طالبات يبتكرن مشروع «سلة ذكية» لفرز المنتجات المستهلكة لإعادة تدويرها

صلالة ـ عادل بن مبروك البراكة

تعتبر المسابقات والملتقيات بمختلف أنواعها ومجالاتها أبرز المحفزات لإظهار المواهب الشبابية التي من خلالها يتمكن الشباب بمختلف أعمارهم من إبراز ما لديهم من مواهب تصب في مصلحة منفعتهم ومنفعة أوطانهم ، وبالتالي فهم أحوج إلى من يهتم بهم لتحقيق أهدافهم لتنمية إمكانياتهم وقدراتهم في شتى المجالات، ولعل الملتقى الطلابي التاسع عشر لجامعة التقنية والعلوم التطبيقية الذي أقيم افتراضيا عبر الاتصال المرئي في فرعها بصلالة خلال الفترة 5-7 أبريل 2021 يعد أحد الملتقيات التي تفرز العديد من المواهب التي تثري وتحفز طلاب الجامعة من خلال المشاركات التنافسية تحت إشراف كوادر أكاديمية متخصصة .

ومن خلال هذا الملتقى تمكنت الطالبتان عايدة بنت جاسم محمد الراشدية وروئ بنت سالم محمد اللويهية من جامعة التقنية والعلوم التطبيقية بفرعها بصلالة « من تحقيق المركز الأول في مسابقة الابتكارات من خلال ابتكار سلة ذكية لفرز المنتجات المستهلكة لإعادة تدويرها تحت إشراف الدكتور رحومة حامد رحومة أستاذ مساعد بقسم تقنية المعلومات بتطبيقية بصلالة.

وأكدت روئ بنت سالم اللويهية أن الفكرة مستوحاة من عدة ظواهر ومشاكل تتعرض لها البيئة من خلال الإهمال الكبير في مختلف القطاعات بتلك المخلفات التي لاشك ستكون تصبح مهمة ومفيدة عندما يتم استغلالها الاستغلال الأمثل ، لذا ومن خلال السلة الالكترونية نستطيع أن نجمع المواد المستهلكة، ونفرزها بتقنيات متقدمة، وبعد ذلك يتم نقلها لمؤسسات تقوم بإعادة تدويرها.

مشكلات وحلول

وقالت: يُعد فرز أنواع مختلفة من النفايات بنجاح أحد أصعب المشكلات التي نواجهها في الوقت الحالي، وهنا يأتي دور الذكاء الاصطناعي بشكل مثالي لإحداث اختلاف كبير في فترة زمنية قصيرة حيث يقوم مقدمو الحلول اليوم بتطوير أنظمة ذكاء اصطناعي قادرة على تحسين فهمهم والتعرف على أنواع مختلفة من المواد عن طريق التعلم الآلي، وتُعد القدرة على تحديد وفرز مجموعة أكبر من أنواع المواد أمرا ضروريًا لتحسين الكفاءة والاستدامة، حيث إن المشروع تضمن بناء سلة ذكية لإعادة تدوير المنتجات المستهلكة باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي واستخدام حساسات ذات دقة عالية تساعد في عملية إعادة تدوير المنتجات المستهلكة.

السلة الذكية

وأردفت: السلة الذكية لإعادة تدوير المنتجات المستهلكة هي عبارة عن سلة إلكترونية ذات نظام خاص وطابع فني حديث، إذ تحتوي على بعض التقنيات المتطورة، بما في ذلك نظام التعرف على الصور المدعوم بالذكاء الاصطناعي لإعادة تدويرها وهي مجهزة بأجهزة إلكترونية وأجهزة استشعار عالية الدقة لمراقبة وقياس مستوى النفايات، حيث إن الفكرة الأساسية من السلة الذكية هي إعادة تدوير نوع معين من المنتجات كالزجاج والبلاستيك والورق، وتنقسم السلة الإلكترونية إلى ثلاثة أقسام حيث إنها تشمل جميع المواد المطلوبة، وبها أجزاء تحسسية تعمل على إعطاء أوامر معينة للسلة لفتح منافذها في حالة اقتراب المواد المستهلكة منها وكذلك إرسال الأوامر للكاميرا لبدء عملية التعرف وتميز المادة المراد التخلص منها ومعرف أي من المنافذ التي يجب وضعها فيها.

وأضافت حول فكرة المشروع : تتكون السلة من موضع ثانوي يقوم بإخراج المواد الموضوعة في غير مكانها، فعلى سبيل المثال إذا قام أحدهم بإدخال الزجاج في الموضع المخصص للبلاستيك، تقوم السلة بإعطاء إنذار ضوئي متمثل بالضوء الأحمر، وتقوم بإغلاق جميع المواضع الثلاثة لـمدة 5 ثوانٍ على الأقل وكذلك يوجد جهاز لتنبيه المستهلك للخطأ الذي ارتكبه، وفي هذه الأثناء تقوم السلة بإخراج المادة الموضوعة في المكان غير المخصص لها من الموضع إلى خارج السلة عن طريق المخرج الثانوي الذي صمم خصيصاً لهذا العمل.

نظام تقني متطور

وقالت عايدة بنت جاسم محمد الراشدية: العديد منا يعلم بما يواجهه العالم في الفترة الأخيرة من تلوث وتدهور شديد في النظام البيئي وبما يرتبط به من أنظمة ثانوية أخرى، حيث إن المصانع والمؤسسات تخلف بعضا من المواد التي تؤثر في النظام البيئي مستقبلا، كمخلفات الزجاج والبلاستيك دون الاستعانة بالطرق الحديثة لإعادة تدويرها، وهذا يسبب ضررا كبيرا للبيئة بشكل عام والأنظمة الأخرى بشكل خاص مما يتبعه من تدهور وتضرر للتربة وقلة إنتاج المحاصيل الزراعية وغيرها من المشاكل المتوقعة. فكان من الأفضل أن نبتكر وسيلة عصرية تساهم في جعل المجتمع مجتمعا خاليا من كل هذه المخلفات، فـقمنا بابتكار آلة حديثة ذات نظام تقني عالٍ، وبرمجة متطورة تسهم في خدمة المجتمع بشكل عام والمؤسسات الأخرى على وجه الخصوص.

وفيما يتعلق بالأجهزة المستخدمة لإنشاء السلة الذكية قالت: إنشاء السلة الذكية تحتاج إلى العديد من المواد ومن أهمها الفولاذ الصلب، حيث إنه أكثر استخداما للآلات الحديثة والمتطورة، وكذلك بعض المواد البلاستيكية التي سنستخدمها لفتحات المنافذ لجعل الشكل الخارجي مقبولا، وبما أنها ستكون ذات طابع فني خاص فالعمل سيكون تقنيا أكثر ومختصا في مجال البرمجة مما يجعلنا نحتاج إلى العديد من المعدات كجهاز الراسبيري باي (Raspberry pi 4) وهو عبارةٌ عن كمبيوترٍ مصغرٍ رخيص الثمن متعدد الاستخدامات تمت إتاحته للجميع كأداةٍ تعليميةٍ .

مشاريع غير مكلفة

وأضافت: لاشك أنها بدايةٌ ممتازةٌ للانطلاق بمشاريع البرمجة غير المكلفةٍ التي تحتاج كذلك إلى استخدام حساسات ذات تقنية عالية خصوصا حساسات استشعار الحركة Motion Sensor)) وهذه الحساسات موصولة بجهاز الراسبيري باي وكذلك استخدام كاميرا الراسبيري باي (Raspberry pi camera) للتمييز بين المواد المراد التخلص منها بالإضافة الى استخدام إضاءات ذات لون أحمر ولون اخضر وكذلك نحتاج إلى مكبر صوتي (Speaker) للتنبيه الشخص في حالة حدوث خطأ معين .

وقالت: يلعب مستشعر الحركة (Motion sensor) دورًا مهمًا في هذا النظام، حيث إنه مصمم قبل فتح الغطاء الرئيسي. بمجرد اقتراب شيء ما باليد من الغطاء الرئيسي، فإن الإشارة تأتي من حركة الجسم ستعطي قيمة جهد مختلفة متصلة بجهاز استشعار Ultra-sonic. حيث إن المستشعر فوق الصوتي يوفر طريقة منخفضة التكلفة وسهلة للغاية لقياس المسافة. هذا المستشعر مثالي لأي عدد من التطبيقات التي تتطلب إجراء قياسات بين الأجسام المتحركة أو الثابتة. بشكل أساسي، يحتوي مستشعر Ultra-sonic الذي تم إعداده أمام الغطاء الرئيسي على جزأين فرعيين هما مولد الإشارة ومستقبل الإشارة، وبذلك فإنه يتم إرسال أوامر إلى كاميرا الرازسبيري باي للبدء بالعمل على التمييز بين المواد المراد إعادة تدويرها.

وأردفت: قمنا بإحضار جهاز الراسبيري باي(Raspberry Pi 4) كاميرا راسبيري باي(Raspberry Pi camera ) واستخدمنا لوح الرازسبيري باي جي بي آي آوو (Raspberry Pi GPIO Extension Board) وأسلاك وحساس للحركة (motion sensor) بالإضافة إلى استخدام اضاءات تشتغل في حالة تم تتبع الحركة من خلال الحساس، وعندما يكتشف مستشعر PIR أي حركة بشرية ، يتم إعطاء أوامر إلى جهاز الرازبيري بلي لبدء تشغيل الإبرة لفرز المواد المراد التخلص منها .

خلاصة المشروع

واختتمت الراشدية حديثها بالقول خلاصة المشروع يمكن القول إنه عندما يدخل الذكاء الاصطناعي عالم تدوير النفايات، فإن عملية جمع إعادة تدوير النفايات ستحقق مستوى غير مسبوق من الاستدامة. ومن خلال استخدام الذكاء الاصطناعي تمكنا من جعل السلة تتعلم ذاتياً بدون الحاجة للتدخل البشري. وسـوف تحدث هذه الآلة نقطة تحول ملحوظة في عصرنا هذا، لأنها آمنة ولا تعود بأضرار لا على الفرد ولا على المجتمع ولهذا السبب فإنها ستكون أكثر طلباً واستخداما في جميع المؤسسات الكبيرة قبل الصغيرة، حيث إنها ستقوم بوظيفة الإنسان في جمع هذه المواد لكن بنظام آلي وعصري، مما يحد من حدوث أضرار على البيئة وبالتالي سنلاحظ التغيير الكبير والمفاجئ في جميع أنظمة البيئة .