أخبار ar.wedoany.com، في حقل الأرز بجزيرة ليغونغداو في مدينة يانغتشونغ بمقاطعة جيانغسو، أكمل فريق البروفيسور دينغ شيخونغ من كلية الهندسة الكهربائية وتكنولوجيا المعلومات بجامعة جيانغسو التحقق الوظيفي الرئيسي من "منصة التشغيل الذاتية للتزود بالسوائل بالتنسيق الجوي-البري". يتكون النظام من طائرتين بدون طيار للرش، ومركبة بدون طيار للتزود بالسوائل، ومحطة أرضية ذكية موحدة. خلال التصحيح الميداني، هبطت الطائرة بدون طيار بدقة على المركبة بدون طيار وقامت بالتزود بالمبيدات تلقائيًا، دون أي تدخل بشري طوال العملية.
تواجه عمليات حماية المحاصيل بالطائرات بدون طيار منذ فترة طويلة مشكلتي الاستهلاك السريع للمبيدات والحاجة المتكررة للعودة للتزود. فبعد إقلاع الطائرة بدون طيار، غالبًا ما تحتاج إلى العودة خلال أقل من عشر دقائق، وتستغرق رحلة الذهاب والإياب أكثر من عشر دقائق، وعند تشغيل عدة طائرات في وقت واحد، يجد المشغلون صعوبة في مواكبة المهام. شبه البروفيسور دينغ شيخونغ هذا النظام بمركبة "خدمة متنقلة" للطائرات بدون طيار — فالطائرة مهمتها الطيران فقط، بينما تتولى المركبة بدون طيار "التمركز المسبق" على الطرق الزراعية، وعندما يقترب المبيد من النفاد، يحسب النظام تلقائيًا أفضل نقطة هبوط، فتحلق الطائرة إلى المركبة وتنجز الهبوط الدقيق والتزود التلقائي بالمبيدات، ثم تواصل مهمتها.
تكمن صعوبة تكامل النظام في توحيد برامج التحكم لجميع الأجهزة ضمن نظام واحد، بحيث يدير "عقل" واحد جميع المكونات. ولحل مشكلة الاتصال اللحظي بين الطائرة بدون طيار والمركبة بدون طيار على بُعد مئات الأمتار، خصص الفريق "مرآة رقمية" لكل جهاز في الحاسوب العلوي، وهو ما يعادل جهاز ترجمة متزامن في الخلفية؛ فعند نفاد مبيد الطائرة، يستشعر الحاسوب العلوي ذلك فورًا ويوجه المركبة بدون طيار إلى أفضل موقع للاستقبال. وبالمقارنة مع الاتصال، يُعد الهبوط الدقيق أكثر صعوبة. إذ تحتاج الطائرة بدون طيار إلى الاعتماد على التوجيه البصري برموز الاستجابة السريعة (QR) للهبوط على المركبة المتحركة، وفي الحلول التقليدية، بمجرد انخفاض ارتفاع الطائرة، يخرج رمز الاستجابة السريعة من مجال رؤية الكاميرا، مما يؤدي إلى فشل متكرر في التعرف. اعتمد الفريق تصميم الرمز الكبير المحيط بالرمز الصغير: فعندما يخرج الرمز الكبير تمامًا من مجال الرؤية، يحل الرمز الصغير محلّه في منتصف الإطار، ومن خلال التبديل السلس بين الرمزين، يظل انحراف الهبوط في حدود 10 سنتيمترات من ارتفاع عدة أمتار حتى لحظة ملامسة المنصة، مع ارتفاع كبير في معدل النجاح.
لتسريع نقل نتائج المختبر إلى التطبيق العملي، وضع الفريق مركز التحقق في المزرعة. ولمعالجة مشكلة انحراف مسار الطائرة بدون طيار الناجم عن حقول الرياح في المناطق الجبلية والتلالية، طبق الفريق خوارزمية التحكم بالانزلاق الفائق المعمم (Generalized Super-Twisting Sliding Mode Control) التي يمتلكونها ذاتيًا على تتبع المسار. أظهرت بيانات الاختبارات الميدانية أن خطأ تتبع المسار المستقيم للطائرة بدون طيار يتراوح ضمن ±10 سنتيمترات، بينما تستقر دقة تتبع المسار المستقيم للمركبة بدون طيار ضمن ±5 سنتيمترات. في الاختبارات الفعلية التي أجريت العام الماضي في مزرعة ليغونغداو، رصد الفريق أكثر من عشرة مشكلات، منها الانحراف المفرط للمركبة عند المنعطفات، وتلف رموز الاستجابة السريعة، والانقطاع العرضي للاتصال. وبالاستعانة بنصائح المزارعين المحليين ومشغلي الآلات الزراعية، تمكن الفريق من ضبط دقة انعطاف المركبة ضمن 30 سنتيمترًا، واعتمد الليزر لنقش رموز الاستجابة السريعة على سطح هيكل المركبة.
أظهرت نتائج الاختبارات المتتالية أن: مسار التشغيل الأمثل الذي يخططه الحاسوب العلوي تلقائيًا لا يتطلب توظيف مشغلين محترفين، مما يخفض تكلفة التشغيل اليومية بنحو 200 يوان؛ وانخفض معدل تكرار المسار من 10% إلى 15% لدى المشغلين المحترفين إلى أقل من 5%؛ وانخفض زمن التزود الواحد للطائرة بدون طيار من 5 دقائق إلى أقل من دقيقتين، مما ضاعف زمن التشغيل الفعلي؛ ويمكن لمركبة تزود واحدة بدون طيار خدمة طائرتين للرش في وقت واحد، دون حاجة المشغل للتزود اليدوي لإكمال دورة العمل بأكملها. وأشار الفريق إلى أنه من المتوقع في المستقبل أن يتمكن شخص واحد من إدارة أكثر من عشر وحدات تشغيل منسقة جويًا-بريًا من الخلفية.
هذه التقنية، بالإضافة إلى ملاءمتها لعمليات حماية المحاصيل في البساتين الجبلية ومزارع الشاي وغابات الكاميليا الزيتية، يمكن نقلها أيضًا إلى سيناريوهات مثل تنظيف الألواح الكهروضوئية، وتفتيش خطوط الكهرباء، ونقل المواد في المناطق الجبلية، وقد بدأت بالفعل شركات بالتواصل للتعاون ونقل التقنية. أوضح دينغ شيخونغ أن زمن طيران الطائرات بدون طيار المخصصة لحماية المحاصيل الزراعية على المستوى الوطني يمثل أكثر من 98% من إجمالي زمن طيران جميع الطائرات بدون طيار، وأن التعمق في هذا السيناريو التطبيقي يمثل دعمًا جوهريًا للاقتصاد المنخفض الارتفاع.
