ممارسات تطبيق الأجهزة الصوتية عن بُعد على المركبات غير المأهولة

مع التطور السريع لتكنولوجيا المركبات غير المأهولة، تتسع باستمرار سيناريوهات تطبيقها لتشمل مجالات من فحص الحدائق المغلقة إلى النقل على الطرق المفتوحة، ومن الإنقاذ في حالات الطوارئ إلى الدوريات الأمنية. ومع ذلك، فإن المركبات غير المأهولة تفتقر إلى قدرات الاتصال والردع الفورية التي يتمتع بها السائقون البشر، مما يجعلها عرضة للمخاطر الأمنية في البيئات المعقدة. بالاعتماد على مزاياها الأساسية في نقل الصوت بدقة والتحكم عن بُعد بشكل مرن، الأجهزة الصوتية عن بُعد أصبحت تكوينًا رئيسيًا لتعويض هذا القصور في المركبات غير المأهولة، وتوفر دعمًا قويًا لتشغيل المركبات غير المأهولة بأمان في مختلف السيناريوهات.

I. سيناريوهات التطبيق الأجهزة الصوتية عن بُعد مُعدّة للمركبات غير المأهولة

تركز سيناريوهات تطبيق الأجهزة الصوتية عن بُعد على المركبات غير المأهولة بشكل أساسي على المجالات التي تتطلب الاتصال والتحذير والردع، وتشمل السيناريوهات الأساسية التالية:

• سيناريوهات تفتيش الحدائق والمصانع: عندما تقوم المركبات غير المأهولة بمهام التفتيش في الحدائق الصناعية وحدائق اللوجستيات والمعامل الكبيرة، فإنها تحتاج إلى تحذير الأشخاص الذين يدخلون المنطقة دون إذن، وكذلك المركبات المرصوصة بشكل مخالف للوائح. وفي الوقت نفسه، تحتاج إلى إيصال إشعارات العمل وتذكيرات السلامة إلى الموظفين داخل الحديقة.
• سيناريوهات الإنقاذ في حالات الطوارئ: بعد وقوع كوارث مثل الزلازل والفيضانات، عندما تدخل المركبات غير المأهولة إلى المناطق التي يوجد بها أشخاص محاصرون لأداء مهام الاستكشاف، تحتاج إلى إقامة اتصال مع المحتجزين من خلال الصوت لتأكيد موقعهم وحالتهم البدنية، وفي الوقت نفسه تقديم تحديثات عن سير عملية الإنقاذ وتوجيهات الهروب. وفي موقع حريق الغابة، يمكن للمركبات غير المأهولة استخدام أجهزة صوتية عن بُعد لإصدار تحذيرات من الحريق وإشعارات بطرق الإخلاء للمقيمين أو الموظفين في المناطق المحيطة.
• سيناريوهات الأمن وحراسة الحدود: عندما تقوم مركبات الأمن غير المأهولة بالدوريات في مناطق مثل المطارات وخطوط السكك الحديدية ومناطق الحدود، فإنها تحتاج إلى ردع الأشخاص المشبوهين والأهداف التي تتسلل بشكل غير قانوني من خلال بث معلومات تحذيرية بطريقة موجهة. وفي الوقت نفسه، يجب أن تنقل الوضع الميداني إلى مركز القيادة الخلفي لمساعدته في وضع خطط التعامل.

ثانيًا. الاحتياجات الأساسية للعملاء في سيناريوهات المركبات غير المأهولة

في تطبيق المركبات غير المأهولة، تتمحور احتياجات العملاء للأجهزة الصوتية عن بُعد حول ثلاث نقاط أساسية هي "السلامة، الكفاءة، والدقة"، وتتمثل هذه الاحتياجات على النحو التالي:

• احتياجات الاتصال الفوري: يُطلب من المعدات تحقيق نقل صوتي واضح وطويل المدى لضمان تبادل المعلومات بين المركبة غير المأهولة والأشخاص المحيطين بها دون تأخير أو تشويش. وخصوصًا في البيئات الصاخبة (مثل مناطق بناء الحدائق وتقاطعات المرور الحضرية)، يجب أن تكون الإشارة الصوتية قادرة على الاختراق من خلال الضوضاء المحيطة كي يتمكن المستقبل من استقبال المعلومات بدقة.
• احتياجات الردع الدقيقة: بالنسبة للأهداف المشبوهة أو السلوكيات الخطرة، يُطلب من المعدات أن تكون قادرة على إصدار صوت بطريقة موجهة لتجنب تداخل الصوت المنتشر في المناطق غير المرتبطة. وفي الوقت نفسه، يجب أن يمكن تعديل شدة الصوت لتكوين ردع فعّال دون التسبب في ضرر دائم بالسمع لدى الأشخاص.
• احتياجات التحكم والتنسيق عن بعد: يدعم التشغيل عن بعد من خلال نظام التحكم في المركبة غير المأهولة أو منصة القيادة الخلفية، بما في ذلك تعديل مستوى الصوت، وتبديل وضع التشغيل، وتشغيل الأصوات مسبقة التسجيل. ولا يتطلب الإعداد الاقتراب يدويًا من المركبة غير المأهولة. وفي الوقت نفسه، يجب أن يكون قادرًا على التنسيق مع معدات الإدراك الخاصة بالمركبة غير المأهولة، مثل الرادار والكاميرات. وعندما تكتشف معدات الإدراك حالة غير طبيعية، فإنها تشغّل تلقائيًا المعدات الصوتية.
• احتياجات التكيف مع البيئة: تعمل المركبات غير المأهولة في الغالب في الهواء الطلق، وبالتالي يجب أن تكون المعدات قادرة على مقاومة البيئات القاسية مثل درجات الحرارة العالية والمنخفضة، والمطر، وغبار الرمال. ويجب أن تضمن تشغيلًا مستقرًا دون تعطل أو إيقاف للعمل في ظل ظروف تتراوح درجة الحرارة بين -40°م إلى 60°م، والأمطار الغزيرة (مستوى حماية IP65)، والعواصف الرملية.

ثالثًا: الخصائص الأساسية لأجهزة الصوت عن بُعد المُعدَّلة لتناسب المركبات غير المأهولة

لتلبية احتياجات سيناريوهات المركبات غير المأهولة، يجب أن تمتلك أجهزة الصوت عن بُعد الخصائص المستهدفة التالية:

• تصميم صغير الحجم وخفيف الوزن: يجب أن يتناسب حجم الجهاز مع مساحة التركيب في المركبة غير المأهولة، ويمكن دمجه على السقف أو جانب جسم المركبة ومواقع أخرى في المركبة غير المأهولة. يجب التحكم في الوزن بحيث لا يتجاوز 3 كيلوغرامات لتجنب زيادة الحمل على المركبة غير المأهولة والتأثير على عمر البطارية واستقرار القيادة. وفي الوقت نفسه، يتم اعتماد هيكل وحداتي لتسهيل الاتصال الميكانيكي، والتفكيك، والصيانة مع المركبة غير المأهولة.
• التبديل المرن بين الأجهزة الاتجاهية وغير الاتجاهية: يدعم التبديل بين الأجهزة الاتجاهية (بزاوية تغطية صوتية تبلغ 30°) والأجهزة غير الاتجاهية (تغطية صوتية بزاوية 360°). وتُستخدم الأجهزة الاتجاهية لتحذير أو إحباط أهداف محددة بدقة، في حين تُستخدم وضعية الجهاز غير الاتجاهي لتوصيل المعلومات الإذاعية إلى منطقة واسعة النطاق من حوله. ويمكن إكمال التبديل بين الجهازين بسرعة من خلال أوامر عن بعد، ويتم التحكم في زمن الاستجابة على مستوى الميلي ثانية.
• نطاق ترددي واسع ومستوى عالٍ من ضغط الصوت الناتج: يغطي نطاق التردد الحساس للأذن البشرية من 200 هرتز إلى 20000 هرتز، لضمان وضوح إدراك إشارة الصوت. ويمكن أن يصل مستوى ضغط الصوت الناتج إلى 130 ديسيبل - 150 ديسيبل، وتكون المسافة الفعالة للإرسال لا تقل عن 800 متر في بيئة خالية من العوائق، مما يستوفي احتياجات الاتصال والردع للمركبات غير المأهولة في السيناريوهات المتوسطة والطويلة المدى.
• تكيّف متعدد لمصادر الطاقة واستهلاك منخفض للطاقة: يدعم الاتصال بنظام إمداد الطاقة على متن المركبة غير المأهولة، كما يحتوي في الوقت نفسه على بطارية ليثيوم داخلية احتياطية. وعند فشل مصدر الطاقة على متن المركبة، يمكن للبطارية الاحتياطية الحفاظ على تشغيل الجهاز المستمر لأكثر من 4 ساعات. وفي وضع الاستعداد، يكون استهلاك الطاقة أقل من 5 واط، مما يقلل من التأثير على عمر بطارية المركبة غير المأهولة.
• حماية IP65 وقدرة على مقاومة التداخل: يتميز الغلاف بتصميم مقاوم للماء والغبار، ويتوافق مع معيار الحماية IP65، ويمكنه العمل بشكل طبيعي في ظروف الأمطار الغزيرة والأتربة. وتمتلك الدائرة الداخلية قدرة على مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي، مما يجنبها التأثر بالإشارات الكهرومغناطيسية الناتجة عن الرادار ومعدات الاتصالات والمكونات الأخرى للمركبة غير المأهولة، ويضمن نقل صوت مستقر.

رابعاً: حلول دمج الأجهزة الصوتية عن بعد مع معدات أخرى

في نظام المركبة غير المأهولة، لا تعمل الأجهزة الصوتية عن بعد بشكل منفصل، بل تكون مدمجة مع مجموعة من المعدات لتشكل نظامًا منسقًا. وتشمل حلول الدمج الشائعة:

• التكامل مع معدات الإدراك: يتم ربطه برادار الليزر، ورادار الموجات المليمترية، والكاميرا عالية الدقة، ومسجّل الحرارة بالأشعة تحت الحمراء للمركبة غير المأهولة. وعندما يكتشف الرادار أو الكاميرا وجود مشاة أو عوائق في المقدمة، أو يحدد أحداثاً غير طبيعية مثل "دخول أشخاص إلى منطقة ممنوعة" و"حركة مركبة بشكل عكسي"، فإنه يُرسل تلقائياً إشارة تشغيل إلى جهاز الصوت عن بعد. ويقوم الجهاز بتشغيل الصوت المناسب تبعاً لنوع الحدث (مثل "توجد مشاة في الأمام، يرجى الانتباه والتباطؤ" و"هذه منطقة ممنوعة، يرجى المغادرة فوراً"). وفي الوقت نفسه، تُرسل معلومات الحدث غير الطبيعي إلى مركز القيادة الخلفي.
• التكامل مع معدات الاتصال: يتم توصيله بوحدة الاتصال 4G/5G أو وحدة الاتصال عبر الأقمار الصناعية للمركبة غير المأهولة لتمكين التحكم على مسافات طويلة جدًا. عندما تقوم المركبة غير المأهولة بمهام في مناطق نائية لا توجد بها إشارات شبكة عامة (مثل الحدود والمناطق الجبلية)، يمكن للموظفين في مركز القيادة الخلفي إرسال الأوامر إلى الجهاز الصوتي عبر اتصال القمر الصناعي لتعديل معايير الصوت أو تبديل وضع التشغيل. وفي الوقت نفسه، يمكن للجهاز إرسال حالة التشغيل (مثل مستوى الطاقة، ومستوى الصوت الحالي، ومعلومات الأعطال) إلى منصة القيادة بشكل فوري، مما يسهل المراقبة عن بعد.
• التكامل مع معدات الضوء التحذيري: يتم ربطه بمصباح التحذير LED ومصباح الاستروبو للمركبة غير المأهولة لتكوين تأثير تحذير بـ"التنسيق بين الصوت والضوء". وعندما يبدأ الجهاز الصوتي وضع التحذير، يُشعل الضوء التحذيري بشكل متزامن. وبفضل التحفيز المزدوج للبصر والسمع، يتحسن أثر التنبيه للأشخاص المحيطين. على سبيل المثال، عند دوران المركبة غير المأهولة، يتم تشغيل "إشارات الانعطاف + التلميح الصوتي" بشكل متزامن، مما يجعل من السهل على المشاة إدراك نية القيادة للمركبة غير المأهولة.
• التكامل مع معدات التموضع والملاحة: بالاشتراك مع نظام التموضع العالمي (GPS/بايدو) الخاص بالمركبة غير المأهولة، عندما تدخل المركبة غير المأهولة إلى منطقة محددة مسبقًا (مثل المناطق المحيطة بالمدارس والمستشفيات)، يتم تشغيل الجهاز الصوتي تلقائيًا في "وضع الصوت المنخفض" لتجنب التداخل الناتج عن الأصوات العالية في المناطق الحساسة. وعندما تنحرف المركبة غير المأهولة عن المسار المخطط له وتدخل إلى منطقة خطرة (مثل مواقع البناء أو المناطق المتضررة من الفيضانات)، يقوم الجهاز تلقائيًا بتشغيل صوت تحذيري لإبلاغ الأشخاص القريبين بالابتعاد، ويُرسل إنذارًا بإخلال الموقع إلى مركز القيادة.

خامساً: المزايا الأساسية لمزج الأجهزة الصوتية عن بُعد مع المركبات غير المأهولة

بالمقارنة مع التشغيل اليدوي التقليدي أو الأجهزة الصوتية المستقلة، يمكن لمزج الأجهزة الصوتية عن بُعد مع المركبات غير المأهولة أن يحقق مزايا في جوانب عديدة:

• تحسين السلامة والموثوقية: لا حاجة للتقرب اليدوي من السيناريوهات الخطرة (مثل مواقع الكوارث ومناطق النزاع الحدودي) لإتمام مهام الاتصال والردع، مما يقلل من خطر إصابة الأفراد. وفي الوقت نفسه، يمكن للربط بين الجهاز ونظام الإدراك الخاص بالمركبة غير المأهولة الاستجابة بسرعة للمواقف الشاذة، وتجنب الحوادث الأمنية الناتجة عن تأخير الاستجابة اليدوية. على سبيل المثال، في موقع الحريق، تحمل المركبة غير المأهولة جهاز الصوت لدخول حافة موقع الحريق، ويقوم ضباط القيادة بالتواصل مع الأشخاص المحتجزين من خلال الجهاز من منطقة آمنة، دون الحاجة إلى تعريض رجال الإطفاء للخطر بالدخول عميقًا إلى مكان الحريق.
• توسيع نطاق التشغيل والكفاءة: يمكن للمركبات غير المأهولة القيادة باستمرار لفترة طويلة (بمدة بطارية تتراوح بين 8 و12 ساعة). وبدمجها مع أجهزة صوتية عن بعد، يمكنها تغطية مساحة أوسع لأداء المهام. مقارنةً بالدوريات اليدوية سيرًا على الأقدام أو الأجهزة الصوتية الثابتة، تزداد كفاءة التشغيل من 3 إلى 5 مرات. على سبيل المثال، في حديقة صناعية تبلغ مساحتها 50 كيلومترًا مربعًا، يمكن للمركبة غير المأهولة المزوّدة بجهاز صوتي إتمام فحص كامل للمنطقة وتوصيل الإشعارات الأمنية خلال 4 ساعات، في حين تستغرق الفحوصات اليدوية من يومين إلى ثلاثة أيام.
• تقليل تكاليف التشغيل: يقلل من الاعتماد على العمالة. يمكن لمركبة غير مأهولة واحدة أن تحل محل عبء عمل 2 إلى 3 أفراد تفتيش، ويمكن للتشغيل الطويل الأجل أن يقلل بشكل كبير من تكاليف العمالة. وفي الوقت نفسه، فإن التصميم الوحدوي وخصائص انخفاض استهلاك الطاقة في الجهاز الصوتي عن بُعد يؤديان إلى تكاليف صيانة منخفضة وعمر افتراضي طويل (أكثر من 5 سنوات في الاستخدام العادي)، مما يقلل بشكل أكبر من إجمالي نفقات التشغيل.
• تحقيق إدارة دقيقة وذكية: من خلال الربط مع نظام التحكم ومنصة الأوامر الخاصة بالمركبة غير المأهولة، يمكن تحليل البيانات التشغيلية للجهاز الصوتي (مثل مدة الاستخدام، وعدد مرات التفعيل، والمساحة المغطاة) إحصائيًا لمساعدة في تحسين مسار التفتيش وتخطيط المهام للمركبة غير المأهولة. على سبيل المثال، وفقًا لتحليل البيانات، تم اكتشاف أن حادثة "دخول أشخاص إلى المنطقة دون إذن" تحدث بشكل متكرر في منطقة معينة. يمكن تعديل تكرار جولات المركبة غير المأهولة في هذه المنطقة، ويمكن تحسين محتوى الصوت التحذيري للجهاز الصوتي لتحسين فعالية التحذير.

سادسًا: حالات استخدام الأجهزة الصوتية عن بُعد على المركبات غير المأهولة

الحالة: التطبيق العملي للمركبات الجوية غير المأهولة في عمليات الإنقاذ الطارئة والأجهزة الصوتية عن بُعد

في عملية إنقاذ جبلي بعد الزلزال، استخدم فريق الإنقاذ 3 مركبات جوية غير مأهولة للإغاثة الطارئة. وكانت هذه المركبات مجهزة بأجهزة صوتية عن بُعد، وكاميرات حرارية بالأشعة تحت الحمراء، ووحدات اتصال عبر الأقمار الصناعية، ودخلت المنطقة المتضررة التي انقطعت طرقها. وعندما تحركت المركبات غير المأهولة حول الأنقاض، كشفت الكاميرا الحرارية بالأشعة تحت الحمراء عن علامات على وجود حياة تحت الأنقاض. وتم تفعيل الجهاز الصوتي فورًا، وتم بث الصوت: "من فضلكم ابقوا هادئين، فطاقم الإنقاذ في طريقه إليكم، من فضلكم أصدروا صوتًا لتحديد موقعكم" إلى تلك المنطقة. وفي الوقت نفسه، قام طاقم الإنقاذ بتعديل مستوى الصوت عن بُعد من خلال الاتصال عبر القمر الصناعي، لضمان وصول الصوت إلى أسفل الأنقاض دون التسبب في إصابة الأشخاص بسبب ارتفاع شدة الصوت. وعندما استجاب المحتجزون بالطرق على أنبوب معدني، قامت الميكروفونات المثبتة على المركبة غير المأهولة بجمع إشارة الصوت، وباستخدام وظيفة التوجيه الخاصة بالجهاز الصوتي، ساعد ذلك في تحديد موقع المحتجزين بدقة، مما قدّم توجيهًا دقيقًا للعملية اللاحقة للإنقاذ. وقد ساهمت في هذه العملية مركبة غير مأهولة مزوّدة بجهاز صوتي عن بُعد في تمكين فريق الإنقاذ من العثور على 3 محتجزين خلال ساعتين، ما عزز الكفاءة بشكل كبير مقارنة بالاستكشاف اليدوي التقليدي، كما ساهم في تجنّب خطر دخول عناصر الإنقاذ إلى مناطق الأنقاض غير المستقرة.