تعمل EPICS في مشاريع IEEE على تحسين إدارة النفايات والزراعة

توفر EPICS في مشاريع IEEE للطلاب فرصًا للتفاعل مع المتخصصين في الهندسة والموجهين والمنظمات المحلية والابتكار التكنولوجي لمعالجة القضايا المجتمعية.

يوضح المشروعان التاليان اللذان يركزان على البيئة قيمة العمل الجماعي والمشاركة المباشرة مع أصحاب المصلحة في المشروع. يستخدم أحدهما أجهزة التحلل الحيوي الذكية لإدارة النفايات بشكل أفضل في المناطق الريفية في كولومبيا. ويركز الآخر على مساعدة مزارعي الزيتون الأتراك على حماية أشجارهم من تأثيرات تغير المناخ من خلال تزويدهم بنظام إنذار يمكنه تحديد المشاكل المتزايدة.

لا وقت لنضيعه في ريف كولومبيا

تعد الإدارة السليمة للنفايات أمرًا بالغ الأهمية للظروف المعيشية للمجتمع. في ريف لا فيجا بكولومبيا، أدى عدم وجود نظام فعال إلى تلوث التربة والمياه، وهي قضية مثيرة للقلق بشكل خاص لأن اقتصاد المدينة يعتمد بشكل كبير على الزراعة.

لقد جمع مشروع الهاضمات الحيوية الذكية من أجل بيئة أفضل في المناطق الريفية الطلاب معًا للتوصل إلى حل.

فيفيان إستيفانيا بلتران، دكتوراه. قام أحد الطلاب في جامعة ديل روزاريو في بوجوتا بمعالجة المشكلة عن طريق بناء هاضم لاهوائي منخفض التكلفة يستخدم نظام أدوات لتحليل الكائنات الحية الدقيقة إلى مواد قابلة للتحلل. فهو يقلل من كمية النفايات الصلبة، ويمكن لأجهزة الهضم إنتاج الغاز الحيوي، والذي يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء.

يقول بلتران: “إن الهضم اللاهوائي هو عملية بيولوجية طبيعية تحول المادة العضوية إلى منتجين قيمين: الغاز الحيوي وتعديلات التربة الغنية بالمغذيات في شكل مادة هضمية”. “كمنتج ثانوي لعملية الهضم لدينا، فإن المهضوم عبارة عن مادة عضوية لا يمكن تحويلها إلى غاز حيوي ولكن يمكن استخدامها كتعديل للتربة لمحاصيل مزارعينا، مثل القهوة.

“على الرغم من أن الأمر قد يبدو سهلاً، إلا أن العملية تتأثر بالكثير من المتغيرات. يعد الدعم الذي تلقيناه من EPICS في IEEE مهمًا لأنه يمكننا من قياس هذه المتغيرات، مثل مستويات الرقم الهيدروجيني ودرجة حرارة المفاعل وتكوين الغاز الحيوي [methane and hydrogen sulfide]. ويتيح لنا النظام اتخاذ قرارات مستنيرة تعزز سلامة وجودة وكفاءة العملية لصالح المجتمع.

كان المشروع عبارة عن جهد تعاوني بين طلاب جامعة ديل روزاريو، وفريق من طلاب الهندسة من Escuela Tecnológica Instituto Técnico Central، والبروفيسور كارلوس فيليبي فيرغارا، وأعضاء Junta de Acción Comunal (Vereda La Granja)، الذي يهدف إلى مساعدة السكان على تحسين مجتمعهم .

“لقد كانت تجربة رائعة أن نرى كيف يمكن للأفراد الذين يتابعون مجالات دراسية مختلفة – من الهندسة إلى الإلكترونيات وعلوم الكمبيوتر – أن يعملوا ويتعلموا معًا في مشروع سيكون له تأثير إيجابي مباشر على المجتمع.” – فيفيان إستيفانيا بلتران

عمل بلتران بشكل وثيق مع ثمانية طلاب جامعيين وثلاثة مدرسين – ماريا فرناندا جوميز، وأندريس بيريز غورديلو (قائد مجموعة الأجهزة)، وكارلوس فيليبي فيرغارا راميريز – بالإضافة إلى عضو طلاب الدراسات العليا في IEEE نيكولاس كاستيبلانكو (منسق مجموعة الأجهزة).

قام الفريق ببناء وتركيب نظام الهضم اللاهوائي الخاص بهم في محطة تجريبية في لا فيجا، وهي بلدة تقع على بعد حوالي 53 كيلومترًا شمال غرب بوغوتا.

يقول بلتران: “يعد هذا الهاضم ابتكارًا مهمًا لسكان لا فيجا، حيث نأمل أن يقدم طريقة مثمرة للاستفادة من الكتلة الحيوية المتبقية التي ينتجونها لتحسين نوعية الحياة وتعزيز الاقتصاد”. وتضيف أنه سيتم قريبًا توسيع النظام ليشمل أجهزة استشعار عالية التقنية تراقب تلقائيًا إنتاج الغاز الحيوي وعملية الهضم.

“بالنسبة لطلابنا وأعضاء فريقنا، كانت تجربة رائعة أن نرى كيف يمكن للأفراد الذين يتابعون مجالات دراسية مختلفة – من الهندسة إلى الإلكترونيات وعلوم الكمبيوتر – العمل والتعلم معًا في مشروع سيكون له تأثير إيجابي مباشر على المجتمع . وتقول: “إنها تمكننا جميعًا من تطبيق مهاراتنا الصفية على الواقع”. “لقد كان التمويل الذي تلقيناه من EPICS في IEEE حاسماً في تصميم النظام وإثباته وتثبيته.”

ويهدف المشروع أيضًا إلى دعم تطوير الاقتصاد الدائري، الذي يعيد استخدام المواد لتعزيز استدامة المجتمع والاكتفاء الذاتي.

حماية بساتين الزيتون في تركيا

تعد تركيا واحدة من الدول الرائدة في إنتاج الزيتون في العالم، لكن الصناعة واجهت تحديات في السنوات الأخيرة بسبب الفيضانات غير المسبوقة وحالات الجفاف وغيرها من قوى الطبيعة المدمرة الناتجة عن تغير المناخ. ولمساعدة المزارعين في الجزء الغربي من البلاد على مراقبة صحة أشجار الزيتون الخاصة بهم، قام فريق من الطلاب من جامعة إسطنبول التقنية بتطوير نظام إنذار مبكر لتحديد المخالفات بما في ذلك النمو غير الطبيعي.

يقول طيفون أكغول، رئيس مشروع مبادرة الرصد الذكي لأشجار الفاكهة في غرب تركيا: “لم يتم إنتاج الزيتون تقريبًا في العام الماضي باستخدام الطرق التقليدية، بسبب الظروف المناخية وأنماط الطقس غير العادية”.

يقول أكجول، عضو بارز في معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) وأستاذ في قسم هندسة الإلكترونيات والاتصالات بالجامعة: “سيقدم نظامنا للمزارعين تعليقات من كل شجرة حتى يمكن اتخاذ الإجراءات مسبقًا لتحسين الإنتاجية”.

تقول منسقة المشروع ميليك جيرجين، الحاصلة على درجة الدكتوراه: “نحن نعمل على تطوير تقنيات التعلم العميق لاكتشاف التغيرات في أشجار الزيتون وثمارها حتى يتمكن المزارعون وملاك الأراضي من اتخاذ جميع التدابير اللازمة لتجنب انخفاض المحصول أو تلفه”. طالب في الجامعة وعضو في IEEE طالب دراسات عليا.

وباستخدام طائرات بدون طيار مزودة بكاميرات بصرية وحرارية بزاوية 360 درجة، يقوم الفريق بجمع بيانات التصوير البصري والحراري والفائق الطيفي من خلال الطرق الجوية. يتم إدخال المعلومات في نظام قاعدة بيانات مفتوح المصدر قائم على السحابة.

يقود أكغول المشروع ويعلم الفريق مهارات بما في ذلك معالجة الإشارات والصور وجمع البيانات. ويقول إن التواصل المنتظم مع أصحاب المصلحة في المجتمع كان حاسماً لنجاح المشروع.

ويقول: “هناك العديد من المزارعين في القرية الذين ساعدونا في توجيه أنشطة الطائرات بدون طيار إلى المواقع الصحيحة”. “لقد كانت مشاركتهم في المشروع مفيدة في مساعدتنا على تحسين عمليتنا لتحقيق قدر أكبر من الفعالية.

“بالنسبة للطلاب، يكون التدريس في الفصل الدراسي واضحًا ومباشرًا، ثم يخضعون للامتحان في النهاية. ولكن من خلال مشروع EPICS الخاص بنا، يتفاعل الطلاب باستمرار مع المزارعين بطريقة عملية وعملية ويمكنهم رؤية نتائج جهودهم في الوقت الفعلي.

وبالنظر إلى المستقبل، فإن الفريق متحمس لتوسيع المشروع ليشمل فواكه أخرى إلى جانب الزيتون. ويعتزم الفريق أيضًا التقدم بطلب للحصول على منحة سفر من IEEE على أمل تقديم أعماله في مؤتمر.

يقول جيرجين: “نحن ممتنون جدًا لـ EPICS في IEEE على هذه الفرصة”. “لم يكن من الممكن تنفيذ مشروعنا وبعض التكنولوجيا التي نحتاجها لولا التمويل الذي تلقيناه.”

شراكة هادفة

قامت جمعية معايير IEEE برعاية كلا المشروعين البيئيين الاستباقيين.

يقول منير محمد، المدير الأول لتطوير المنتجات والمشاركة في السوق في IEEE SA: “تلعب المشاريع التقنية دورًا حاسمًا في تطوير الابتكار وضمان قابلية التشغيل البيني عبر مختلف الصناعات”. “لا تتوافق هذه المشاريع مع معاييرنا التقنية فحسب، بل تعمل أيضًا على دفع التقدم التكنولوجي وتعزيز التعاون العالمي وتحسين نوعية الحياة للمجتمعات في جميع أنحاء العالم في نهاية المطاف.”

لمزيد من المعلومات حول البرنامج أو للمشاركة في مشاريع تعلم الخدمة، قم بزيارة EPICS في IEEE.