الابتكار من الدمار: اختبار الروبوتات في فوكوشيما!

إذا قمت بزيارة هاراماتشي-كو ”حي يقع في وسط مدينة مينامي سوما بمحافظة فوكوشيما“ فمن المؤكد أنك سوف تلاحظ وجود مساحة شاسعة من الأرض الجرداء تمتد إلى الجدار البحري العملاق على بعد كيلومتر واحد. يقطع هذا المشهد الطبيعي بسبب مت قد يبدو وكأنه مصنع مليء بالخزانات والأنابيب المكشوفة بالإضافة إلى نفق خرساني ومدرج. لكن في الحقيقة هذا هو ميدان اختبار الروبوتات وهو المحور الرئيسي لمركز ابتكار وتطوير الروبوتات في فوكوشيما، وهي مبادرة مدعومة من الحكومة الوطنية والمحلية.

يقع ميدان اختبار الروبوتات في منطقة صناعية تم إنشاؤها في منطقة مينامي سوما كجزء من إعادة بناء المدينة ”ميدان الاختبار على اليمين“.

يحدثنا إيشيكاوا جين، رئيس قسم تخطيط العمليات بساحل فوكوشيما للابتكار قائلاً ”لقد دمر زلزال شرق اليابان الكبير عام 2011 وما نجم عنه من موجات تسونامي هذه المنطقة بشكل كبير، بعد الكارثة تم رفع الأرض وبناء جدار بحري مرتفع لتجنب وقوع كوارث مماثلة في المستقبل، ومع ذلك لا تزال المنطقة غير مأهولة وخالية من الفنادق أو المرافق الخدمية الأخرى. لقد استخدم ميدان اختبار الروبوتات هذه الأرض بشكل جيد كمجال اختبار للطائرات بدون طيار والروبوتات. آمل حقاً أن يؤدي هذا إلى إعادة الحياة للمنطقة “.

 إيشيكاوا جين، رئيس قسم تخطيط العمليات بساحل فوكوشيما للابتكار هو نفسه من محافظة فوكوشيما.

أدت الضربة المزدوجة لكارثة تسونامي وكارثة محطة فوكوشيما دايئتشي للطاقة النووية إلى انهيار العديد من الصناعات التي كانت قائمة في منطقة هامادووري الساحلية بفوكوشيما، كما انتقل العديد من السكان بعيدًا خوفًا من آثار الإشعاع. لكن على بعد حوالي 23 كيلومترًا شمال مصنع فوكوشيما دايئتشي أنشأ ميدان اختبار الروبوتات خارج حزام الخطر الإشعاعي الذي يبلغ طوله 20 كيلومترًا.

يقول إيشيكاو ”أريد أن يأسس هذا الميدان لمعايير صناعة الروبوتات في اليابان“. تدريجيًا واعتبارًا من يوليو 2018 تم بناء العديد من المرافق داخل الميدان، حيث كان من المفترض الانتهاء من المخطط الأساسي بحلول أبريل من هذا العام. وعلى الرغم من عدم الانتهاء منه بشكل كامل إلى أنه قد تم استخدام الميدان بالفعل في أكثر من 160 اختبار بعضها طويل المدى، كما استضاف أكثر من 20 ألف زائر.

يعمل هذا الجناح البحثي كميدان لاختبار الروبوتات، حيث يستوعب المستأجرين من الشركات والمؤسسات ويضم قاعة مؤتمرات وغرف اجتماعات.

وصلت أمواج التسونامي عام 2011 إلى الغابة المرئية وراء مهبط طائرات الهليكوبتر، على بعد 1.4 كيلومتر من الداخل.

التسابق من أجل صناعة سيارة طائرة

من المتوقع أن تكون صناعة الروبوتات صناعة رائدة في اليابان، ولكن عدم وجود بيئة اختبار مناسبة يعد بمثابة حجر عثرة في طريق التطوير. على سبيل المثال تستحوذ حركة النقل الجوي للبضائع والأشخاص على كثير من الاهتمام في الوقت الراهن. فقد تم إنشاء ”المجلس العام - الخاص من أجل تطوير حركة النقل الجوي“ تحت إشراف وزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة بالتعاون مع وزارة الأراضي والبنية التحتية والنقل والسياحة. ويهدف المجلس إلى جعل خدمات التسليم التجارية المحمولة جواً حقيقة بحلول عام 2023، تليها طائرات بدون طيار لنقل الركاب في الأقاليم، وأخيرًا طائرات بدون طيار لنقل الركاب في المدن بحلول عام 2030. في حين انضمت العديد من الشركات والمنظمات اليابانية إلى السباق من أجل تطوير سيارات طائرة وطائرات بدون طيار، إلا أنها واجهت جميعها صعوبة كبيرة في العثور على بيئات اختبار مناسبة. فاليابان دولة جبلية تتكون من العديد من الجزر وإجراء مثل هذه الاختبارات يحتاج إلى مساحات واسعة وبيئة خاصة وهو ما أعطى السبق لدول مثل الصين وكندا والولايات المتحدة لإحراز تقدم أكبر في هذا المضمار.

يشمل نطاق اختبار الطائرات بدون طيار في ميدان اختبار الروبوتات مدرج مينامي سوما الذي يبلغ طوله 500 متر، والذي يقترن بمدرج آخر بطول 400 متر على بعد 13 كم في بلدة نامي. كذلك تم إنشاء مسارات الطيران الطويلة فوق اليابسة والماء مما سمح بإجراء رحلات لمسافات طويلة على مساحات واسعة.

يبلغ طول مدرج مينامي سوما 500 مترًا وعرضه 20 مترًا مرفق به حظيرة تخزين وغرفة صيانة.

يمكن التحكم في الاختبارات التي تتم على المدرج ومهبط الطائرات العمودية من برج التحكم المركزي في جناح الأبحاث.

هناك أيضًا مهبط الطائرات العمودية ومنشأة اختبار التحمل ونفق الرياح ونطاق الاختبار المغلق. فعلى عكس السيارات والدراجات البخارية تخضع المركبات الجوية لقواعد الطيران حتى عند اختبارها على أرض خاصة. ومع ذلك، نظرًا لأن ميدان اختبار الروبوتات بأكمله والذي تبلغ مساحته 150 × 80 مترًا محاط بشبكة بارتفاع 15 مترًا، لذلك يتم التعامل معه كمساحة داخلية ويتم إعفاؤه من قانون الطيران. وهذا يعني أنه يمكن للمشغلين القيام بعمليات ليلية أو إجراء اختبارات إسقاط الحمولة في أي وقت ودون الحصول على موافقات مسبقة، على عكس الحال في ميادين الاختبار الأخرى نظراً لكونها بيئة مفتوحة تتأثر بتغيرات الرياح والأمطار وأشعة الشمس.

اختبارات الطيران التي يتم إجراؤها في ميدان الاختبار المغطى هذا معفاة من قانون الطيران.

يستخدم موظفو مستشفى طوكيو ميدان الاختبار لمحاكاة نقل الدم بإستخدام طائرة بدون طيار ”على اليسار“  ومحاولة إسقاط كيس الدم في المكان المحدد ”على اليمين. الصورة من ميدان اختبار الروبوتات في فوكوشيما.

يتميز ميدان الاختبار أيضاً بوجود مبنى بحثي وموقع اختبار داخلي ومنطقة إعداد للاختبار، كل هذا داخل إطار ”منطقة البنية التحتية للتطوير“ في وسط حرم الميدان. لا يقتصر الأمر على الصيانة قبل الاختبار وبعده فحسب، بل تتوفر أيضًا أحدث الأدوات والماكينات لمعالجة الأجزاء وأدوات القياس الدقيقة للتحليل والقياس. في البداية تم إعداد 13 مختبر فقط ولكن تم زيادة عددها مع زيادة الطلب على الاستخدام. يوجد حاليًا 16 مستأجر ما بين شركة ومنظمة ومع جود المزيد من المستأجرين على قائمة الانتظار، يستمر تمديد المرافق.

يعلق ايشيكاوا ضاحكاً ”اعتاد أحد عملائنا على حمل آلة الاختبار من أيتشي إلى هوكايدو لإجراء اختبار التحقق من النموذج المبدئي لطائرة درون كان يعمل على تطويرها، ومع عدم وجود مرافق خدمية تمكنه من إجراء الإصلاحات أو التعديلات داخل الموقع في هوكايدو، كان عليه حزم أمتعته والعودة إلى أيتشي كلما حدث أي خطأ في الاختبار أو احتاج إلى إدخال تعديلات على النموذج “. ثم يضيف ايشيكاوا ”أعتقد أنه سعيداً لأنه أصبح قادرا على إجراء العديد من الاختبارات في المرة الواحدة مع القدرة على إدخال التحسينات المطلوبة والصيانة الضرورية عقب كل اختبار، كل هذا بفضل ميدان اختبار فوكوشيما للروبوتات“

بمساحة 32 × 30 مترًا مع سقف بارتفاع 11 مترًا، فإن نطاق الاختبار الداخلي يعد مناسبا لإجراء العديد من الاختبارات.

تحظى مرافق التصنيع المتطورة بشعبية لدى الجامعات والشركات الصغيرة التي لا تستطيع الاستثمار في أدوات خاصة بها.

 المنظمات المستأجرة تعمل بنشاط داخل منطقة مختبر المعلومات.

دور الروبوتات في فوكوشيما

تعرضت اليابان مرارا وتكرارا للعديد من الكوارث الطبيعية عبر التاريخ. ولكن في السنوات الأخيرة شهدت البلاد نشاطاً متزايداً للأعاصير والأحداث المناخية القاسية، يحدث هذا في الوقت الذي تبدأ فيه البنية التحتية التي بنيت في فترة النمو الاقتصادي السريع في اليابان بعد الحرب العالمية الثانية بالشيخوخة جنبًا إلى جنب مع المواطنين الذين بنوها، وسط كل هذا تزداد الآمال في أن تقوم الروبوتات في المستقبل ببعض مهام الإصلاح الأكثر خطورة. كما أنه لا غنى عن إحراز المزيد من التقدم في مجال صناعة الروبوتات من أجل إنجاح إيقاف تشغيل مفاعلات فوكوشيما دايئتشي المخلخلة.

يمكن إجراء اختبار الروبوتات داخل المباني والهياكل الضخمة في منطقة فحص البنية التحتية/ منطقة مواجهة الكوارث ومنطقة الاختبار داخل الماء وفوقها. كلا المنطقتين مليئتان بالمميزات التي تم تضمينها بناء على نصيحة الأكاديميين والخبراء. فعلى سبيل المثال نجد محطة الاختبار المصممة لمحاكاة مصنع كيميائي تحتوي على مجموعة متنوعة من الصمامات والخزانات والأنابيب ذات الأشكال المختلفة في منطقة صغيرة. هناك أيضًا سلالم حلزونية وسلالم عمودية وثلاث مداخن بأقطار مختلفة. يمكن ملء المنطقة بالدخان أو الغاز أو تعبئتها بالأنقاض أو وضع مصدر حرارة داخلها لمحاكاة أنواع مختلفة من الطوارئ. كما يمكن إجراء الاختبار بالقرب من مدخل النفق عن طريق فتح الغالق أو في المركز المظلم عن طريق إغلاق المصاريع على كلا الجانبين، كما تصطف مصابيح LED وأضواء الصوديوم في الداخل، بالإضافة إلى ذلك يتم معالجة الجدران لمحاكاة التقشير والتشقق الذي قد يحدث في حالات الطوارئ.

يحاكي ميدان الاختبار مصنعًا كيميائيًا يعاني من العوائق.

في الصورة على اليسار أحد الروبوتات المصممة بجامعة أيزو يحاول تشغيل الصمامات داخل ميدان الاختبار. وعلى اليمين طائرة استطلاع صغيرة تدعى IBIS مصنعة بواسطة Liberaware تقوم بالتصوير. ميدان اختبار فوكوشيما للروبوتات.

يمكن إغلاق نفق الاختبار باستخدام مصاريع مثبتة على كلا الطرفين.

الصورة على اليسار لمناورة إطفاء حرائق تم تنفيذها داخل ميدان اختبار الروبوتات في فبراير 2020. على ناحية اليمين طائرة بدون طيار تتفقد المنشأة في ديسمبر 2019. ميدان اختبار فوكوشيما للروبوتات.

تم تجهيز ”المنطقة الحضرية“ بإشارات المرور وأعمدة الكهرباء وحتى إشارات الطرق، مما يتيح اختبار عمليات البحث والإنقاذ في المباني السكنية والمكاتب. يمكن أيضًا استخدام الطرق في هذه المنطقة الحضرية بواسطة سيارات بدون سائق. تحاكي المنطقة الحضرية هذه منطقة سكنية غارقة ويمكن استخدامها ليس فقط لاختبار الروبوتات المائية والطائرات بدون طيار فوق وداخل الماء، ولكن أيضًا لتدريبات الإنقاذ باستخدام القوارب. عندما يكتمل الجسر التجريبي والمسبح الداخلي ونفق الرياح في ربيع عام 2020 ستكون بيئة الاختبار أكثر شمولاً وجاهزية.

 ثلاثة مباني مجهزة للاختبار داخل المنطقة الحضرية.

دعم الشركات المحلية

 شركتا الروبوتات Robotcom و Fa.com ومقرهما طوكيو ساعدتا مؤخرًا على إعادة الحياة إلى المنطقة من خلال بناء مصانع وإقامة للموظفين داخل المنطقة الصناعية من أجل إعادة بناء مدينة مينامي سوما.

يقول إيشيكاوا ”بالإضافة إلى مسألة كيفية جذب الشركات والمؤسسات والزوار المحتملين للقدوم إلى فوكوشيما، نحتاج أيضًا إلى التفكير في كيفية ربط ميدان اختبار الروبوتات بالصناعة المحلية. حيث يعمل فريقه أيضًا على مساعدة الشركات المحلية ولديه منسق يوزع منشورات تحتوي على معلومات عن موردي المواد والتقنيات ذات الصلة في فوكوشيما في محاولة لتشجيع شركات الروبوتات على شراء المواد وقطع الغيار محليًا.

كتيب يعرض معلومات عن الموردين المحليين.

في يناير/ كانون الثاني 2020، تم تمديد خدمة الحافلات بين المدن إلى ميدان اختبار فوكوشيما للروبوتات، مما ترتب عليه سهولة الوصول من محطتي قطار جى أر فوكوشيما وهارانوماتشي.

 من المقرر إقامة قمة الروبوت العالمي 2020 2020 the World Robot Summit في وقت لاحق من هذا العام، و ستعقد القمة بالتعاون مع ايتشي سكاي اكسبو ”Aichi Sky Expo“. يقول إيشيكاوا ”نحن بصدد اتخاذ التدابير اللازمة لتنظيم الإقامة والنقل والوجبات، ليس فقط من أجل تلبية احتياجات المشاركين في القمة ولكن أيضًا من أجل المهندسين من المنظمات المستأجرة وكذلك زوار ميدان اختبار الروبوتات. نحن نبذل قصارى جهدنا لجعل اسم فوكوشيما مرتبطًا بالابتكار وليس بالكوارث“.

ميدان فوكشيما لاختبار الروبوتات

• العنوان: المنطقة الصناعية لإعادة بناء مدينة مينامي سوما، 83 شين-أكانوما، كايباما، هاراماتشي-كو، مينامي-سوما، فوكوشيما
• الموقع الإلكتروني ”متوفر باللغة اليابانية فقط“:
  /https://www.fipo.or.jp/robot
• مفتوح للزوار من الساعة 9:30 إلى 11:30 صباحًا ومن 1:30 إلى 4:00 مساءً طوال أيام الأسبوع ”تستغرق الجولة حوالي 30 دقيقة“. الجولات غير متاحة في عطلات نهاية الأسبوع والعطلات الرسمية وخلال فترة إجازات العام الجديد.
• الحد الأقصى لعدد المجموعة: 30 فرد
• لحجز جولة: قم بتنزيل نموذج طلب من الموقع الرسمي ثم أرسله عن طريق البريد الإلكتروني بعد تعبئته.
• الوصول إلى هناك: إستخدم خدمة الحافلات بين المدن توهوكو اكسيس ”Tōhoku Access“ إلى ميدان اختبار فوكوشيما للروبوتات ”Fukushima Robot Field“ حيث يقع الميدان على بعد دقائق معدودة سيرا على الأقدام من محطة الأتوبيس. أو بدلاً من ذلك يقع ميدان اختبار الروبوتات على بعد حوالي 10 دقائق بالسيارة الأجرة من محطة هارانو ماتشي ”Haranomachi“ على خط جى أر جوبان ”JR Jōban“.

(النص الأصلي باللغة اليابانية. الترجمة من الإنكليزية، تم إعداد التقارير والنصوص والصور بواسطة Nippon.com. صورة العنوان: التطلع نحو المحيط الهادئ من جناح الأبحاث في ميدان اختبار الروبوتات)