تحويل الأدوات المنزلية السلبية إلى أدوات ذكية ومستدامة وتقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية
-جهاز صغير متصل بمفصلات الثلاجة يمكنه التقاط الطاقة الناتجة عن فتح الباب واستخدامها لتشغيل شاشة تعرض ما بداخلها
فكر في الطاقة المبذولة في كل مرة تدير فيها مقبض الباب، أو تفتح الثلاجة، أو تشغل مفتاح الضوء كل يوم.
ماذا لو كانت هذه الإجراءات البسيطة قادرة على فعل أكثر من مجرد فتح الأبواب أو تشغيل الأضواء؟ ماذا لو كانت قادرة على المساعدة في تزويد منزلك بالطاقة وتقليل اعتمادك على مصادر الطاقة التقليدية؟
بدعم من جائزة التنمية المهنية المبكرة لأعضاء هيئة التدريس التابعة للمؤسسة الوطنية الأمريكية للعلوم، يبحث الدكتور جيون كيم الأستاذ المساعد في قسم علوم الكمبيوتر والهندسة في جامعة تكساس إيه آند إم، عن طرق مبتكرة لالتقاط وإعادة استخدام الطاقة من تحركاتنا اليومية.
وقد نشرت جامعة تكساس إيه آند إم تفاصيل هذا البحث، ويركز البحث بشكل خاص على تحويل الأدوات المنزلية السلبية إلى أدوات ذكية ومستدامة .
إطلاق العنان للطاقة المخفية في المنزل
الأشياء التقليدية في منازلنا ــ مثل مقابض الأبواب وشرائح النوافذ ــ هي ما يطلق عليه العلماء “الواجهات السلبية”، فهي تخزن الطاقة، ولكن هذه الطاقة لا تذهب عادة إلى أي مكان.
وتهدف أبحاث الدكتور كيم إلى تغيير هذا من خلال إضافة ميزات ذكية إلى هذه العناصر اليومية.
وأوضح الدكتور كيم قائلاً: “من الصعب التعامل مع مشكلات التصميم اليومية إذا تم استخدام الخبرات السابقة كأساس”، “حتى بالنسبة لأولئك الذين لديهم أهداف شخصية معروفة، مثل تقليل فواتير المرافق، فإن اعتماد أحدث التطورات العلمية في الحياة الواقعية يتطلب الخبرة لأن الأدوات اللازمة لدعم المستخدمين النهائيين، مثلك ومثلي، غير متوفرة.”
الطباعة ثلاثية الأبعاد.. مفتاح التحديثات الذكية
بدلاً من استبدال كل شيء في منزلك بأجهزة ذكية باهظة الثمن، يستخدم فريق الدكتور كيم الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء مرفقات للأشياء الموجودة.
تصور هذا: جهاز صغير متصل بمفصلات الثلاجة يمكنه التقاط الطاقة الناتجة عن فتح الباب واستخدامها لتشغيل شاشة تعرض ما بداخلها.
ولا تتوقف الاحتمالات عند هذا الحد، إذ يمكن لهذه الفكرة نفسها أن تحول دوران مقبض الباب إلى طاقة لنظام الأمان.
النظر إلى ما هو أبعد مما تستطيع أجهزة الكمبيوتر رؤيته
وفقا للدكتور كيم، فإن التكنولوجيا الحالية لها حدودها، مضيفا “لسوء الحظ، تركز التطورات الأخيرة في أبحاث الذكاء الاصطناعي اليوم فقط على اكتشاف الكائنات على مستوى الحالة من ملايين الصور ومقاطع الفيديو مثل المرحاض والميكروويف، وليس التفاعلات البشرية، ورفع غطاء المرحاض والنقر على لوحات أزرار الميكروويف، حيث تحدث جميع تحديات الحوسبة التي تركز على الإنسان في الواقع.”
ولمعالجة هذه الفجوة، طور الدكتور كيم أدوات جديدة، أحدها نظام يساعد في وصف كيفية تفاعل البشر مع الأشياء اليومية، والأخرى عبارة عن تطبيق للهواتف الذكية يستخدم الواقع المعزز لتحديد مشكلات إمكانية الوصول في المباني.
جعل المباني أكثر ذكاءً، خطوة بخطوة
لا يهدف هذا البحث إلى جعل المنازل أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية فحسب، بل يهدف أيضًا إلى جعلها تعمل بشكل أفضل لصالح الجميع.
قال الدكتور كيم: “لا يقتصر بحثي على إمكانية الوصول فقط، آمل أن تتمكن مجموعة الأدوات التي أستخدمها للمستخدمين النهائيين من مسح المباني السكنية المتعددة والتفاعلات في أبعاد متعددة، حتى يتمكن السكان أيضًا من ملاحظة مدى صعوبة الوصول إلى بيئاتهم المادية المشتركة، ومدى الطاقة المهدرة وكيف يمكنهم إجراء تغييرات نحو المباني الذكية والمستدامة بأنفسهم.”
الطريق إلى الأمام نحو منازل ذكية موفرة للطاقة
استبدال كل جهاز في منازلنا بإصدارات ذكية ليس أمرًا واقعيًا – فهو سيكون مكلفًا وسيخلق نفايات إلكترونية غير ضرورية ، وبدلاً من ذلك، يقدم نهج الدكتور كيم حلاً وسطاً: إضافة ميزات ذكية إلى الكائنات الموجودة من خلال مرفقات بسيطة.
وأوضح الدكتور كيم: “من خلال معالجة مناهج متعددة الأوجه ومتعددة التخصصات عبر التصنيع الرقمي وبرمجة المستخدم النهائي والتعلم العميق والروبوتات والتصميم، يضع هذا المشروع الأساس لمستقبل حيث يخلق كل فرد ابتكارات يومية في أجهزة الحوسبة المساعدة والمنازل الذكية والمباني الخضراء”.
قد تؤدي هذه التغييرات الصغيرة إلى جعل منازلنا أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وأسهل في الاستخدام، وأكثر ملاءمة لاحتياجات الجميع.
استخدام الطاقة في المنزل وكوكب أكثر اخضرارًا
لا يركز بحث الدكتور كيم على جعل المنازل أكثر ذكاءً فحسب، بل يؤكد أيضًا على الاستدامة، ومن خلال الاستفادة من الطاقة الملتقطة من الحركات اليومية، يمكن لهذا النهج أن يقلل بشكل كبير من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية.
تخيل عالمًا حيث يساهم الفعل البسيط مثل فتح الثلاجة أو إغلاق الباب في جعل الكوكب أكثر خضرة، كما تعمل هذه الطريقة على تقليل النفايات من خلال إعادة تركيب الأشياء الموجودة بدلاً من التخلص منها، بما يتماشى مع الجهود العالمية لتعزيز الاقتصاد الدائري.
وتتمتع هذه التطورات بالقدرة على إعادة تعريف كيفية تفكيرنا في استخدام الطاقة في حياتنا اليومية، ويمكنها سد الفجوة بين الابتكار والاستدامة.