ADXL50، وهو أول مقياس تسارع MEMS يُنتج تجارياً بكميات كبيرة، استُخدم في الوسائد الهوائية للسيارات لاكتشاف الاصطدام وإشعالها في غضون 30 مللي ثانية. في عام 2007، دخل مقياس التسارع ثلاثي المحاور LIS302DL من نوع MEMS، الذي زودته به شركة STMicroelectronics، إلى الجيل الأول من iPhone لاكتشاف وضعية الهاتف، مما جعل مستشعرات MEMS تدخل لأول مرة في الحياة اليومية لمليارات المستهلكين. على مدى العقد التالي، تقلص حجم مستشعرات MEMS إلى 3×3 مليمترات، وانخفضت تكلفتها إلى ما بين دولار واحد ودولارين، وأصبحت تستخدم على نطاق واسع في عدّ الخطوات في الهواتف، وتثبيت طيران الطائرات بدون طيار، وتتبع أساور اللياقة البدنية، والتحكم الحركي في أجهزة نينتندو وي. في كأس العالم 2018 في روسيا، ارتدى اللاعبون لأول مرة مستشعرات قابلة للارتداء تعتمد على MEMS. في كأس العالم 2022 في قطر، احتوت كرة المباراة الرسمية "الرحلة" من أديداس على وحدة قياس قصوري بتردد 500 هرتز، تم تطويرها بالتعاون بين شركة KINEXON الألمانية وأديداس، لتسجيل بيانات التسارع ثلاثي المحاور 500 مرة في الثانية، وتحديد لحظة لمس الكرة بدقة. في كأس العالم 2026، من المتوقع أن يرتفع معدل أخذ العينات لوحدة القياس القصوري المدمجة في الكرة إلى 1000 هرتز أو أكثر، وقد تدمج وحدة قياس قصوري بتسعة محاور.
يمكن إرجاع أصل تقنية تحديد المواقع فائقة الاتساع إلى ستينيات القرن العشرين. نظراً لضيق النبضات واتساع الطيف، يصعب على أجهزة الاستقبال ضيقة النطاق اعتراض وتحليل إشارات UWB، مما دفع وزارة الدفاع الأمريكية لاستخدامها في رادارات الطائرات الشبحية منخفضة الاعتراض والاتصالات الميدانية السرية. في عام 2002، أصدرت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية أمراً سمحت بموجبه بفتح النطاق الترددي من 3.1 إلى 10.6 جيجاهرتز للأجهزة المدنية فائقة الاتساع. بعد ذلك، استُخدمت UWB بشكل أساسي في سيناريوهات الأعمال مثل تحديد مواقع عمال المناجم، وتتبع المعدات في المستشفيات، وتوجيه الرافعات الشوكية في المستودعات اللوجستية. في سبتمبر 2019، زرعت أبل شريحة U1 الخاصة بها في سلسلة iPhone 11، مما أتاح الإدراك المكاني. في أبريل 2021، تم إطلاق AirTag، المزود بشريحة U1، مستخدماً تحديد المدى الدقيق بالسنتيمتر لتوجيه المستخدمين للعثور على العناصر. في نفس العام، أطلقت بي إم دبليو مفتاح سيارة رقمي يعتمد على UWB. في كأس العالم 2022 في قطر، تعاون الاتحاد الدولي لكرة القدم (FIFA) مع KINEXON لتركيب 12 محطة قاعدة UWB في كل ملعب من ملاعب البطولة، واحتوت كرة المباراة "الرحلة" على مستشعر UWB مدمج، يرسل إشارات نبضية إلى المحطات القاعدية بعشرات المرات في الثانية، لحساب الموقع ثلاثي الأبعاد للكرة من خلال فرق زمن الطيران، بدقة تصل إلى مستوى السنتيمتر. في كأس العالم 2026، من المتوقع أن يزيد نظام تحديد المواقع UWB من معدل التحديث، وقد يحقق لأول مرة عرضاً ثلاثي الأبعاد فورياً لمسار الكرة بالكامل طوال المباراة.
يعود أصل تقنية الشحن اللاسلكي إلى فكرة الحث الكهرومغناطيسي لنيكولا تيسلا في تسعينيات القرن التاسع عشر. بنى تيسلا برج واردنكليف في لونغ آيلاند بنيويورك، محاولاً تحقيق نقل الطاقة لاسلكياً عالمياً عبر موجات كهرومغناطيسية منخفضة التردد، لكنه توقف بسبب انسحاب المستثمرين. في القرن العشرين، طُبقت تقنية الشحن اللاسلكي أولاً في قواعد شحن فرشاة الأسنان الكهربائية وأجهزة تنظيم ضربات القلب المزروعة. في عام 2008، تأسس تحالف الشحن اللاسلكي. في عام 2010، أصدر التحالف معيار Qi. في عام 2017، دعمت أبل لأول مرة الشحن اللاسلكي بمعيار Qi في iPhone 8 و iPhone X. في عام 2007، نشر فريق مارين سولجاسيك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ورقة بحثية في مجلة "ساينس" حول الشحن اللاسلكي بالرنين المغناطيسي، مما فتح الباب أمام الشحن اللاسلكي عن بعد للسيارات الكهربائية، وقامت شركات مثل WiTricity بتسويق هذه التقنية لاحقاً. في عشرينيات القرن الحادي والعشرين، بدأت بعض كرات التدريب الذكية في اعتماد حلول الشحن اللاسلكي، حيث يكون الملف مغلقاً تماماً داخل غلاف الكرة دون الحاجة إلى أقطاب كهربائية مكشوفة. لا تزال كرة المباراة في كأس العالم 2022 تعمل بالبطارية التقليدية. يتوقع خبراء الصناعة أن كرة المباراة الرسمية لكأس العالم 2026 قد تعتمد حلاً للشحن اللاسلكي، مع ملف استقبال مدمج وبطارية صغيرة السعة أو مكثف فائق داخل الكرة.
تظهر الصين أنماطاً تنموية مختلفة في مجالات التقنيات الثلاث. في مجال مستشعرات MEMS، تعد الصين أكبر سوق استهلاكي في العالم. تستحوذ شركة Goertek Microelectronics على أكثر من 30% من حصة السوق العالمية في مستشعرات MEMS الصوتية، ودخلت سلسلة التوريد لشركتي أبل وسامسونج. حققت شركات مثل AAC Technologies و BYD Semiconductor و Memsic Semiconductor اختراقات في فئات مثل مقاييس التسارع ومستشعرات الضغط. ومع ذلك، في المنتجات عالية الدقة مثل مستشعرات MEMS القصورية من الدرجة التكتيكية والملاحية، لا تزال الصين تعتمد على الواردات، حيث تهيمن شركات أجنبية مثل Bosch و STMicroelectronics و TDK-InvenSense و Analog Devices على أدوات التصميم الأساسية وعمليات التصنيع ومعدات الاختبار والمعايرة. في مجال تحديد المواقع UWB، أطلقت شركات محلية مثل Jingwei Technology و Haoyun Technology و Qingyan Xunke و Yibaide رقائق تحديد مواقع وأنظمة محطات قاعدة ذات ملكية فكرية مستقلة، وحصلت على تطبيقات واسعة في سيناريوهات الأعمال مثل تحديد مواقع عمال المناجم تحت الأرض وتوجيه الرافعات الشوكية في المستودعات اللوجستية. أطلقت شياومي في عام 2021 تقنية "التحكم بإصبع واحد" UWB. تهيمن شركات أجنبية مثل أبل و NXP و Qorvo على الملكية الفكرية الأساسية لرقائق UWB المتطورة وتصنيعها بتقنيات متقدمة. في مجال الشحن اللاسلكي، تعد الصين المجال الأكثر تميزاً، فهي أكبر منتج وسوق استهلاكي لأجهزة الشحن اللاسلكي في العالم. قامت شركات مثل هواوي وشياومي وOPPO وvivo بالإنتاج الضخم لحلول الشحن اللاسلكي السريع بقدرة تتراوح من 50 واط إلى أكثر من 100 واط. في وضع معيار Qi، تعد هواوي وشياومي وزد تي إي أعضاء أساسيين من الصين. في مجال الشحن اللاسلكي للسيارات الكهربائية، قامت شركات مثل BYD و ZTE New Energy و Teld بإجراء مشاريع تجريبية للشحن اللاسلكي عالي الطاقة. تشكل سلسلة صناعة الشحن اللاسلكي حلقة كاملة من المواد المغناطيسية والأسلاك المطلية بالمينا في المنبع، إلى تجميع الوحدات في الوسط، وصولاً إلى تصنيع المنتجات النهائية في المصب. ومع ذلك، في نظام اعتماد تقنية كرة المباراة الرسمية على مستوى FIFA وتوريد المستشعرات الأساسية، لم تدخل الشركات الصينية بعد قائمة الموردين الأساسيين، ولا تزال الشركات الأوروبية مثل أديداس و KINEXON تهيمن على هذا السوق.
