مشروع السيارة المستكشفة الذكية

سياق المشروع والإشكالية المطروحة

في عالم الروبوتيك واستكشاف الفضاء والمناطق الخطرة، تعتبر المركبات المستكشفة (Rovers) الأداة الأهم لجمع البيانات دون تعريض حياة الإنسان للخطر. يعالج هذا المشروع إشكالية التنقل الذاتي (Autonomous Navigation) في بيئات مجهولة أو مليئة بالعقبات، حيث يهدف إلى تصميم روبوت قادر على استكشاف المحيط، استشعار الحواجز، واتخاذ قرارات فورية لتغيير المسار بشكل آلي ومستقل.

المكونات التقنية والتصميم الهندسي

تم بناء هذا الروبوت المستكشف بدمج هيكل ميكانيكي صلب مع نظام استشعار ذكي، ويتكون من:

• الهيكل وأنظمة الحركة: هيكل سيارة (2WD Chassis) مزود بعجلتين متصلتين بمحركات تيار مستمر (DC Motors) وعجلة حرة (Castor wheel) لضمان سهولة الدوران والمناورة.
• نظام الرؤية والاستشعار: حساس الموجات فوق الصوتية (Ultrasonic Sensor HC-SR04) يعمل بمثابة “عيني” الروبوت لقياس المسافات بدقة.
• نظام المسح الميداني: محرك سيرفو (Servo Motor) يحمل حساس المسافة ويتحرك بزاوية 180 درجة لمسح المحيط يميناً ويساراً لتحديد المسار الأفضل.
• وحدة التحكم المركزية: بطاقة “الأردوينو” (Arduino) مبرمجة لتحليل البيانات الواردة من الحساس والتحكم في محركات السيارة عبر وحدة القيادة (Motor Driver).

الإنجاز وطريقة العمل (المنهجية)

يعمل الروبوت المستكشف وفق خوارزمية ذكية لتجاوز العقبات:

1. المسير المباشر: يتقدم الروبوت إلى الأمام طالما أن الطريق سالكة.
2. رصد الخطر: عند اقترابه من حاجز بمسافة معينة، يتوقف الروبوت فوراً لتفادي الاصطدام.
3. المسح واتخاذ القرار: يقوم السيرفو بتوجيه حساس الموجات فوق الصوتية يميناً ويساراً لقياس المسافات المتاحة في كلا الاتجاهين.
4. تغيير المسار: تقارن وحدة التحكم المسافتين، وتوجه محركات السيارة للدوران نحو الاتجاه الأكثر اتساعاً لمواصلة الاستكشاف.

الارتباط بأهداف التنمية المستدامة (SDGs)

يساهم هذا المشروع في دعم أهداف التنمية المستدامة من خلال:

• الصناعة والابتكار (الهدف 9): تطوير خوارزميات التنقل الذاتي وتصميم روبوتات قادرة على التكيف مع البيئة.
• مدن ومجتمعات محلية مستدامة (الهدف 11): يمكن تطوير فكرة هذا الروبوت لاحقاً لاستخدامه في عمليات البحث والإنقاذ داخل الأماكن الضيقة أو المنهارة.

فريق العمل وتوزيع المهام

لضمان تكامل بين الهيكل الميكانيكي والبرمجة، تم توزيع المهام بدقة:

• هندسة الرؤية والاستكشاف: تكفلت بها التلميذة رميسة اعراب، حيث ركزت على برمجة حساس الموجات فوق الصوتية وربطه بمحرك السيرفو لإنشاء خوارزمية مسح المحيط واتخاذ قرارات تغيير المسار.
• هندسة الحركة والهيكل: تكفلت بها التلميذة هبة ملوكي، واهتمت بتجميع الهيكل الميكانيكي (2WD)، وبرمجة وحدة التحكم بالمحركات لضمان استجابة سريعة ودوران دقيق للسيارة بناءً على أوامر نظام الاستشعار.