التصنيف: تقنية

يقضي معظم الأشخاص العاديين وسطيًا ما يقارب 4 ساعات يوميًا في تصفح الإنترنت عبر الهاتف النقال كما أنهم يقضون حوالي 5 ساعات مستخدمين الإنترنت في العمل.

فقد أصبح الإنترنت محور حياتنا، لكن معظم الناس في الحقيقة لا يعرفون ما هو الإنترنت أو كيف يعمل لذلك نقدم لك عزيزي المشاهد بحث عن الإنترنت وكيفية عمله ونبذة عن تاريخ تطور الإنترنت.

بدايات ظهور الإنترنت وتاريخ نشأته

يكمن إرجاع وجود الإنترنت إلى القمر السوفيتي سبوتنيك Sputnik في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في الخمسينيات من القرن الماضي، حيث أطلق الاتحاد السوفياتي مركبته الفضائية سبوتنيك والتي كانت بذرة تشكل الإنترنت الذي نستخدمه اليوم.

أدى ذلك إلى رغبة الولايات المتحدة الأمريكية بإنشاء وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة Advanced Research Projects Agency في عام 1958 للقيام بإجراء بحث عن الإنترنت والتكنولوجيا المتعلقة فيه، وأنشأت هذه المجموعة مكتب تكنولوجيا معالجة المعلومات Information Processing Technology Office الذي أنشأ بعد ذلك جميع التطبيقات والأفكار الأساسية والإرشادات التي أدت في النهاية إلى تشكيل الإنترنت.

حيث جاء أول نموذج أولي عملي للإنترنت في أواخر الستينيات من القرن الماضي مع إنشاء شبكة ARPANET أو شبكة وكالة مشاريع للأبحاث المتقدمة ” Advanced Research Projects Agency Network” وقد تم تمويل ARPANET في الأصل من قبل وزارة الدفاع الأمريكية، واستخدمت تقنية تبديل الحزم للسماح لأكثر من حاسوب بالاتصال على شبكة واحدة.

وقد بقي الإنترنت بدائيًا حتى أنشأ Tim Berners-Lee شبكة الويب العالمية في عام 1989 حيث ظهر الإنترنت لأول مرة.

فقد اقترح Tim Berners-Lee الشبكة العنكبوتية العالمية World Wide Web لأول مرة في مارس 1989، وفي رأس سنة عام 1990 أنشأ Tim Berners-Lee أول اتصال ناجح بين عميل HTTP client ومخدم server. ومن هناك قام بتصميم وبناء أول متصفح ويب وتم نشر أول صفحة ويب في 6 أغسطس عام 1991.

الفرق بين شبكة الويب العالمية WWW والإنترنت Internet

بينما يرجع الفضل إلى Tim Berners-Lee في اختراع شبكة الويب العالمية إلا أنه لم يخترع الإنترنت، فكل من شبكة الويب العالمية World Wide Web والإنترنت Internet شيئان مختلفان.

فالإنترنت Internet هو عبارة عن شبكة من شبكات الكمبيوتر الممتدة عبر الكرة الأرضية، فهو الأجهزة والبرامج التي توفر الاتصالات بين أجهزة كمبيوتر متعددة.

أما شبكة الويب العالمية World Wide Web هي مجرد خدمة للإنترنت، إنها مجموعة من المستندات والموارد المترابطة ومواقعها المحددة (عبر الارتباطات التشعبية وعناوين URL) عبر الإنترنت.

ما هي البنية التحتية للإنترنت؟

إن الإنترنت في أبسط أشكاله عبارة عن مجموعة من أجهزة الكمبيوتر المنتشرة في جميع أنحاء العالم والمتصلة ببعضها البعض وتقوم بتبادل المعلومات فيما بينها.

حيث تتواصل أجهزة الكمبيوتر عبر أسلاك الهاتف وعن طريق الأقمار الصناعية وجميعها متصلة بواسطة بروتوكول مشترك يسمى (Internet Protocol Suite (TCP / IP.

ففي الأساس هو مجرد شبكة كبيرة من الشبكات، أو بعبارة أخرى إنه “اتفاقية عملاقة بين الشركات للتواصل بحرية”

ومن هنا جاءت التسمية في كلمة “إنترنت” أي الشبكات المترابطة أو الشبكات البينية.

كيف يعمل الإنترنت ومم يتكون؟

 من اللحظة التي تقوم فيها بالاتصال بالإنترنت عبر جهازك المحمول أو حاسوبك الشخصي، يصبح جهازك واحدًا من بين ملايين الأجهزة المتصلة والمساهمة في تشكيل الإنترنت.

فعلى سبيل المثال يمكن توصيل حاسوب عملك بشبكة محلية (LAN) أو مودم يتصل بمزود خدمة الإنترنت (ISP)، وعند الاتصال بموفر خدمة الإنترنت يصبح جهازك جزءًا من شبكة مزود خدمة الإنترنت ISP، وهذه الشبكة متصلة بالفعل بشبكة أخرى أكبر وهذه الشبكة متصلة بشبكة أخرى وهكذا حتى يتم تشكيل الشبكة التي تربط العالم.

يتكون الإنترنت من الخوادم والعملاء، فالخوادم عبارة عن آلات تقدم خدمات للآلات الأخرى وهي المكان الذي يتم فيه تخزين مواقع الويب وهي تعمل مثل محرك الأقراص HDD في حاسوبك الشخصي، يستخدم العملاء هذه الخدمات، لذلك عندما تقوم بالاتصال بالإنترنت في العمل يصبح حاسوبك عميلاً يقوم بالوصول إلى خادم ما.

ولتصفح الويب يجب عليك استخدام برنامج يدعى بمتصفح الويب مثل Firefox أو Chrome، حيث يقوم مستعرض الويب بأمرين

1. يقوم بوصلك إلى خادم ويب ويتم طلب عنوان صفحة الإنترنت التي ترغب بالوصول إليها
2. يقوم بتفسير صفحة الويب التي طلبت الوصول لها وذلك بتفسير لغة HTML التي كتبت فيها الصفحة وعرض معلومات الصفحة بطريقة يمكن قراءتها بسهولة

حيث تجد الخوادم المعلومات المطلوبة عبر عناوين URL وعناوين IP.

كيف يتم إرسال واستقبال الطلبات في الإنترنت؟

لنفترض الآن أنك تريد إرسال رسالة فورية أو رسالة بريد إلكتروني لصديق ما أثناء اتصالك بالإنترنت، إليك كيف يتم نقل ومعالجة واستقبال هذه الرسالة “لن نتدخل عزيزي القارئ بالأمور التقنية وسنكتفي بمثال بسيط”.

بشكل أساسي فإن متصفح الويب الذي قمنا بوصفه في الفقرات السابقة هو المسؤول عن كيفية إرسال واستلام جميع الطلبات بما في ذلك رسائل البريد الإلكتروني والرسائل الفورية عبر الإنترنت.

حيث يتم تبادل البيانات بين العملاء والخوادم بسرعة كبيرة جدًا بحيث يمكن إرسال الرسالة ونقلها إلى شبكة أخرى واستلامها وقراءتها من قبل مستخدم آخر في النصف الثاني من العالم في أقل من ثانية واحدة.

فرسائل البريد الإلكتروني والرسائل الفورية هي مجرد رسائل نصية يتم إرسالها ذهابًا وإيابًا عبر الشبكات، لذلك عندما تكتب بريدًا إلكترونيًا وتضغط على “إرسال” يتصل عميل (مثل Gmail) بخادم ويمرر الرسالة إلى المستلم.

بعد ذلك يقوم الخادم بتنسيق المعلومات في الرسالة المرسلة بشكل قابل للقراءة عبر لغة HTML للمستلم (اللغة التي يتم استخدامها في توصيف صفحات الويب).

ما هي عناوين URL وعناوين IP والـ HTTP؟

حيث إن عناوين (IP) أو Internet Protocol Addresses هي عبارة عن مجموعة من الأرقام الفريدة والخاصة بكل جهاز يملك الوصول إلى الإنترنت، تم تنسيقها بطريقة تمكن لجميع أجهزة الكمبيوتر فهمها وتسهيل التواصل بينها، حيث تستخدمها أجهزة الكمبيوتر للتواصل مع بعضها البعض والعثور على المعلومات والصفحات المطلوبة على الشبكات والأجهزة.

أما عناوين URL أو Uniform Resource Locators هي عناوين عالمية تقوم بالبحث عن مستندات وموارد محددة على شبكة الويب العالمية.

أما بروتوكول HTTP فهو اختصار لـ بروتوكول نقل النص الفائق أو بروتوكول نقل النص التشعبي HyperText Transfer Protocol وهو بروتوكول يستخدم لنقل الموارد من مستندات وصور وغيرها في الإنترنت، وهو الطريقة الرئيسة والأكثر انتشاراً لنقل البيانات في الشبكة العنكبوتية العالمية WWW، والهدف الأساسي من بنائه كان إيجاد طريقة لنشر واستقبال صفحات HTML، حيث يتميز هذا النظام بمعياريته السهلة التي تجعل من استضافة أي موقع أمرا سهلا وبسيطاً.

أكثر المعلومات إثارة عن الإنترنت

1. في الوقت الحالي هنالك ما يقارب 3.6 مليار شخص يستخدمون الإنترنت حاليًا، أي أكثر من نصف سكان العالم متصلين بشبكة الإنترنت الآن.
2. بما أن الهواتف النقالة وعبر شبكاتها اللاسلكية تقون بنقل ما يقارب 71% من البيانات عبر الإنترنت فإن Wi-Fi أكبر جهاز إرسال للاتصالات في جميع أنحاء العالم.
3. يبلغ متوسط ​​سرعة الإنترنت العالمي 5.6Mb في الثانية، ومع ذلك فإن كوريا تمتلك أسرع إنترنت في العالم وذلك بمتوسط ​​سرعة 26.7Mb في الثانية!
4. في عام 2016 كان هناك ما يقرب 7 مليارات شخص يعيشون على كوكب الأرض ومع ذلك يوجد أكثر من 23 مليار جهاز متصل بالإنترنت، أي بمعدل 3 أجهزة لكل شخص.
5. بحلول عام 2020 تشير التقديرات إلى أنه سيكون هناك أكثر من 50 مليار جهاز متصل بالإنترنت في جميع أنحاء العالم يستخدمها 7.8 مليار شخص أي أكثر من ضعف متوسط ​​الأجهزة لكل شخص!
6. تتضمن بعض أغرب الأجهزة التي تتصل بالإنترنت الآن عصي المشي والمظلات والقمصان وزجاجات المياه والبرادات والسيارات وأدوات المائدة.
7. يوجد حاليًا حوالي 150 مليون منزل ذكي في جميع أنحاء العالم، وبذلك لن يمر وقت طويل قبل أن تصبح المنازل الذكية المتصلة بالإنترنت خيارًا لا يستغنى عنه.
8. يقضي الشخص العادي الآن ما يقارب من 10 ساعات يوميًا على الإنترنت، أي أننا نقضي وقتًا على الإنترنت أطول من الوقت الذي ننام فيه!
9. يتم إجراء 5 مليارات عملية بحث على Google كل يوم! فما بالك عزيزي القارئ بمجمل عمليات البحث في الإنترنت؟
10. يُصنف موقع Google على أنه أكثر مواقع الويب شعبية في جميع أنحاء العالم، ويأتي موقع YouTube في المرتبة الثانية ويحتل Facebook المرتبة الثالثة.

التعلم الذاتي عبر الإنترنت أو التعلم الذاتي الإلكتروني أو المعروف أيضًا بالتعليم بالمراسلات أو الدراسة المنزلية، هو واحد من أشكال التعليم لكن دون وجود تفاعل بين الطلاب ومعلميهم وجها لوجه ويهدف إلى تعلم مهارة محددة أو مجموعة مهارات، وليس من الضروري أن يحصل المتعلم على شهادة، بل يمكن أن يكون التعلم الذاتي بهدف الحصول على خبرة للدخول في سوق العمل.

عادة ما يدرس الطلاب خلال التعلم الذاتي من منازلهم، وهذا عوضًا عن حضور الدروس مباشرة في المعاهد أو المدارس.

هناك بعض الميزات للتعلم الذاتي عبر الإنترنت، من أهم هذه الميزات:

• يحصل الطلاب على المواد الدراسية عن طريق البريد الإلكتروني أو الإنترنت أو البريد أو البريد السريع.
• يتم إجراء تقييم مستوى الطلاب من خلال المهام الكتابية والامتحانات وحافظات الأدلة.
• يحصل الطلاب في التعلم الذاتي عبر الإنترنت على دعم أكاديمي وهذا من خلال قنوات وطرق مختلفة، بما في ذلك برامج الهاتف والبريد الإلكتروني والمراسلة الفورية.

ما هي مزايا ومساوئ التعلم الذاتي عبر الإنترنت؟

إن الميزة الأساسية في التعلم الذاتي عبر الإنترنت تتمثل في أنه يوفر للطلاب بديلاً مرنًا للتعليم التقليدي القائم على الفصل الدراسي.

كما أن هناك بعض المزايا الأخرى مثل:

1. يمنح الطلاب وصولاً أكبر إلى التعليم ومجموعة واسعة من المهارات التي يمكن تعلمها. حيث يمكن للطلاب غير القادرين على حضور الفصول الدراسية لأسباب عديدة منها: الإعاقات أو المسؤوليات العائلية، يساعدهم التعليم الذاتي عن بعد في أن يكونوا قادرين على مواصلة دراستهم.
2. تعد أسعار التعليم عن بعد معقولة أكثر أو مجانية في بعض الحالات. وهذا لأنه يمكن للطلاب توفير المال من خلال عدم الاضطرار إلى السفر إلى الفصول الدراسية.
3. يمنح الطلاب فرصة في العمل والدراسة في نفس الوقت. وهذا بسبب أن طلاب التعلم الذاتي عبر الإنترنت أحرار في الدراسة وفقًا لجدولهم الزمني الخاص بهم، حيث يمكنهم بسهولة استيعابهم في دراستهم حول التزامات عملهم.
4. يسمح للطلاب بالدراسة بالسرعة التي تناسبهم. بحيث أن الطلاب لن يكونوا تحت الضغط لمواكبة بقية الفصل. كما يمكنهم أيضًا اختيار مقدار الوقت الذي تقضيه في كل قسم من مواد الدورة التدريبية.
5. يتيح للطلاب الاختيار من بين مجموعة متنوعة من الدورات التدريبية. أي لا يقتصر الطلاب على دراسة الدورات التي تقدمها المؤسسات الأكاديمية في مناطقهم الجغرافية.
6. يساعد الطلاب على تطوير مهارات قيمة. سيكون الطلاب قادرين على تحسين انضباطهم الذاتي وإحساسهم بالمسؤولية وإدارة الوقت ومهارات التفكير المستقل، وهذا من خلال الدراسة إلى حد كبير عن طريق التعلم الذاتي عبر الإنترنت.
7. يقدم للطلاب معوقات تشتيت أقل. على الرغم من أن الجانب الاجتماعي للتعلم التقليدي غالبًا ما يصرف الطلاب عن دراستهم، إلا أن التعلم الذاتي عبر الإنترنت يجعل من السهل على الطلاب مواصلة التركيز.

وعلى الرغم من هذه المزايا جميعها، إلا أنه هناك عدد من السلبيات لدراسة التعلم الذاتي عبر الإنترنت:

1. لا يوجد اتصال وجها لوجه مع المعلمين أو المحاضرين. ومع ذلك فإن العديد من مؤسسات التعلم الذاتي عبر الإنترنت توفر للطلاب الدعم الأكاديمي عبر الهاتف والبريد الإلكتروني والبريد والمراسلة الفورية.
2. غالبًا ما يكون هناك تفاعل ضئيل بين الطلاب. ومع ذلك قد يتمكن الطلاب من التفاعل عبر الإنترنت، أو قد يقرروا تشكيل مجموعات الدراسة الخاصة بهم.
3. يتطلب مستويات عالية من الانضباط الذاتي. في معظم الحالات، لن يكون هناك أي شخص يتحقق من الطلاب للتأكد من أنهم ينجزون عملهم في الوقت المحدد.
4. ليست جميع المؤسسات التي يدرس فيها الشخص معترف بها وذات مصداقية.

كيف يمكن لأي شخص معرفة ما إذا كان التعلم الذاتي عبر الإنترنت هو الخيار المناسب له؟

إن يعد التعلم الذاتي عبر الإنترنت هو خيار رائع لأشخاص الذين يرغبون في متابعة دراستهم أو زيادة خبراتهم العملية، ولكنهم غير قادرين على حضور الفصول الدراسية بانتظام لضيق الوقت أو أنهم يرغبون في تعلم مهارة غير متاحة للتعلم في منطقتهم. وبالرغم من هذا فإن التعلم الذاتي عبر الإنترنت ليس الخيار الصحيح للجميع فهو الأنسب للأشخاص الذين ينضبطون ذاتيًا ولديهم دوافع ذاتية.

التعلم الذاتي عبر الإنترنت قد يكون الخيار المناسب إذا:

• كان لدى الشخص إعاقة تجعل من الصعب عليه حضور الفصول الدراسية.
• لدى الشخص مسؤوليات عائلية تمنعه من حضور الدورات التدريبية العملية.
• أن الشخص يعيش بعيدًا عن أماكن التدريب والتعلم، أو لديه مشاكل في الانتقال إلى هناك.
• أن يكون الشخص منضبط ذاتيًا ولديه دوافع ذاتية.
• أن يمتلك مهارات إدارة الوقت الجيدة.
• أن يرغب في العمل بشكل مستقل، ولا يحتاج إلى شخص ما لمتابعة تقدمه طوال الوقت.آخرين.
• يريد أن يكون قادرًا على العمل في أثناء الدراسة.

دورات ومساقات التعلم الذاتي عبر الإنترنت

يعتمد نهج مواقع التعلم عن بُعد على مبدأ تسهيل التعلم، ونتيجة ذلك يمكن لطلاب التعلم الذاتي عبر الإنترنت في هذه المواقع توقع أعلى مستويات الخدمة والدعم من المستشارين والطلاب والمعلمين.

تتضمن بعض المزايا الأخرى التي سوف يختبرها الطلاب عن بعد عندما يختارون الدراسة الإلكترونية ما يلي:

• المواد التعليمية التي يتم تضمينها في رسوم الدورة.
• الوصول إلى الدعم الأكاديمي الفردي من المعلمين عبر البريد الإلكتروني.
• ملاحظات بناءة على المهام خلال مدة التعلم.
• بعض المواقع توفر خيار دفع رسوم الدورة على أقساط شهرية مناسبة دون أن يتحمل الطالب أي فائدة.

مصادر التعلم الذاتي عبر الإنترنت

بما أن طلاب التعلم الذاتي عبر الإنترنت، لا يحضرون دروسًا في معاهد أو مدارس بشكلٍ مباشر. العديد من مؤسسات التعلم الذاتي عبر الإنترنت تعوض عن ذلك من خلال تزويدهم بإمكانية الوصول إلى مجموعة كبيرة ومتنوعة من الموارد مثل:

• الدعم الأكاديمي الفردي من مدرس أو مدرب.
• المواد الدراسية المصممة خصيصا للطلاب التعلم الذاتي عبر الإنترنت.
• بوابات الطلاب عبر الإنترنت.
• قواعد البيانات على الإنترنت والمكتبات الافتراضية.
• منتديات الطلاب والاستفسارات والمساعدة.

يمكن لهذه الموارد أن تقطع شوطا طويلا نحو تحسين دورة التعلم الذاتي عبر الإنترنت إذا كان الطالب يستخدمها بشكل فعال. وهذا يتساعد الطلاب على معرفة كيفية تحقيق أقصى استفادة من تجربة التعلم الذاتي عبر الإنترنت، وهذا من خلال توضيح كيفية استخدام الموارد بشكلٍ أكثر فعالية.

أنواع التعلم الذاتي عبر الإنترنت

في الماضي، تم التعلم الذاتي من خلال المراسلات. حيث يتلقى الطلاب موادهم الدراسية عبر البريد، وعليهم العمل على هذه المواد بالسرعة التي تناسبهم. ومع هذا، أدت التطورات الأخيرة في التكنولوجيا إلى زيادة في مجموعة متنوعة من مصادر التعلم المتوفرة. وهذا بدوره جعل من الممكن ظهور أنواع مختلفة من التعلم الذاتي. فعلى سبيل المثال: من الممكن أن يحضر الطلاب دروسًا بشكل كامل عن طريق الإنترنت.

مقارنة بين التعلم الذاتي عبر الإنترنت المتزامن والتعلم الذاتي عبر الإنترنت غير المتزامن

التعلم المتزامن

التعلم المتزامن هو المكان الذي يشارك فيه الطلاب في أنشطة التعلم (مثل الندوات عبر الإنترنت والصفوف الافتراضية) في وقت واحد مع المعلمين وزملائهم الطلاب.

المزايا

• يمكن للطلاب التفاعل مع المعلمين وزملائهم الطلاب في الوقت الفعلي.
• يمكن الحصول على ملاحظات فورية من المدربين المختصين.
• قد يكون أكثر حماسًا لطرح الأسئلة والمشاركة في المناقشات.

السلبيات

• سيكون للطلاب مرونة أقل، حيث يجب على الطلاب أن يكونوا متاحين لحضور الجلسات في الأوقات المحددة.
• سوف يحتاج الطلاب إلى الوصول إلى التكنولوجيا ذات الصلة (والتي قد تكون باهظة الثمن).
• حيث يجب أن يكونوا مرتاحين باستخدام التكنولوجيا ذات الصلة.

التعلم غير المتزامن

لا يتطلب من الطلاب في التعلم غير المتزامن المشاركة في أنشطة التعلم في نفس الوقت مثل زملائهم الطلاب. وبدلاً من هذا يتم منحهم الفرصة لدراسة مواد الدورة التدريبية بالسرعة التي تناسبهم ووفقًا للجدول الزمني الخاص بهم.

المزايا

• يمتلك الطلاب مطلق الحرية في تحديد الجدول الدراسي الخاص بهم، مما يعني أنه سيكون لديهم المزيد من المرونة.
• يمكنهم العمل من خلال مادة الدورة التدريبية بالسرعة التي تناسبهم. وهذا يعني أنه يمكنهم قضاء المزيد من الوقت على الأقسام التي يعانون منها، كما يمكنهم العمل بسرعة أكبر من خلال الأقسام التي يشعرون بالراحة معها.

السلبيات

• سوف يحتاج الطلاب إلى المزيد من الانضباط الذاتي للدراسة بأنفسهم والالتزام بجدول دراستهم.
• قد يكون لديهم فرص أقل للتفاعل مع الآخرين.
• قد يضطرون إلى الانتظار لفترة أطول للحصول على تعليقات من المعلمين.

في ظل هذه الظروف المحيطة بنا الآن التي نمرُ بها يلجأ العالم إلى استخدام وسائل بديلة للتعليم التقليدي، كاِستخدام وسيلة التعلم عن بعد.

إن التعلم عن بعد هو أحد الطرق الحديثة التي تعتمد على وجود المتعلم في مكان يختلف عن مصدر التعليم، ومصدر التعليم هو: الكتاب أو المعلم وبفصل الطالب أيضًا عن مجموعة الدارسين ونقل البيئة التعليمية سواء كانت هذه البيئة مدرسة، أو جامعة، أو معهد، إلى بيئة منفصلة جغرافيًا، والهدف من التعليم عن بعد هو إعطاء الفرصة في التعليم للطلاب الذين لا يستطيعون الحصول عليه، وتوفير الفرص في التعليم لمن لا تسمح لهم ظروفهم المجتمعية أو الحياتيّة أو المادية بالانتظام في التعليم.

متى بدأت فكرة التعلم عن بعد؟

بدأت فكرة التعلم عن بعد في أواخر السبعينات من قِبل جامعات أوروبية، كانت ترسل مواد التعليم المختلفة للطالب عن طريق البريد، مواد التعليم تشمل الكتب المدرسية، شرائط كاسيت، وشرائط فيديو، وكان الطلاب يتعاملون مع الفروض والواجبات المدرسية أو الجامعية بنفس هذه الطريقة، فيقومون بحلها ثم يرسلونها عن طريق البريد أيضًا، ولكن كانت الجامعات تشترط عليهم أن يأتوا إلى الاختبار النهائي لكي تستطيع الجامعة أن تحسب العلامات.

في أواخر الثمانينات تطور هذا الأمر وأصبح التواصل عن طريق قنوات التلفاز والمحطات الإذاعية، ثم في التسعينات تطور هذا الأمر أكثر عندما ظهر الإنترنت وأصبح التعليم عن بعد عن طريق البريد الإلكتروني، ثم في بداية هذا القرن أصبح التواصل عن طريق المواقع الإلكترونية المتخصصة في هذا العمل، حيث سهلت التواصل ووفرت برامج مخصصة لإنشاء حلقات نقاشية بين المعلم والمتعلمين، و المدرب والمتدربين، أو دكتور الجامعة وطلابه، والتعليم عن بعد أصبح بأكثر من طريقة، بطريقة مباشرة وهي عن طريق البرامج المتخصصة في صناعة الغرف التعليمية والتواصل المباشر مثل برنامج zoom أو حزمة برامج G suite للمعلم، أو بطريقة غير مباشرة وهي عن طريق الفيديوهات التي يصنعها المعلم ليشاهدها المتعلم، أو التسجيلات الصوتية التي يسجلها المعلم ويستمع إليها المتعلم .

ما هي خصائص التعلم عن بعد؟

أولًا: ليكون هذا التعليم تعليمًا عن بعد لا بد من الفصل بشكل كامل بين الطالب وبين بيئة التعليم، بين الطالب وبين المدرسة، بين الطالب وبين زملائه في التعليم، حتى يكون هذا التعليم تعليم عن بعد.

ثانيًا: وجود وسيلة للتواصل تكنولوجيا متطورة يتم من خلالها الشرح من قِبل المعلم وتبادل المهام والواجبات الدراسية بين المعلم والطالب.

ثالثًا: الاعتماد بشكل كبير على الطالب، فهنا لا يكون الطالب مجرد متلقي للمعلومة، وإنما يعتمد على نفسه في المتابعة مع المعلم وحل الواجبات ثم إرسالها إلى المعلم مرة أخرى لكي يقيمها.

الهدف من التعلم عن بعد

للتعلم عن بعد أهداف كثيرة ومن أهمها، رفع المستوى الثقافي والعلمي والفكري في المجتمع من خلال تبادل التعليم بين المعلم والمتعلم، أو المُحاضر، أو المدرب والمتدربين، وهكذا.

التغلب على الظروف مثل نقص الإمكانيات المادية مثلًا أو زيادة عدد المتعلمين أو ظروف مجتمعية مثل التي نمر بها الآن.

توفير مصادر تعليمية متعددة تناسب الفروق الفردية للمتعلمين مثل الفيديوهات الهادفة التي يصنعها المعلم ويشاهدها المتعلمين أو برامج صناعة الألعاب التعليمية مثل برنامج (ميكة) وهو عبارة عن برنامج تصنع عليه الأسئلة بطريقة لعبة ثم بعد ذلك ترسلها للمتعلم ويجيب المتعلم عن الأسئلة وكأنه يلعب لعبة.

توفير فرص لمن لا تسمح لهم الظروف المجتمعية، أو المادية أو الحياتية بالانتظام في التعليم التقليدي.

عناصر التعلم عن بعد

يحتاج التعليم عن بعد إلى توفير عدة عناص:

أولا: معلم على قدر المسؤولية لتجهيز المادة وصناعة الفيديوهات والمتابعة مع المتعلمين وتلقي الواجبات منهم وتقييم درجاتهم كما يجب.

ثانيًا: طالب على استعداد للتعليم وتنمية مهاراته ومتابعة الواجبات مع المعلم وقد يكون التعليم بطريقة مباشرة أو بطريقة غير مباشرة.

مميزات التعلم عن بعد

توفير الوقت: يساعد على تقسيم اليوم حسب مواعيدك والأشياء التي تريد إنجازها.

المرونة: إمكانية التعليم بالتزامن مع العمل.

عدم الحاجة للانتقال: السبيل الأمثل للتعلم في المنزل، إمكانية التسجيل في كورس أو دورة تعليمية في أي جامعة في العالم من أي مكان.

تطوير مهارات الطلاب: تحسين المهارات، الفكرية المستقلة لدى الطلاب.

توفير المال: من خلال عدم اضطرار الطلاب للسفر من أجل تحصيل العلم.

مشاكل التعلم عن بعد

من سلبيات التعليم عن بعد:

1. الحاجة إلى القدر الكبير من الانضباط الذاتي.
2. صعوبة استخدامه لبعض التخصصات التطبيقية.
3. عدم وجود تفاعل ما بين الطلاب.
4. ضعف تعامل المتعلم مع المعلم.
5. إمكانية حدوث حالات من غش الطلاب خلال أداء الاختبارات الإلكترونية.
6. حاجة المعلمين إلى التدريب على التقنيات المستخدمة في التعليم عن بعد.
7. عدم اعتراف بالتعليم عن بعد من قِبل وزارات التعليم العالي في بعض الدول العربية خصوصًا.
8. قصور هذا النظام في الوقت الحالي على تقديم المواد الإنسانية والاجتماعية وعدم قدرته على تقديم مواد تطبيقية.

التعلم عن بعد بطريقة اللعب

تكون على شكل مسابقات وألعاب تعليمية، مع تفاعل الكثيرين لاستخدام وسائل حديثة للتعليم عن بعد وحرص المعلمين على تقديم أفضل ما لديهم لجذب الطلاب وزيادة تفاعل الطلبة والطالبات من خلال التعليم عن بعد.

من بعض المسابقات والألعاب والاستراتيجيات يمكن استخدامها عن بعد مع طلابك وهي:

• أرسل سؤال لصديقك
• ما الشيء المخفي في الصورة؟
• الكلمات المفقودة.
• القلم السحري.
• صح أم خطأ.
• أوجد السؤال المناسب؟
• ترتيب الجملة أو الجمل.
• أي صورة هي الصحيحة؟
• النصف الآخر.
• من أنا؟

أرسل سؤال لصديقك

وهو أن يطلب المعلم من أحد طلابه أن يرسل سؤال عن الدرس لزميله ويتم الرد من خلال الطالب الذي اختاره الطالب الأول أو تقييم الزملاء له وعند الانتهاء يمكن إعادة المسابقة مرة أخرى مع طلاب أخرون.

ما الشيء المخفي في الصورة

يقوم المعلم بوضع صورة كلمة جديدة من درسه، وإخفاء صورة الكلمة الجديدة فقط من الصورة، ويسأل طلابه إذا كان بإمكانهم تسمية هذه الصورة المخفية.

الكلمات المفقودة

لعبة مثيرة للطلاب، بحيث يضع المعلم نص قصير من الكتاب أو فقرة قصيرة عن الدرس وحذف بعض الكلمات من هذا النص، ويطلب من الطلاب قراءة الفقرة وإضافة الكلمات المفقودة في مكانها الصحيح.

القلم السحري

طريقة المسابقة هي أن يضع المعلم فقرة قصيرة أو بعض الجمل ويطلب من طلابه استخدام قلمهم السحري لتغيّر معاني الكلمات (كالمُفردات، الأشخاص وغيرها)

ويمكن استخدام هذه اللعبة لكثير من المواد كاللغة العربية واللغة الإنجليزية والعلوم الاجتماعية.

صح أم خطأ

وهو أن يضع المعلم إجابة لسؤال معين عن درس اليوم، ويطلب من الطلاب أن يجيبون (بنعم أو لا) مع تفسير الإجابة ويمكن تعزيز إجابات الطلاب ومناقشتها.

أوجد السؤال المناسب

يكتب المعلم إجابة قصيرة عن الدرس أو الوحدة ويسأل الطلاب هل بإمكانهم أن يعطونه السؤال الصحيح لهذه الإجابة.

ترتيب الجملة أو الجمل

يقوم المعلم بوضع جملة غير مرتبة ترتيب صحيح ويطلب من الطلاب أن يقومون بترتيبها أو يضع بعض الجمل الغير مرتبة ويطلب منهم، ترتيب القصة ترتيب صحيح ثم يقوم بوضع الإجابة لاحقًا

أي صورة هي الصحيحة

يقوم المعلم بوضع مجموعة من الصور الخاصة بدرسه، ويقوم بكتابة نص قصير يعبر عن واحدة من هذه الصور ثم يسأل طلابه أي صورة هي الصحيحة، ويطلب منهم قراءة النص لمعرفة الصورة الصحيحة.

النصف الآخر

يقوم المعلم بوضع بعض التعريفات، الأشكال أو المسائل لدرسه، ويسأل طلابه أن يقوموا بإيجاد النصف الآخر لهذا التعريف، الشكل، أو الأسئلة.

من أنا

يمكن استخدام هذه اللعبة لبعض المواد التعليمية أو بعض الدروس لإضافة القليل من المرح عن طريق التعلم عن بعد، يقوم المعلم بوضع وصف معين عن شخصية أو شيء قاموا الطلبة بدراسته ويسألهم من أنا.

اتصل لِتصل: خطوات المسابقة، تعتبر هذه اللعبة مسلية للطلاب، يقوم المعلم بربط عنوان الدرس أو المفهوم لكل من الطلاب بمجموعة من الأرقام، ويكتب هذه الأرقام على شكل التليفون ويطلب منهم أن يكتشفوا ما هي الكلمة الموجودة لديهم.

التطبيقات للتعلم عن بعد

 تطبيق Nearpod وهو عبارة عن أداة تعاون وتواصل بين المدرسين والطلبة في الوقت الحقيقي، باستخدام الأجهزة النقالة، كالأيباد والأيبُود والآيفون، ويسمح هذا التطبيق للمدرسين بإنشاء، عروض تفاعلية، تقديم المحتوى للطلبة، تنظيم المسابقات، استطلاعات الرأي، امتحانات مدرسية، تتبع إنجازات الطلاب.

مميزات تطبيق Nearpod

• إمكانية تحميل الدروس.
• تتبع عدد الطلاب المتابعين للدروس.
• توفير محتوى تفاعلي.
• إدارة الفصل الدراسي من خلال لوحة تحكم Nearpod.
• تلقي ردود الطلبة.
• عرض تقرير مفصل عن الجلسة، استجابات الطلاب وأنشطتهم.

التعلم عن بعد هو نظام مفيد للجميع، وسيكون الطريق الأسرع لردم الفجوة التعليمية هو التعليم الإلكتروني، ضمن مبادرة التعلم عن بُعد التعلم بأي مكان وتحت أي ظروف أصبح بإمكاننا أن نتلقى التعليم لحياة أفضل.

الطاقة الكهرومائية هي الكهرباء المنتجة من مولدات مدفوعة بالتوربينات والتي تحول الطاقة الكامنة للمياه المتساقطة أو المياه سريعة التدفق إلى طاقة ميكانيكية. في أوائل القرن الحادي والعشرين، كانت الطاقة الكهرومائية الشكل الأكثر استخدامًا للطاقة المتجددة؛ وفي عام 2019، استحوذت على أكثر من 18% من إجمالي سعة توليد الطاقة في العالم.

كيف يتم توليد الطاقة الكهرومائية؟

إن توليد الطاقة الكهرومائية يتم من خلال جمع الماء أو تخزينه على ارتفاع أعلى ويؤدي نزول هذه المياه من خلال الأنابيب أو الأنفاق الكبيرة (حواجز القلم) إلى ارتفاع منخفض؛ يعرف الفرق في هذين الارتفاعين بالرأس. في نهاية مرورها إلى أسفل الأنابيب، تتسبب المياه المتساقطة في دوران التوربينات. وتعمل التوربينات بدورها على تشغيل المولدات، التي تحول الطاقة الميكانيكية للتوربينات إلى كهرباء. ثم يتم استخدام المحولات لتحويل الجهد المتناوب المناسب للمولدات إلى جهد أعلى مناسب لإرساله لمسافات طويلة. يسمى الهيكل الذي يضم التوربينات والمولدات، والذي تتغذى فيه الأنابيب أو المواقد بالقوة.

أين تقع محطات الطاقة الكهرومائية؟

تقع محطات الطاقة الكهرومائية في العادة في السدود التي تحاصر الأنهار، وبالتالي رفع مستوى المياه خلف السد وخلق رأس مرتفع قدر الإمكان. تتناسب الطاقة الكامنة التي يمكن استخلاصها من حجم الماء بشكل مباشر مع رأس العمل، بحيث يتطلب التثبيت عالي الرأس حجمًا أصغر من الماء من التثبيت منخفض الرأس لإنتاج كمية متساوية من الطاقة. في بعض السدود يتم بناء محطة توليد الطاقة على جانب واحد من السد، ويتم استخدام جزء من السد كمنطقة لتصريف المياه الزائدة في أوقات الفيضانات. حيث يتدفق النهر في ممر ضيق شديد الانحدار، حيث يمكن أن يكون مقر القوة داخل السد نفسه.

في معظم المجتمعات، يختلف الطلب على الطاقة الكهربائية اختلافًا كبيرًا في أوقات مختلفة من اليوم. حتى في الحمل على المولدات، يتم إنشاء محطات كهرومائية لتخزين الضخ في بعض الأحيان. وخلال فترات الذروة، يتم توفير بعض الطاقة الإضافية المتاحة للمولد الذي يعمل عمل المحرك، مما يدفع التوربين إلى ضخ المياه في خزان مرتفع. ثم خلال فترات ذروة الطلب، يُسمح للماء بالتدفق مرة أخرى عبر التوربين لتوليد الطاقة الكهربائية. تتسم أنظمة التخزين المضخمة بالكفاءة وتوفر وسيلة اقتصادية لتلبية الأحمال القصوى.

في بعض المناطق الساحلية، مثل مصب نهر رانس في بريتاني فرنسا، تم إنشاء محطات الطاقة الكهرومائية للاستفادة من صعود وهبوط المد والجزر. عندما يأتي المد، يتم حجز المياه في خزان واحد أو أكثر. وعند انخفاض المد يتم إطلاق المياه في هذه الخزانات لتشغيل التوربينات الهيدروليكية ومولداتها الكهربائية المقترنة.

تعتبر المياه المتساقطة واحدة من المصادر الرئيسية الثلاثة للطاقة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية، أما المصدران الآخران هما: الوقود الأحفوري والوقود النووي. تتمتع الطاقة الكهرومائية بمزايا معينة مقارنة بهذه المصادر الأخرى

ما هي المزايا التي تتمتع بها الطاقة الكهرومائية بالنسبة لبقية مصادر توليد الطاقة الكهربائية؟

إن الطاقة الكهرومائية قابلة للتجديد بشكل مستمر والسبب في هذا الطبيعة المتكررة للدورة الهيدرولوجية والتي لا تنتج تلوثًا جويًا ولا حراريًا حتى.

الطاقة الكهرومائية هي مصدر طاقة مفضل في المناطق ذات الأمطار الغزيرة والمناطق الجبلية أو الجبلية التي تكون قريبة بشكل معقول من مراكز التحميل الرئيسية. قد تكون بعض المواقع المائية الكبيرة البعيدة عن مراكز التحميل جذابة بما يكفي لتبرير خطوط النقل عالية الجهد الطويلة. وقد تعتبر المواقع المائية المحلية الصغيرة اقتصادية أيضًا، خاصة إذا كانت تجمع بين تخزين المياه أثناء الأحمال الخفيفة وإنتاج الكهرباء أثناء القمم.

ما هي الآثار البيئية السلبية التي تسببها الطاقة الكهرومائية؟

هناك العديد من الآثار البيئية السلبية للطاقة الكهرومائية من السدود المرتبطة بها، والتي يمكن أن تعوق هجرة أسماك التفريخ، مثل: (سمك السلمون)، وتغمر المجتمعات البيئية والبشرية أو تهجيرها بشكل دائم مع امتلاء الخزانات.

طاقة المد والجزر في توليد الطاقة الكهرومائية

تعتبر طاقة المد والجزر شكل من أشكال الطاقة المتجددة التي يتم فيها تحويل عمل المد والجزر في المحيطات إلى طاقة كهرومائية.

ماهي الطرق التي تستخدم بها قوة المد والجزر لتوليد الكهرباء؟

هناك عدد من الطرق التي يمكن بها تسخير قوة المد والجزر. بحيث تستفيد أنظمة طاقة المد والجزر في المد والجزر من الاختلافات بين المد العالي والمد والجزر المنخفض باستخدام “سد” أو نوع من السدود، لمنع انسداد المياه خلال فترات انحسار المد. وعند انخفاض المد تنطلق المياه خلف السدود، ويمر الماء عبر توربين يولد الكهرباء.

كما أن أنظمة طاقة تيار المد والجزر تستفيد من تيارات المحيط لدفع التوربينات، خاصة في المناطق المحيطة بالجزر أو السواحل حيث تكون هذه التيارات سريعة. يمكن تركيبها على شكل أسوار من المد والجزر حيث تمتد التوربينات عبر القناة أو على شكل توربينات مدية تشبه توربينات الرياح تحت الماء.

إمكانات توليد الكهرباء من خلال طاقة المد والجزر

هناك العديد من تقنيات طاقة المد والجزر غير متاحة على النطاق الصناعي، وبالتالي فإن طاقة المد والجزر تساهم بجزء ضئيل من الطاقة العالمية اليوم. وبالرغم من ذلك هناك إمكانية كبيرة لاستخدامها، والسبب هو أن الكثير من الطاقة القابلة للاستخدام موجودة في تيارات المياه. يبلغ إجمالي الطاقة الموجودة في المد والجزر في جميع أنحاء العالم ي 3000 جيجاوات (جيجاوات: مليار واط)، وعلى الرغم من أن تقديرات مقدار هذه الطاقة المتاحة لتوليد الطاقة بواسطة قذائف المد والجزر تتراوح بين 120 و 400 جيجاوات، اعتمادًا على الموقع وإمكانية التحويل. وبالمقارنة نجد أنه ينتج مصنع توليد جديد نموذجي قائم على الفحم حوالي 550 ميجاوات (ميجاوات: مليون واط). على الرغم من أن إجمالي استهلاك الكهرباء العالمي اقترب من 21000 تيراواط / ساعة في عام 2016 (تيراواط واحد [TW] = تريليون واط)، إلا أن خبراء الطاقة يتوقعون أن أنظمة طاقة المد والجزر المدمجة بالكامل يمكن أن توفر الكثير من هذا الطلب في المستقبل. وإن تقديرات طاقة تيار المد والجزر التي تستخدم تيارات المحيط لدفع الشفرات تحت الماء بطريقة مماثلة لتوليد طاقة الرياح – في المياه الضحلة قادرة على توليد حوالي 3800 تيراواط / ساعة في السنة.

وبحلول أوائل القرن الحادي والعشرين، أصبحت بعض هذه التقنيات متاحة تجاريًا. حيث نجد أن أكبر محطة للطاقة المدية في العالم هي محطة Sihwa Lake Tidal Power Station في كوريا الجنوبية، والتي تولد 254 ميجاوات من الكهرباء. كما تعمل محطة توليد الكهرباء من المد والجزر في لارانس في فرنسا منذ الستينيات، بطاقة 240 ميغاواط. وإنتاجها النموذجي هو 0.5 تيراواط / ساعة في السنة.

يجب وجود جهود أكبر لتوليد الكهرباء في الأفق. على سبيل المثال، أنتجت المرحلة الأولى من مشروع MeyGen في Inner Sound في اسكتلندا 700 ميغاواط / ساعة من الكهرباء في أغسطس 2017.

تركز المخاوف البيئية التي أثيرت حول محطات الطاقة المدية إلى حد كبير على أنظمة سد المد والجزر، والتي يمكن أن تعطل النظم البيئية لمصبات الأنهار أثناء بنائها وتشغيلها. ومن المتوقع أن يكون لأسوار المد والجزر والتوربينات تأثير ضئيل على النظم البيئية للمحيطات. وبالرغم من ذلك فإن أسوار المد والجزر لديها القدرة على إصابة الأسماك المهاجرة أو قتلها، ولكن يمكن تصميم هياكل لتقليل هذه الآثار.

طاقة الأمواج في توليد الطاقة الكهرومائية

طاقة الأمواج، أو طاقة أمواج المحيط، وهي الطاقة الكهربائية المتولدة عن طريق تسخير حركة الأمواج لأعلى ولأسفل المحيط. يتم إنتاج طاقة الموجة عادةً عن طريق منصات التوربينات العائمة أو العوامات التي ترتفع وتنخفض مع التورم. ومع ذلك يمكن توليد طاقة الأمواج عن طريق استغلال التغيرات في ضغط الهواء التي تحدث في غرف التقاط الموجة التي تواجه البحر أو التغيرات في ضغط الأمواج في قاع المحيط.

وعلى الرغم من إمكانات الطاقة الهائلة لقوة الموجة، إلا أنه لا يزال هناك تحديات فنية في تمويل البحث الذي يعتبر منخفض مقارنة مع دعم الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وأشكال الطاقة المتجددة الأخرى، وبالتالي فإن عملية التجريب والتحسينات مع تصميمات مختلفة لجامع طاقة الأمواج ليست متطورة بشكل جيد. وإن تطوير الآلات الضخمة للاستخدام في المحيطات أمر مكلف، كما أن المياه المالحة في المحيطات تسبب تآكل الفولاذ والمعادن الأخرى.

تقع المناطق ذات الإمكانات الأكبر لتطوير طاقة الأمواج على الشواطئ الشرقية لمحيطات العالم (التي تحد الحواف الغربية للقارات). على سبيل المثال، يقع أول مولد للطاقة الموجية التشغيلية في العالم قبالة ساحل Aguçadora في البرتغال، وينتج ما يصل إلى 2.25 ميجاوات من خلال ثلاثة أنابيب ضخمة مشتركة تطفو على سطح المحيط الأطلسي، كما توجد مولدات الطاقة الفردية عند مفاصل الأنابيب ويتم تنشيطها بواسطة حركة الأمواج.

كما تتوفر إمكانات كبيرة لأنظمة الطاقة الموجية في الجزر البريطانية وشمال غرب المحيط الهادئ للولايات المتحدة. تتراوح تقديرات الطاقة الموجية السنوية المحتملة على طول الجرف القاري لسواحل الولايات المتحدة بين 1170 و 2640 تيراواط / ساعة، أي ما يعادل 33-65 في المائة من الطلب على الكهرباء في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2015.

الطباعة ثلاثية الأبعاد أو (التصنيع التراكمي) هي عملية صنع أجسام صلبة ثلاثية الأبعاد باستخدام البرامج الحاسوبية (ملف رقمي) ومن ثم طباعته (تصنيعه) بواسطة طابعة ثلاثية الأبعاد.

عملية الطباعة تتم عن طريق رص طبقات متتالية من المواد حتى يكتمل شكل الجسم المراد تصنيعه.

يمكن رؤية كل هذه الطبقات كمقطع عرضي أفقي على شكل شرائح رقيقة لتشكل الجسم النهائي.

الطباعة ثلاثية الأبعاد تساعد في إنتاج أشكال معقدة جدًا باستخدام كمية أقل من المواد على عكس طرق التصنيع التقليدية.

كيف تعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

كل شيء يبدأ بنموذج مصور للجسم الذي نريد طباعته، وهذا الجسم يتم تصميمه عن طريق مجموعة من البرمجيات ويعد أبرز هذه البرمجيات تكنولوجيا التصميم بمساعدة الحاسوب. ومن أهم فوائد الطباعة ثلاثية الأبعاد بأنها تعد نموذج أولي سريع لأي شيء نريده.

ويتم ذلك عن طريق استخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد أو تطبيق أو جهاز لمسي أو رمز أو برنامج نمذجة ثلاثية الأبعاد.

برامج تصميم النماذج ثلاثية الأبعاد

هناك الكثير من برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد المختلفة وهي متاحة. حيث يمكن أن يكلف برنامج الصف الصناعي بسهولة الآلاف سنويًا لكل ترخيص، ولكن هناك برنامج مفتوح المصدر يمكن الحصول عليه مجانًا.

إن البرنامج المستخدم في عملية التصميم يمكنه توفير معلومات عن التكامل الهيكلي للنموذج النهائي المتوقع، ويتم ذلك عن طريق بيانات علمية لمواد محددة حيث تتم محاكاة افتراضية لتوضيح طريق عمل الغرض في ظروف معينة.

غالبًا ما يتم توصية الأشخاص المبتدئين البدء مع Tinkercad فهو مجاني ويعمل من خلال المتصفح، أي أن الشخص غير مضطر لتثبيته على جهاز الحاسوب الخاص به. حيث يقدم Tinkercad دروسًا للمبتدئين ولديه ميزة مدمجة لطباعة النموذج ثلاثي الأبعاد عبر خدمة طباعة ثلاثية الأبعاد.

الآن بعد الحصول على النموذج ثلاثي الأبعاد، فإن الخطوة التالية هي التقطيع.

التقطيع (التشريح أو التقسيم)

عملية التقطيع: هي تحضير الملف للطابعة ثلاثية الأبعاد.

كيف يتم تقطيع النموذج ثلاثي الأبعاد إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد؟

يتم تقسيم النموذج الثلاثي الأبعاد إلى مئات أو آلاف الطبقات الأفقية ويتم هذا باستخدام برنامج التقطيع (التشريح).

تحتوي بعض الطابعات ثلاثية الأبعاد على أداة تقطيع مدمجة تحول النموذج إلى ملف بصيغة  (stl أو obj أو حتى CAD).

بعد ذلك يتم الانتقال إلى آلة التصنيع التجميعي حيث يتم تعديل الملف الذي يحمل إحدى هذه الصيغ(stl, obj, CAD)، ويقوم المستخدم بنسخ هذا الملف إلى الحاسوب الموصول بالطابعة ثلاثية الأبعاد، من أجل تحديد الحجم والاتجاه الذي يريدهما للطباعة.

وعندما يصبح الملف جاهزًا لتغذية الطابعة ثلاثية الأبعاد. يمكن القيام بذلك عبر USB أو SD أو الإنترنت.

تشمل الطباعة ثلاثية الأبعاد الكثير من أشكال التقنيات والمواد حيث يتم استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد تقريبًا في جميع الصناعات.

بعض الأمثلة على الطباعة ثلاثية الأبعاد

• المنتجات الاستهلاكية (نظارات، أحذية، تصميم، أثاث)
• المنتجات الصناعية (أدوات التصنيع، النماذج الأولية، الأجزاء الوظيفية للاستخدام النهائي)
• منتجات الأسنان
• الأطراف الصناعية
• نماذج ومقاسات معمارية
• إعادة بناء الأحافير
• نسخ القطع الأثرية القديمة
• إعادة بناء الأدلة في علم الطب الشرعي
• دعائم الفيلم

النماذج الأولية السريعة والتصنيع السريع

استخدمت الشركات طابعات ثلاثية الأبعاد في عملية التصميم من أجل إنشاء نماذج أولية كان ذلك في أواخر السبعينيات. كما يسمى استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لهذه الأغراض النماذج الأولية السريعة.

لماذا تم استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية السريعة؟

باختصار لأنه يعتبر سريع ورخيص بشكل نسبي.

يتم تحويل الفكرة إلى نموذج ثلاثي الأبعاد حيث يمكن الاحتفاظ بنموذج أولي بين يدي المستخدم، وإن المسألة تستغرق بضعة أيام بدلًا من أسابيع. والتكرار فيها أسهل وأرخص من حيث التصنيع ولا يحتاج إلى قوالب أو أدوات مرتفعة الثمن.

بالإضافة إلى النماذج الأولية السريعة، تُستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا في التصنيع السريع.

ما هو التصنيع السريع؟

التصنيع السريع هو طريقة جديدة للتصنيع حيث تستخدم الشركات طابعات ثلاثية الأبعاد لتصنيع مخصص قصير المدى / دفعة صغيرة. ويعمل من خلال مسح الأجسام ضوئيًا أو يعتمد على البيانات الرقمية لانتاج نسخ ملموسة منها عن طريق مطبعة خاصة.

أنواع تقنيات وعمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد

هناك عدة طرق للطباعة ثلاثية الأبعاد. كل هذه التقنيات تعتبر مضافة، ومن المؤكد أنها تختلف بشكل أساسي في طريقة بناء الطبقات لإنشاء النموذج.

فهناك بعض الطرق التي يتم فيها استخدام مواد صهر أو تليين لبثق الطبقات. والبعض الآخر منها يعالج راتينجًا تفاعليًا ضوئيًا باستخدام ليزر فوق بنفسجي (أو مصدر ضوء آخر مشابه) طبقة بعد طبقة.

لنكون أكثر دقة: منذ عام 2010، طورت الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد مجموعة (ASTM) التصنيع المضاف “ASTM F42”.

كما طورت مجموعة من المعايير التي تصنف عمليات التصنيع المضافة إلى فئات وفقًا للمصطلحات القياسية لتقنيات التصنيع المضافة.

وهذه العمليات هي:

• البلمرة الضوئية
• التصوير الحجمي المجسم (SLA)
• معالجة الضوء الرقمي (DLP)
• الإنتاج المستمر لواجهة السائل (CLIP)
• نفث المواد
• النفث الموثق
• بثق المواد
• نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)
• تصنيع الشعيرات المنصهرة (FFF)
• انصهار طبقة المسحوق
• Multi Jet Fusion (MJF)
• تلبيد ليزر انتقائي (SLS)
• التلبيد المباشر بالليزر للمعادن (DMLS)
• تصفيح الصفائح
• ترسيب الطاقة الموجه

البلمرة الضوئية

تحتوي الطابعة ثلاثية الأبعاد التي تعمل عن طريق البلمرة الضوئية على حاوية مليئة براتنج البوليمر الذي يتم تصليبه من خلال مصدر ضوئي فوق بنفسجي

التصوير الحجمي المجسم (SLA)

التكنولوجيا المستخدمة بشكل كبير في هذه العمليات هي الطباعة الحجرية المجسمة (SLA). حيث تستخدم هذه التقنية وعاءً من راتنجات البوليمر الضوئي السائلة القابلة للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية والليزر فوق البنفسجي لبناء طبقات النموذج طبقة تلو طبقة، يتتبع شعاع الليزر مقطعًا عرضيًا لنمط الجزء على سطح الراتنج السائل. إن التعرض لأشعة الليزر فوق البنفسجية يشفي ويصلب النمط المتتبع على الراتنج وينضم إلى الطبقة أدناه.

بعد تتبع النمط، تنحدر منصة المصاعد التابعة لـ SLA بمسافة تساوي سمك طبقة واحدة، عادةً ماتكون حوالي 0.05 مم إلى 0.15 مم (0.002 ″ إلى 0.006 ″). ثم تكتسح شفرة مملوءة بالراتنج عبر المقطع العرضي للجزء، وتعيد طلائها بمواد جديدة. على هذا السطح السائل الجديد، ثم يتم تتبع نمط الطبقة اللاحقة، لينضم إلى الطبقة السابقة. يتكون هذا المشروع من نموذج ثلاثي الأبعاد كامل. تتطلب الطباعة الحجرية المجسمة استخدام الهياكل الداعمة التي تعمل على إرفاق الجزء بمنصة المصعد والإمساك بالنموذج لأنه يطفو في الحوض المملوء بالراتنج السائل. تتم إزالة هذه يدويًا بعد الانتهاء من النموذج.

تم اختراع هذه التقنية في عام 1986 من قبل “تشارلز هال”، الذي يعتبر المؤسس لشركة أنظمة ثلاثية الأبعاد في ذلك الوقت.

معالجة الضوء الرقمي (DLP)

يشير DLP أو المعالجة الرقمية للضوء إلى طريقة طباعة تستخدم البوليمرات الضوئية والحساسة للضوء. في حين أنها تشبه إلى حد كبير التصوير الحجمي المجسم، إلا أن الفرق الرئيسي هو مصدر الضوء. يستخدم DLP مصادر الضوء التقليدية مثل: مصابيح القوس.

في معظم أشكال DLP، يتم إسقاط كل طبقة من الهيكل المطلوب على وعاء من الراتنج السائل الذي يتم بعد ذلك ترسيخ طبقة تلو الأخرى مع تحرك لوحة التصميم لأعلى أو لأسفل. بما أن العملية تقوم بكل طبقة على التوالي، فهي أسرع من معظم أشكال الطباعة ثلاثية الأبعاد.

الإنتاج المستمر لواجهة السائل (CLIP)

واحدة من أسرع العمليات باستخدام البلمرة الضوئية وتسمى: (CLIP)، وهو اختصار للإنتاج المستمر للواجهة السائلة، الذي طوره الكربون.

تركيب الضوء الرقمي

إن جوهر آلية عمل عملية CLIP هو تقنية تركيب الضوء الرقمي. في هذه التقنية يتم عرض الضوء الناتج عن محرك ضوء LED (عالي الأداء مخصص) سلسلة من صور الأشعة فوق البنفسجية التي تعرض مقطعًا عرضيًا من الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد مما يتسبب في علاج راتينج قابل للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية جزئيًا بطريقة يتم التحكم فيها بدقة. يمر الأكسجين عبر نافذة الأكسجين القابلة للاختراق مما يخلق واجهة سائلة رقيقة من الراتنج غير المعالج بين النافذة والجزء المطبوع المعروف بالمنطقة الميتة. المنطقة الميتة رقيقة جدًا مثل (10 ميكرون). داخل المنطقة الميتة، يمنع الأكسجين الضوء من معالجة الراتنج الموجود بالقرب من النافذة مما يسمح بالتدفق المستمر للسائل تحت الجزء المطبوع. فوق المنطقة الميتة مباشرة، يتسبب الضوء المسقط للأشعة فوق البنفسجية في سلسلة متتالية مثل: علاج الجزء.

الطباعة ببساطة باستخدام أجهزة الكربون وحدها لا تسمح بخصائص الاستخدام النهائي مع تطبيقات العالم الحقيقي. بمجرد تشكيل الضوء للجزء، حيث تحقق عملية المعالجة الثانية القابلة للبرمجة الخصائص الميكانيكية المطلوبة عن طريق خبز الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد في حمام حراري أو فرن. يضبط المعالجة الحرارية المبرمجة الخواص الميكانيكية عن طريق تشغيل تفاعل كيميائي ثانوي مما يتسبب في تعزيز المادة لتحقيق الخواص النهائية المرغوبة.

تتساوى المكونات المطبوعة بتقنية الكربون مع الأجزاء المصبوبة بالحقن. تنتج تقنية التركيب الضوئي الرقمي خصائص ميكانيكية متناسقة ويمكن التنبؤ بها، مما يخلق أجزاء متماثلة حقا.

نفث المواد

في هذه العملية، يتم تطبيق المواد في قطرات من خلال فتحة قطرها صغير، على طريقة مماثلة للطريقة التي تعمل بها طابعة ورق الحبر الشائعة، ولكن يتم تطبيقها طبقة تلو الأخرى على منصة بناء تصنع نموذجًا ثلاثي الأبعاد ثم يتم تصليبها عن طريق الأشعة فوق البنفسجية.

النفث الموثق

في النفث الموثق يتم استخدام مادتين: مادة قاعدة المسحوق وموثق سائل. حيث يتم في غرفة البناء، انتشار المسحوق في طبقات متساوية ويتم تطبيق الموثق من خلال فوهات نفاثة تعمل على “لصق” جزيئات المسحوق على شكل نموذج ثلاثي الأبعاد مبرمج. يتم لصق النموذج النهائي بواسطة المادة اللاصقة في الحاوية مع مادة قاعدة المسحوق. وبعد الانتهاء من الطباعة، يتم تنظيف المسحوق المتبقي لاستخدامه في طباعة ثلاثية الأبعاد للنموذج التالي.

تم تطوير هذه التقنية لأول مرة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 1993 وفي عام 1995 حصلت شركة Z Corporation على ترخيص حصري.

بثق المواد

إن التقنية الأكثر استخدامًا في هذه العملية هي نمذجة الترسيب المنصهر (FDM).

نمذجة الترسيب المنصهر (FDM)

نمذجة الترسيب المنصهر (FDM) ، وهي طريقة للنماذج الأولية السريعة:

1. إخراج المواد المنصهرة (البلاستيك)
2. المواد المودعة (الجزء النموذجي)
3. الجدول المتحرك المتحكم فيه

تعمل تقنية FDM باستخدام خيوط من البلاستيك أو أسلاك من المعدن يتم فكها من الملف وتزويد المواد إلى فوهة البثق التي يمكنها تشغيل التدفق وإيقافه. يتم تسخين الفوهة لإذابة المواد ويمكن تحريكها في كلا الاتجاهين الأفقي والرأسي من خلال آلية يتم التحكم فيها رقميًا، ويتم التحكم فيها مباشرةً عن طريق حزمة برامج التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM). يتم إنتاج النموذج عن طريق بثق المادة المنصهرة لتكوين طبقات حيث تتصلب المادة فورًا بعد البثق من الفوهة. يتم استخدام هذه التقنية على نطاق واسع مع نوعين من خيوط الطابعة البلاستيكية ثلاثية الأبعاد: ABS (الأكريلونيتريل بوتادين ستايرين) و PLA (حمض بولي لاكتيك).

تم اختراع تقنية FDM من قبل سكوت كرومب في أواخر الثمانينيات. بعد الحصول على براءة اختراع لهذه التكنولوجيا، بدأت شركة Stratasys في عام 1988. المصطلح Fused Deposition Modeling واختصاره لـ FDM هي علامة تجارية لشركة Stratasys Inc.

تصنيع الشعيرات المنصهرة (FFF)

المصطلح (FFF) اختصار ل (Fament Filament Fabrication) صاغه أعضاء مشروع RepRap لإعطاء عبارة غير مقيدة قانونيًا في استخدامه.

هناك العديد من تكوينات الطابعة الشعيرة ثلاثية الأبعاد.

الترتيبات الأكثر شعبية هي:

• الديكارتية- XY- الرأس
• الديكارتية- XZ- الرأس
• دلتا
• النواة XY
• الديكارتية- XY- الرأس

أول طابعة RepRap 3D “داروين”، كانت مبنية على ترتيب الرأس الديكارتي- XY. يتحرك رأس الطارد فوق المحور X و Y وقاعدة الطباعة فوق Z.

حركة المحور Z على طابعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الديكارتية- XY- الرأس الترتيب دقيق للغاية ويتطلب تسارعات منخفضة جدًا، ولكن يجب أن تكون قاعدة الطباعة خفيفة الوزن من أجل الحفاظ على الدقة.

الديكارتية- XZ- الرأس

تم تقديم ترتيب الرأس الديكارتي- XZ لأول مرة من قبل مندل الذي كان الإصدار الثاني من RepRap الأصلي – داروين. يختلف هذا الترتيب عن الديكارتية- XY- الرأس لأنه يحرك قاعدة الطباعة فوق المحور Y ورأس الطارد فوق المحور X والمحور Z.

دلتا

يعود اسم طابعات Delta 3D إلى الطريقة التي يتم بها دعم رأس الطارد بثلاثة أذرع في تكوين مثلث. فائدة ترتيب دلتا هو أن الأجزاء المتحركة خفيفة الوزن وبالتالي تحد من القصور الذاتي. وهذا يؤدي إلى طباعة أسرع وأكثر دقة.

النواة XY

النواة XY هو ترتيب ديكارت، والتي تزداد شعبيتها بسرعة. تعتمد الحركة على جسر XY على التأثير المشترك لمحركات X و Y.

النواة XY هو نظام مناور متوازي، مما يعني أن المحركات في نظام النواة XY ثابتة. توفر أنظمة المعالجة المتوازية تسارعًا أسرع من تكوينات التراص التسلسلي مثل الديكارتية- XZ- الرأس.

انصهار طبقة المسحوق

التقنية الأكثر استخدامًا في هذه العملية هي الليزر الانتقائي (SLS).

Multi jet fusion

تم تطوير تقنية Multi Jet Fusion من قبل شركة Hewlett Packard. تعمل التقنية على النحو التالي: يقوم ذراع كاسح بإيداع طبقة من مسحوق المواد ثم يقوم ذراع آخر مجهز بنفث الحبر بتطبيق عامل ربط على المادة بشكل انتقائي. تقوم الطابعات النافثة للحبر أيضًا بإيداع عامل تفصيل حول الموثق لضمان الأبعاد الدقيقة والأسطح الملساء. وأخيرًا تتعرض الطبقة لانفجار من الطاقة الحرارية التي تتسبب في تفاعل العوامل، تتكرر العملية حتى تكتمل كل طبقة. يمكن للطابعات إيداع 30 مليون قطرة في الثانية لتحقيق إنتاج سريع ودقيق للغاية، ويمكن استخدام عوامل متعددة في جزء واحد، مما يعني أن الأجزاء يمكن أن يكون لها ألوان مختلفة وخصائص ميكانيكية حتى voxel (بكسل ثلاثي الأبعاد).

تلبيد ليزر انتقائي (SLS)

يستخدم SLS ليزر عالي الطاقة لدمج الجزيئات الصغيرة من المساحيق البلاستيكية أو الخزفية أو الزجاجية في كتلة لها الشكل الثلاثي الأبعاد المطلوب. يدمج الليزر بشكل انتقائي المواد المسحوقة عن طريق مسح المقاطع العرضية (الطبقات) الناتجة عن برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد على سطح طبقة المسحوق. بعد مسح كل مقطع عرضي، يتم خفض طبقة المسحوق بسماكة طبقة واحدة. ثم يتم تطبيق طبقة جديدة من المواد في الأعلى وتتكرر العملية حتى يكتمل النموذج.

التلبيد المباشر بالليزر للمعادن (DMLS)

DMLS في الأساس هو نفس SLS، ولكن DMLS يستخدم مسحوقًا معدنيًا بدلًا من المساحيق المستخدمة في SLS.

إن كل ما تبقى من المسحوق أي المسحوق الذي لم يتم استخدامه يبقى كما هو ويصبح هيكل دعم للنموذج. كما يمكن إعادة استخدام المسحوق غير المستخدم للطباعة التالية.

وبسبب زيادة قوة الليزر، قد تطورت DMLS إلى عملية ذوبان بالليزر.

تصفيح الصفائح

يشمل تصفيح الصفائح على مواد في صفائح مرتبطة معًا بقوة خارجية. يمكن أن تكون الصفائح معدنية أو ورق أو شكل بوليمر. يتم لحام الألواح المعدنية معًا عن طريق اللحام بالموجات فوق الصوتية في طبقات ثم طحنها باستخدام الحاسب الآلي في شكل مناسب. يمكن استخدام الأوراق الورقية أيضًا، ولكن يتم لصقها بغراء لاصق وتقطيعها بواسطة شفرات دقيقة.

ترسيب الطاقة الموجهة

تستخدم هذه العملية في أغلب الأحيان في صناعة المعادن عالية التقنية وفي تطبيقات التصنيع السريع. عادة ما يتم توصيل جهاز الطباعة ثلاثية الأبعاد بذراع آلي متعدد المحاور ويتكون من فوهة ترسب مسحوقًا أو سلكًا معدنيًا على سطح ومصدر طاقة يذيبه (ليزر أو شعاع إلكترون أو قوس بلازما)، مشكلًا جسمًا صلبًا.

المواد التي يمكن استخدامها في عمليات التصنيع المضاف

يمكننا استخدام ستة أنواع من المواد في التصنيع المضاف: البلاستيك والمعادن والأسمنت والسيراميك والورق وبعض المواد الغذائية (مثل: الشوكولاتة).

 غالبًا ما يتم إنتاج المواد في المواد الخام السائلة كما أنها معروفة أيضًا باسم خيوط الطابعة ثلاثية الأبعاد أو شكل المسحوق أو الراتنج السائل. تغطي جميع تقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد الموصوفة سابقًا استخدام هذه المواد، على الرغم من أن البوليمرات هي الأكثر استخدامًا وبعض التقنيات المضافة تتجه نحو استخدام مواد معينة على غيرها.

السيارات ذاتية القيادة هي سيارات قادرة على تلبية قدرات النقل الرئيسية للسيارة التقليدية. وتكون قادرة على اكتشاف البيئة المحيطة بها والسير دون تدخل بشري. وما يزال هذا النوع من السيارات عبارة عن نماذج أولية يتم اختبارها واستعراضها في معارض السيارات.

يقوم السيارات ذاتية القيادة بفحص ومسح البيئة المحيطة بها بتقنيات مثل الرادار والرؤية الاصطناعية. تفسر أنظمة التحكم المتقدمة المعلومات الواردة إليها لتحديد المسارات والعقبات والعلامات على الطرقات. وتكون مدعومة بتقنيات الذكاء الصناعي، لذلك، تكون السيارات ذاتية القيادة قادرة على تحديث خرائطها بناءً على المدخلات الحسية، مما يسمح لها بتتبع موقعها حتى عندما تتغير الظروف أو عندما تدخل في بيئات مجهولة.

في عام 2016، تم إصدار أول برنامج مفتوح المصدر للقيادة الذاتية في السيارات.

تصنيف السيارات ذاتية القيادة

في عام 2014، نشرت SAE International، وهي هيئة تضع معايير في صناعة السيارات، معيارًا دوليًا جديدًا هو J3016، حددت فيه ستة مستويات مختلفة للقيادة الذاتية. يعتمد هذا التصنيف على مقدار تدخل السائق، وليس على قدرات السيارة.

المستويات الستة هي:

• المستوى 0 – بدون استقلالية: يجب على السائق الاهتمام بكل جانب من جوانب القيادة، دون أي نوع من الدعم الإلكتروني.
• المستوى 1 – مساعدة القيادة: يجب على السائق الاهتمام بكل جانب من جوانب القيادة، ولكنه مدعوم على مستوى إعلامي (بشكل تنبيهات بصرية أو صوتية) بواسطة الأنظمة الإلكترونية التي يمكن أن تشير إلى وجود مواقف خطيرة أو ظروف مناخية. في هذا المستوى، يقتصر دور التقنيات المساعدة في السيارة على تحليل المواقف، لكن السائق يتحمل المسؤولية الكاملة عن القيادة.
• المستوى 2 – التحكم الجزئي: يعتني السائق بالقيادة، ولكن هناك تكامل أولي للقيادة. في هذا المستوى، تتدخل السيارة في التسارع والكبح من خلال أنظمة السلامة، مثل الكبح المساعد والكبح في حالات الطوارئ لتفادي التصادم. لكن يظل اتجاه حركة المرور والتحكم تحت سيطرة السائق، على الرغم من أنه يمكن إدارة التوجيه بطريقة مؤتمتة جزئيًا في سيناريوهات معينة وفي مسارات أفقية مرئية بوضوح (نظام يسمى مساعد الحفاظ على المسار).
• المستوى 3 – التحكم المشروط: تكون السيارة قادرة على إدارة القيادة في الظروف البيئية العادية، وإدارة التسارع والكبح والاتجاه، بينما يتدخل السائق في المواقف الصعبة في حالة طلب النظام لذلك أو إذا كانت هناك ظروف مختلفة.
• المستوى 4 – التحكم العالي: النظام التلقائي قادر على إدارة أي احتمال، ولكن لا يجب تفعيله في ظروف القيادة الخاصة مثل الطقس السيئ.
• المستوى 5 – تحكم كامل.

مزايا السيارات ذاتية القيادة

تشمل فوائد القيادة الذاتية بالتأكيد انخفاض حوادث الطرق بنسبة 90 ٪، هذا من شأنه أن ينقذ ملايين الأرواح سنويًا.

سيحصل الأشخاص ذوو الإعاقة وكبار السن والشباب على حرية أكبر في الحركة.

سيتم تحسين إدارة حركة المرور العامة من خلال ربط السيارات المستقلة المتصلة مع بعضها، مما يؤدي إلى انخفاض الانبعاثات.

العقبات المحتملة

قد يكون العامل الأخلاقي هو العقبة الرئيسية وراء استخدام القيادة الذاتية، فعلينا أن نختار بين الحفاظ على حياة الركاب أكثر أو محاولة تقليل المخاطر الإجمالية. فحتى الآن، لا يمكن تحديد الإجراءات القانونية التي ينبغي اتباعها في حال حدوث أي خطأ نتيجة القيادة الذاتية وتسببها بموت بعض الناس.

الخصوصية أيضًا هي عامل هام للغاية، حيث سيرتبط نظام القيادة الذاتية مع الشبكة لتحديد الظروف والأحوال الجوية وحالة الطرقات، وهذا قد يجعل بيانات الأشخاص عرضة لانتهاك الخصوصية. كما أن الجانب الأمني يلعب دورًا، فنحن لا نعلم كيف يمكن التصرف في حال تعرض نظام القيادة الذاتية للاختراق والتحكم من قبل جهات تخريبية.

يجب علينا أيضًا النظر أيضًا في فقدان الوظائف التي تشمل بعض المجالات مثل النقل بالشاحنات وسيارات الأجرة، بالتوازي مع زيادة الطلب على المبرمجين.

أيضًا، يتطلب إنتاج هذا النوع من السيارات إجراءات معقدة للغاية تساهم في انبعاثات أعلى من الملوثات التي تنتج عن صناعة السيارات التقليدية، لذلك، سيكون التحدي هو محاولة تطوير أنظمة إنتاج أكثر كفاءة واستدامة.

المخاطر المحتملة لانتشار السيارات ذاتية القيادة

يمكن أن تتسبب السيارات ذاتية القيادة في حوادث مرورية. إن المسؤولية المدنية والجنائية لهذه الحوادث ما يزال موضوع نقاشات وتحليلات، وهو أكبر مشكلة حتى الآن، حيث يجب تحديد المسؤول عن الحادث (مالك السيارة أو الشركة التي تنتج السيارة أو الشركة التي تطور برنامج القيادة).

وبالتالي، فإن الآثار المترتبة على المستوى الأمني ليست واضحة على الإطلاق، نظرًا لأن المسؤولية الجنائية في حالة السيارات التقليدية تكون شخصية، لكن التعاون الضروري بين العديد من الأشخاص في السيارة ذاتية القيادة وأنظمتها الفرعية يجعل من المستحيل تحديد السبب الرئيسي للحادث (الإهمال أو سوء التصنيع أو خطأ برمجي أو عدم الخبرة أو لعدم الامتثال للقوانين واللوائح والأوامر أو عدم وجود تخصص).

بالإضافة إلى ذلك، تختلف اللوائح من بلد إلى آخر على مستوى القانون المدني. مما يعني أن الاحتمالات ستكون مختلفة، ما يعني الحاجة إلى إنشاء معيار قانوني جديد للمحاسبة وضمان حقوق الأخرين.

في 18 أذار/مارس من عام 2018، قامت سيارة أوبر ذاتية القيادة بدهي سيدة على الطريق، وهي إلين هيرزبرج، التي عبرت الشارع في تيمبي بولاية أريزونا الأمريكية.

ما هو الفرق بين القيادة الآلية والقيادة المُساعدة؟

القيادة المساعدة هي النوع من القيادة حيث “تساعد” فيها السيارة السائق (الذي يجب أن يكون منتبهًا)، هذا يشمل على سبيل المثال الكبح إذا كانت السيارة ستتعرض لحادث، والتباطؤ عند الحاجة وهلم جرا. هذا هو الفرق الرئيسي مع القيادة الآلية، والتي، على عكس القيادة المساعدة، تكون السيارة مستقلة تمامًا عن السائق وقد لا يفعل السائق أي شيء.

العديد من المشاريع القائمة تُبذل الجهود لتوسيع قدرات القيادة المساعدة، من خلال استخدام شبكات الاتصال القريبة (لتجنب التصادمات أو لتجنب الازدحام).

بعض الشركات الأخرى مثل جوجل وتسلا تطور تقنيات القيادة الذاتية المستقلة لجعل السيارة آلة مستقلة دون أن تخضع لأي تدخل خارجي. كما يتم السعي لتطوير نظام الطرق السريعة الآلي، في مثل هذه الطرقات، لن تحتاج المركبات ذاتية القيادة إلى أي مدخلات إضافية. وتتم القيادة الآلية بالاعتماد على مستويات معينة من التنسيق بين السيارة والبنية التحتية للطرق. أي في هذا النظام، لا تكون السيارة مستقلة تمامًا بل تعتمد على بيانات من سيارات أخرى وطرقات.

التكنولوجيا المستخدمة

تستخدم الآلات الإرشادية الأوتوماتيكية الحديثة تقنية تسمى التوطين المتزامن Bayesian وخوارزمية رسم الخرائط التي تدمج البيانات من أجهزة استشعار متعددة وخريطة خارج المسار، وتحولها إلى مسار “تقريبي” وتحدث الخريطة نفسها. تُعرف هذه التكنولوجيا بشكل أكثر شيوعًا بـ SLAM والإصدار الجديد (SLAM مع DATMO) هو متغير وتم تطويره من قبل شركة Google الذي يراقب موقع الكائنات الأخرى التي تتحرك مثل المركبات أو الأشخاص الآخرين.

التاريخ

أجريت التجارب الأولى على الآلات الذاتية منذ عام 1920، وأجريت اختبارات واعدة في عام 1950. وأنتجت أول سيارات ذاتية في عام 1980 بفضل جامعة كارنيجي ميلون بمشاريعها وبفضل مرسيدس-بنز ومشروع يوريكا في عام 1987 ومنذ ذلك الحين، قامت العديد من الشركات والمؤسسات البحثية بتطوير وبناء نماذج أولية للسيارات ذاتية القيادة مثل مرسيدس بنز وجنرال موتورز وتويوتا ورينو ونيسان وشركات أخرى بما في ذلك جوجل.

نظام النقل مع المركبات المستقلة

في أوروبا، تفكر دول مثل بلجيكا وفرنسا وإيطاليا والمملكة المتحدة في استخدام مركبات موجهة أوتوماتيكية للنقل العام. من ناحية أخرى، تقوم دول مثل ألمانيا وإسبانيا باختبار المركبات ذاتية القيادة في حركة المرور.

المصدر

ويكيبيديا – الموسوعة الحرة

إذا كنت ترغب في قياس سرعه الإنترنت لديك، فإن هناك عددًا كبيرًا من الطرق للقيام بذلك، جميع هذه الطرق مجانية وسهلة الاستخدام للغاية وتعطيك نتائج مضمونه مئة بالمئة خلال عدة ثوانٍ.

سنتعرف في هذا المقال على أفضل الخدمات هذه التي تساعد على تحديد سرعة الإنترنت بالإضافة إلى التفاصيل الأخرى مثل سرعة التحميل والرفع وقت الاستجابة والحزم المفقودة.

تختلف سرعة الإنترنت في الشبكات المنزلية بالنسبة لمختلف الأجهزة المتصلة بها بسبب عدة عوامل، مثل المعيار المستخدم في الاتصال بالإنترنت وموقع جهاز التوجيه ونقطه الوصول وازدحام الشبكة، بالإضافة إلى سرعة الشبكة الداخلية وعدد الأجهزة المتصلة بها ونوع هذه الأجهزة.

لماذا يكون الإنترنت بطيء في بعض الأحيان؟

إذا كنت تلاحظ أن هناك بطءا في شبكة الإنترنت المنزلية لديك. على سبيل المثال، لا يمكن مشاهدة مقاطع الفيديو أو يتوقف التحميل أو تستغرق الصفحات فترة طويلة قبل أن تظهر في متصفح الإنترنت وأحيانًا لا تظهر أبدًا أو تظهر أجزاء منها فقط.

في هذه الحالات قد تتساءل عن سبب بطء الإنترنت لديك، هل هو بسبب المتصفح أم الجهاز الذي تستخدمه أم بسبب موقع الإنترنت أم سرعة الاتصال في الشبكة؟

قد تشك أيضا في وجود مشكلة في جهاز توجيه الواي فاي الخاص بك، فشبكات الاتصالات اللاسلكية تعاني دائمًا من مشاكل عدة وأحيانًا يمكن اختراقها أو الوصول إليها بطريقة ما.

فما هو الحل لتحديد المشكلة التي تسبب بطء الإنترنت؟

أول شيء يجب القيام به هو اختبار سرعة الاتصال بالإنترنت، وبعد إجراء هذا الاختبار، عليك مقارنة النتيجة بالسرعة التي قمت بالاشتراك فيها من مزود خدمة الإنترنت المحلي.

كيف يتم قياس سرعه الإنترنت؟

ملاحظه هامه: قبل القيام بقياس سرعة الإنترنت في أي شبكة، ينبغي عليك التأكد من عدم قيام أي شخص باستخدام هذه الشبكة مثل تنزيل الملفات ومشاركة الملفات ومشاهدة الفيديو أو الاتصال عن طريق الفيديو وما إلى ذلك، فهذا يؤثر بشكل مباشر على نتيجة الاختبار.

تقاس سرعة الإنترنت بواحدة هي “ميجابايت في الثانية” يجب أن تعرف مسبقًا كم تبلغ سرعة الإنترنت في شبكتك عندما اشتركت فيها من مزود خدمة الإنترنت المحلي، وبشكلٍ عام، ستكون بحاجة إلى زيادة السرعة لديك إذا كنت تستهلك كمية أكبر من البيانات وهذا يترتب عليه دفع مزيد من الأموال:

• 1 – 3 ميجابايت في الثانية: هي سرعة جيدة وتكفى لتصفح مواقع الإنترنت العادية وقراءة البريد الإلكتروني وبعض الألعاب على مواقع التواصل الاجتماعي وغيرها من الألعاب عبر الإنترنت، لكنك قد تعاني من بطء في هذه الألعاب. هذه السرعة عادة لا تكون كافية لمشاهدة مقاطع الفيديو بدقة جيدة.
• 3 – 4 ميجابايت في الثانية: هي السرعة الأدنى التي ينبغي أن تتوفر لديك من أجل تشغيل خدمات بث الفيديو مثل خدمه نتفليكس، وهي سرعة كافية لاستخدامها مع أفراد العائلة من عدة أجهزة، لكن إن كان الفيديو الذي ترغب في مشاهدته ذو دقة عالية، فعليك أن تتوقع أن يتوقف هذا الفيديو بين الحين والآخر.
• 5 – 10 ميجابايت في الثانية: توصي شبكة نتفليكس لبث الفيديو عبر الإنترنت أن تكون سرعة الإنترنت 5 ميجابايت في الثانية على الأقل لمشاهدة الفيديو بدقة HD، ويجب أن تكون هذه السرعة مضاعفة إذا كان هناك جهازين يشغل كل منهما فيديو بدقة HD. وعلى الرغم من أن هذه السرعة موصى بها، إلى أنك قد تعاني من توقف الفيديو إذا كان هناك عدد كبير من الأجهزة المتصلة بنفس الشبكة.
• 10 – 20 ميجابايت في الثانية: هي السرعة الأدنى لتتمكن من استخدام شبكة الإنترنت بشكل دائم ودون انقطاع أو توقف، وهي سرعة مناسبة إذا كنت ترغب في تحميل أو رفع الملفات المختلفة. أو كنت تستخدم خدمات التخزين السحابي بشكل كبير.
• 20 ميجابايت في الثانية أو أكثر: هي سرعه مناسبة وجيدة جدًا لاستخدامها في شبكة منزلية من قبل عائلة بأكملهم ولديهم أجهزة مختلفة مثل أجهزة الكمبيوتر والتلفزيونات المتصلة بالإنترنت أجهزة إنترنت الأشياء.

الخدمات التي تقدم خدمة قياس سرعة الإنترنت

بعد أن قدمنا لك فكرة عن سرعة الإنترنت المطلوبة لكل نشاط من الأنشطة التي يحتاجها المرء. ينبغي عليك أولًا لتحديد سبب المشكلة قياس سرعه الإنترنت ومقارنتها بالسرعة التي اشتركت فيها من المزود المحلي.

فيما يلي قائمة بأكثر المواقع استخدامًا لقياس سرعه الإنترنت، ونحن ننصحك بأن تقيس سرعة الإنترنت لديك في أكثر من موقع لتحصل على نتيجة أكثر دقة وموثوقية:

Ookla Speedtest

هذه إحدى أشهر خدمات قياس سرعه الإنترنت المجانية والمتاحة للجميع في أنحاء العالم، وهي تساعد في قياس سرعة الاستجابة وسرعة التحميل والرفع بدقوو كبيرة.

من خلال هذا الموقع يمكنك أيضًا قياس سرعة الإنترنت عدة مرات خلال عدة أيام وفي عدة أوقات من اليوم، هذا يساعد في معرفة الأوقات التي تكون فيها سرعة الإنترنت بطيئة نتيجة ازدحام الشبكة.

ميزة أخرى تتمتع بها هذه الخدمة وهي إمكانية استعمالها من الهاتف المحمول حيث يتوفر على متجر جوجل بلاي لهواتف أندرويد ومتجر آب ستور لهواتف أيفون تطبيق يمكنك من خلاله اختبار سرعه الإنترنت مجانا، كما يوفر هذا التطبيق خدمة في بي إن مجانية محدودة بعض الشيء، لكنها تساعدك على فتح المواقع المحجوبة في بلدك أو منطقتك الجغرافية.

Fast.com

هذه الخدمة لقياس سرعه الإنترنت تملكها شبكه نتفلكس الشهيرة وذلك لمساعده الأشخاص الذين يرغبون بالاشتراك في هذه الشبكة في معرفة سرعة الاتصال لديهم وتحديد ما إذا كانت ملائمة لبث محتوى الفيديو.

يعتمد هذا الموقع فقط على المتصفح، ما يعني أنك لا تحتاج إلى تحميل أي برنامج أو تطبيق على الهاتف المحمول، فقط توجه إلى متصفح الإنترنت على جهاز الكمبيوتر أو الهاتف الذكي وقم بكتابة اسم الموقع الذي سيقوم عند فتحه بقياس سرعة الإنترنت بشكلٍ تلقائيٍ وإظهار النتيجة دون أن تضطر إلى القيام باي شيء.

إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من التفاصيل حول الشبكة الخاصة بك والسرعات، أضغط على مربع “إظهار المزيد من المعلومات” وسيعرض لك الموقع وقت الاستجابة وسرعة التحميل بالإضافة إلى الخوادم التي تم استخدامها في عملية الاختبار.

SpeedOf.Me

هذه خدمة رائعة أخرى ودقيقة تعتمد على متصفح الإنترنت سواء على أجهزة الكمبيوتر أو الهاتف المحمول، تتميز هذه الخدمة بأنها تقدم لك رسمًا بيانيًا يظهر لك تقلبات وتغيرات السرعة في الوقت الحالي أثناء القيام بهذا الاختبار، كما يوفر الموقع سجل بياني حول كل الاختبارات السابقة التي قمت بها لمساعدتك على مقارنة السرعات في أوقات متعددة.

اختبارات أخرى يمكن تجربتها

يمكن إجراء اختبار سرعة الإنترنت بشكل مباشر عن طريق محرك البحث الذي تريده، على سبيل المثال، يمكنك أن تكتب في خانة البحث في موقع جوجل، عبارة speed test”” لتظهر لك في صفحة النتائج نتيجة أولى تتضمن أداه خاصة من شركة جوجل يمكنك الضغط عليها لاختبار سرعة الإنترنت لديك.

وبالمثل، تتوفر هذه الخدمة في محرك البحث بينغ الذي تملكه شركة مايكروسوفت، فعند البحث في هذا المحرك باستخدام عبارة ” speed test” ستكون النتيجة الأولى أداة سهلة الاستخدام تقيس سرعة الإنترنت لديك بما في ذلك سرعة التنزيل والتحميل.

نصائح للحصول على نتائج دقيقة عند قياس سرعه الإنترنت

إذا كان من الممكن ذلك، يجب الاتصال بشبكة الإنترنت سلكيًا عند إجراء الاختبار لكي تحصل على نتيجة دقيقه للغاية، لأن الاتصال اللاسلكي عن طريق الواي فاي يمكن أن يؤدي إلى انخفاض سرعة الإنترنت قليلًا مما يؤثر على نتيجة الاختبار.

قم بإجراء عدة اختبارات خلال عدة أيام وفي عدة أوقات من اليوم نفسه.

عامل ازدحام الشبكة هو عامل مؤثر بشكلٍ مباشر على سرعة الاتصال بالإنترنت لكن هذا العامل يتعلق بالشبكة المنزلية والأجهزة المتصلة بها فقط، فإن كنت تستخدم شبكة إنترنت منزلية مع عدة أشخاص في منزل واحد، فذلك يمكن أن يؤدي إلى بطء شبكة الإنترنت.

ماذا تعني نتائج الاختبار؟

إذا كانت نتيجة الاختبار السلكية لسرعة الإنترنت تظهر اختلافا مع السرعة التي اشتركت فيها من مزود خدمة الإنترنت المحلي، فإن ذلك يعني أن هناك مشكلة لديك.

في هذه الحالة عليك الانتقال إذا الخطوة التالية والتي تتضمن التحقق من جهاز التوجيه.

في البداية، تأكد من أن جهاز التوجيه متوافق مع مزود خدمة الإنترنت الخاص بك، على سبيل المثال، بعض أجهزة التوجيه لا تكون قادرة على إعطاء السرعة المطلوبة إذا كانت كبيرة. فربما تكون قد اشتركت في سرعة تصل إلى 10 ميجابايت في الثانية، لكن جهاز التوجيه لديك لا يدعم بسرعة أكبر من 3 ميجابايت في الثانية.

إذا كان جهاز التوجيه متوافقًا مع مزود خدمة الإنترنت لديك والسرعة التي اشتركت فيها وما زلت تعاني من بطء في سرعة الإنترنت. عليك التأكد من عدد الأجهزة المتصلة في شبكتك، فقد يكون هناك أجهزة غير مصرح بها. هذه حالة شائعة تحدث عند الكثيرين نتيجة اختراق الجهاز أو إعطاء كلمة سر الشبكة لعدد كبير من الأشخاص من حولك أو نتيجة استخدام كلمة سر ضعيفة يمكن تخمينها.

في هذه السابقة، سواءٌ كان هناك أجهزة غير مصرح بها متصلة بالشبكة أو كنت تشك في ذلك، ننصحك بتغيير كلمة سر الشبكة واستخدام كلمة بديلة أكثر قوة تتكون على الأقل من 12 خانة وتحتوي على رموز وأرقام وأحرف كبيرة وصغيرة لا يمكن تخزينها.

إذا قمت بكل هذه الإجراءات دون أن تستفيد، فعليك الاتصال بمزود خدمة الإنترنت للاستفسار عن هذه المشكلة.

المصادر

https://www.macitynet.it

https://www.usatoday.com

السيارات الكهربائية هي عبارة عن سيارات تستخدم محركًا كهربائيًا لتتحرك. يعتمد هذا المحرك على الكهرباء المخزن في بطاريه واحده أو أكثر. وعادة ما تكون هذه البطاريات القابلة لإعادة الشحن بطريقة ما.

يجري الحديث حاليًا حول أهمية زيادة عدد السيارات الكهربائية في العالم بهدف الحد من التلوث البيئي وغازات الاحتباس الحراري التي تطلقها السيارات التي تعتمد على الاحتراق الداخلي.

إن السيارات الكهربائية المتوفرة للبيع في الوقت الحالي تعتبر ذات كفاءة عالية في استهلاك الطاقة وتوفيرها بالمقارنة مع نظيرتها التي تعتمد على الاحتراق الداخلي، لكن السبب في عدم انتشارها يعود إلى محدودية الأماكن التي يمكن فيها إعادة شحن البطاريات، إضافة إلى العمر القصير لهذه البطاريات.

تعمل معظم شركات إنتاج السيارات في العالم على إنتاج موديلات ونماذج سيارات كهربائية بمواصفات مختلفة، وهذا أدى إلى تنافسٍ شرسٍ ساهم في تطور هذا القطاع وزيادة عدد السيارات الكهربائية التي تسير في الشوارع حول العالم، بالإضافة إلى تطور التقنيات وإنتاج أنواع جديدة من البطاريات التي تدوم لفترة أطول ويمكن شحنها بسهولة أكبر.

ما هي البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية؟

إن البطاريات القابلة لإعادة الشحن هي من أهم أجزاء السيارات الكهربائية، وحاليًا، تستخدم السيارات الكهربائية الموجودة في العالم بطاريات الليثيوم (ليثيوم أيون – بوليمر ليثيوم – ليثيوم الحديد وغيرها). لكن في الماضي، تم صناعة العديد من أنواع البطاريات التي تعتمد على حمض الرصاص.

فيما يلي بعض التقنيات الواعدة والتي يتم تطويرها من قبل شركات السيارات العالمية لإنتاج أنواع جديدة من البطاريات الخاصة بالسيارات الكهربائية:

• تقوم شركة تويوتا اليابانية منذ عام 2011 بتطوير نوعٍ جديدٍ من البطاريات من نوع ليثيوم أيون يمكن شحنها خلال 7 دقائق فقط.
• يعمل باحثون في جامعة نانيانغ للتكنولوجيا في سنغافورة على إنتاج بطاريات تعتمد على ثاني أوكسيد التيتانيوم، وفي عام 2014، قدموا أول بطارية من هذا النوع والتي يمكن شحنها بنسبة 70 بالمئة خلال دقيقتين فقط.
• تمكنت شركة “ستور دوت” الإسرائيلية في عام 2017 من إنتاج بطارية جديدة يمكن شحنها بالكامل خلال 5 دقائق فقط، ثم استخدامها في السيارات الكهربائية لقطع مسافة تصل إلى حوالي 480 كيلومترًا، كما يمكن استخدامها لتشغيل السيارات الكهربائية كبيرة الحجم. لكن النموذج الأولي لهذا النوع من البطاريات واجهة مشكلات عديدة أهمها أنها تحتاج إلى إعادة الشحن بعد قطع 100 كيلومتر.

نظر لأن البطاريات تعتبر أغلى أجزاء السيارة الكهربائية، كانت هذه السيارات في الماضي باهظة الثمن، لكن مع التنافس الشديد من قبل الشركات على تطوير بطاريات ذات كفاءة عالية وانخفاض أسعارها، انخفضت أسعار السيارات الكهربائية حتى أن بعضها الآن يباع بأسعار أقل من سيارات الاحتراق الداخلي.

شحن السيارات الكهربائية

جميع السيارات الكهربائية تتطلب إعادة شحن بطارياتها بشكل دوري، وفي معظم الحالات، يتم شحن هذه البطاريات باستخدام التيار الكهربائي. يأتي هذا التيار الكهربائي من محطات توليد الكهرباء التي تعتمد على موارد مختلفة كمصدر للطاقة، فبعضها يستخدم الطاقة غير المتجددة والملوثة للبيئة مثل الفحم أو الغاز أو الديزل. فيما تستخدم محطات أخرى طاقة متجددة وغير ضارة بالبيئة، مثل محطات الطاقة الكهرومائية من السدود أو المحطات التي تعتمد على طاقة الرياح، وفي بعض البلدان يتم الاعتماد على الطاقة النووية كمصدر رئيسي للتيار الكهربائي كما هو الحال في فرنسا.

يمكن شحن بطاريات السيارات الكهربائية الشهيرة مثل Nissan Leaf و Tesla Model S و Renault Zoe و BMW i3 بنسبة 80 بالمئة خلال 30 دقيقة تقريبًا.

السيارات الكهربائية التي تنتجها شركة تسلا مثل Tesla Model S و Tesla Model X يمكن أن تسير مسافة 290 كيلومترًا بعد شحن البطاريات لمدة 30 دقيقة.

بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير بعض الأنواع من البطاريات التي يمكن شحنها في المنزل عند الحاجة باستخدام مقبس التيار الكهربائي العادي. على سبيل المثال، يمكن شحن بطارية سيارة Nissan Leaf في المنزل بشكل كامل خلال ثماني ساعات.

على الرغم من أن عمليه الشحن البطاريات تتطلب بعض الوقت، إلا أن ذلك لا يشكل مشكلة حقيقية، وذلك لأن جميع السيارات سيكون لها الوقت الكافي أثناء وقوفها في موقف السيارات حيث يمكن شحنها في هذا الوقت.

اليوم، هناك ثلاثة معايير تستخدم لشحن البطاريات في السيارات الكهربائية. ففي حال كان التيار الكهربائي متناوبًا، يستخدم مقبس Type 2 بشكلٍ رئيسي، لكن إذا كان التيار الكهربائي متواصلًا، فيستخدم نوعان من المقابس وهي CCS Combo 2 و CHAdeMO.

في الدول الأوروبية، جميع محطات الشحن السريع تدعم المعايير الرئيسية الثلاثة هذه. لكن محطات الشحن التي تستخدم التيار المتناوب تدعم فقط مقبس الشحن من نوع Type 2.

استبدال البطارية

يعتبر استبدال البطاريات الفارغة بأخرى مشحونة أحد الخيارات المتاحة دون الحاجة للانتظار في محطات الشحن حتى يتم شحن البطارية الفارغة. حيث توجد في بعض أنواع السيارات الكهربائية بطارية إضافية يمكن استخدامها عند الحاجة، يكون وزن هذه البطارية حوالي 20 – 40 كيلوغرامًا، ويتم وضعها أسفل مقعد الركاب أو بين العجلات أو تحت صندوق السيارة.

هناك عدة طرق يمكن استخدامها لاستبدال البطاريات. حيث يمكن الاستعانة بأشخاص متخصصين يعملون في محطات الوقود، أو استخدام أنظمة إلكترونية لا تطلب سوى عدة ثوانٍ للقيام بذلك. لكن بشكلٍ عام، تعتبر عملية استبدال البطارية مكلفة جدًا إذا تمت مقارنتها بعملية إعادة الشحن.

إحدى أشهر السيارات الكهربائية التي تتضمن ميزات استبدال البطاريات هي سيارة Tesla Model S. كما أن شركه تسلا أعلنت في عام 2013 أنها ستقوم بتطوير نوع جديد من محطات إعادة الشحن التي تتميز بالقدرة على استبدال البطاريات خلال فترة لا تتعدى 90 ثانية فقط، أي ما يعادل نصف المدة التي تستغرقها عملية تعبئة الوقود في سيارات الاحتراق الداخلي.

أسعار السيارات الكهربائية وتكلفة تشغيلها

غالبًا ما يعتمد سعر السيارة الكهربائية على تكلفة البطاريات وأنواعها وقدراتها. بالإضافة إلى عمر البطارية الكلي والوقت الذي تستغرقه لإعادة شحنها بالكامل.

إن سعر البطاريات يختلف بحسب التقنيات المستخدمة في صناعتها والمواصفات التي تقدمها، فهمتك أنواع من البطاريات لا يتعدى سعرها عدة آلاف من الدولارات، في حين يصل أسعار البطاريات عالية الكفاءة إلى حوالي 50 بالمئة من سعر السيارة الكهربائية، وهذا هو السبب الرئيسي الذي يجعل أسعار السيارة الكهربائية مرتفعًا بالمقارنة مع السيارة التي تعتمد على الوقود الأحفوري، لكن وبحسب الخبراء والمحللين الاقتصاديين، ستنخفض أسعار البطاريات بشكلٍ كبير خلال الأعوام القادمة نتيجة التطور في البحوث التي تقوم بها الشركات المختلفة والمنافسة فيما بينها. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر البطاريات من الأجهزة القابلة لإعادة التدوير، وهذا يقلل من تكاليف استبدالها، كما أن السيارة الكهربائية ولأنها لا تعتمد على محرك يحرق الوقود السائل، تكون أسهل وأقل تكلفة في الصيانة.

جانب آخر يجب ذكره عند الحديث عن السيارات الكهربائية وهو تكلفة التشغيل، فالسيارات الكهربائية تكلف حوالي 5 سنتات فقط في كل كيلومتر تقطعه. وهذا أقل من تكلفة تشغيل السيارات التي تعتمد على البنزين والتي تقدر بالضعف تقريبًا. ولا ننسى إضافة تكاليف ضريبة استخدام البنزين في بعض الدول، ففي إيطاليا على سبيل المثال، تفرض الدولة ضريبة على أسعار البنزين ما يجعل تكلفة تشغيل سيارات البنزين أغلى بـ 3 – 4 مرات من تكلفة تشغيل سيارات الكهرباء.

قامت العديد من الدول بمنح إعفاءات ضريبية ومساعدات وقروض للمواطنين بهدف حثهم على شراء السيارات الكهربائية. وقد أدى هذا إلى انتشارها على نطاق واسع في تلك الدول كما هو الحال في النرويج.

في عام 2017، قامت وكالة بلومبرج الأمريكية بإجراء بحث حول مستقبل السيارات الكهربائية وتكاليف استخدامها، وتبين أنه مع التطور المستمر، ستنخفض تكاليف استخدام هذا النوع من السيارات بشكلٍ تدريجي خلال الأعوام القادمة وسوف تصبح أرخص من السيارات التي تعتمد على الاحتراق الداخلي بحلول عام 2030.

في بعض المدن حول العالم، تم منح امتيازات للسيارات الكهربائية مثل السماح لها بالوقوف في مواقف السيارات مجانا أو توفير محطات شحن مجانية أو رخيصة أو حتى السير في الخطوط المخصصة لسير الحافلات أو سيارات الأجرة.

الأثر البيئي الشامل

عند الحديث عن الجانب البيئي، تبين أن إنتاج الكهرباء ونقله وتخزينه وشحن البطاريات وفقدان الطاقة نتيجة التفريغ الكهربائي ومعدل استهلاك الطاقة في السيارات الكهربائية أفضل بكثير من الوقود المستخدم في سيارات الاحتراق الداخلي.

إذا كان التيار الكهربائي يتم إنتاجه بالاعتماد على مصادر طاقة متجددة يكون الأثر البيئي الإيجابي للسيارات الكهربائية كبيرًا للغاية.

بشكلٍ عام، يساهم استخدام السيارات الكهربائية في النقل داخل المدن أو السفر في تقليل انبعاثات الغازات المسببة لتلوث البيئة.

الميزة الأساسية التي تتمتع بها السيارات الكهربائية عند مقارنتها مع غيرها من السيارات هي أنها ذات كفاءة عالية في استهلاك الوقود خاصة عندما تكون في الأماكن المزدحمة أو تتوقف لفترة طويلة أو تسير بسرعة منخفضة جدًا، فعلى سبيل المثال يكون الازدحام في المدن الكبرى سببًا في خسارة الكثير من الوقود والطاقة، وسيارات الاحتراق الداخلي تستمر في حرق الوقود حتى عندما تسير بسرعة منخفضة. في حين تكون السيارة الكهربائية قادرة على خفض استهلاك الطاقة حسب سرعة السيارة ما يجعلها مفيدة للغاية في التوفير عند السير في المدن.

انتشار للسيارات الكهربائية

أكثر دولة في العالم التي يستخدم سكانها السيارات الكهربائية هي النرويج بنسبة 23 بالمئة، ثم هولندا بنسبة 10 بالمئة، ثم السويد والدنمارك وفرنسا والصين وبريطانيا.

يكمن النجاح الذي حققته النرويج في الحوافز الاقتصادية التي قدمتها الدولة للسكان من أجل شراء السيارات الكهربائية، حيث يستطيع المواطن في النرويج على الحصول على قروض وإعفاءات ضريبية متنوعة لشراء هذا النوع من السيارات بسهولة، بالإضافة إلى الضريبة العالية التي تم فرضها على السيارات التي تستخدم البنزين.

هناك عامل هام للغاية يؤثر على انتشار هذا النوع من السيارات في العالم وهو محطات الشحن في المدن وعلى الطرقات السريعة. فحتى الآن، لا تتوفر محطات شحن سيارات الكهرباء في عدد كبير من الدول. مما يجبر السكان على الاستمرار في استخدام سيارات البنزين.

يستخدم الخبراء مصطلح خاص لتقييم مدى انتشار محطات الشحن السريع. وهو يعرف بـ “مؤشر نقاط الشحن السريع”، والذي يتم فيه تحديد متوسط عدد نقاط الشحن السريع في كل 100 كيلومتر من الطرقات. ففي الاتحاد الأوروبي على سبيل المثال، يكون مؤشر نقاط الشحن السريع 32 نقطة في كل 100 كيلومتر.

ما هو مستقبل سوق السيارات الكهربائية؟

يزداد عدد السيارات الكهربائية التي يتم إنتاجها وبيعها في العالم بشكلٍ متسارع كل عام، ومنذ عدة سنوات فقط، كانت السيارات الكهربائية مجرد تقنية يتم الحديث عنها في وسائل الإعلام، لكنها أصبحت اليوم متوفرة في العديد من دول العالم وتستخدم على نطاقٍ واسع. والآن، معظم شركات صناعة السيارات أطلقت أو تعمل على إطلاق نماذج وموديلات جديده من سيارات كهربائية.

بحسب البيانات المتوفرة، يبلغ عدد السيارات الكهربائية المستخدمة في العالم 7.7 مليون سيارة، منها أكثر من 2.25 مليون سيارة تم إنتاجها وبيعها في عام 2019 فقط. هذه الأرقام لا تشكل سوى نسبةٍ ضئيلةٍ جدًا من عدد السيارات الموجودة في العالم، لكن عند مقارنة أعداد السيارات الكهربائية، نستطيع أن نستنتج بأن عدد هذه السيارات ازداد بمعدل 40 ضعفًا خلال الأعوام السبعة الأخيرة.

ما هو الفرق بين السيارة الكهربائية والسيارة الهجينة؟

نسمع في وسائل الإعلام وعلى شبكة الإنترنت حديثًا عن أنواع عديدة من السيارات، منها السيارات الكهربائية بالكامل والسيارات الهجينة، فما الفرق بين النوعين:

السيارات الكهربائية بالكامل هي مركبات تستخدم التيار الكهربائي الذي يأتي من البطارية كمصدر للطاقة بنسبة 100 بالمئة. ويتم تخزين الطاقة الكهربائية هذه بواسطة نظام كهروكيميائي ضمن بطاريه واحدة أو أكثر. ويقوم محرك كهربائي واحد أو أكثر باستخدام هذه الطاقة الكهربائية وتحويلها إلى طاقة ميكانيكية تدفع السيارة.

السيارات الهجينة هي سيارات فيها نوعين مختلفين من وسائل تخزين الطاقة وتحويلها إلى حركة. وفيها يتم استخدام محرك كهربائي بالإضافة إلى محرك يعتمد على الاحتراق الداخلي من أجل تحويل الطاقة إلى حركة، وفيها يوجد بطارية كهربائية وخزان للوقود.

هل من الجيد شراء سيارة كهربائية؟

بالنسبة لمعظم الأشخاص، السيارات الكهربائية وسيلة نقل لا يمكن استخدامها في الوقت الحالي وذلك لعدم توفر البنية التحتية في بلدانهم والتي تسمح بإعادة شحن هذه السيارات واستخدامها على الطرقات. لكن هذا لا يعني أن هذا النوع من السيارات قد أصبح منتشرًا، فكما قلنا، هناك حوالي 7.7 مليون سيارة تسير على الطرقات في الولايات المتحدة الأمريكية ودول أوروبا والصين واليابان وغيرها من الدول.

إن تكلفه شراء سيارة كهربائية وتشغيلها في حال توفرت البنية التحتية في الدولة لشحن وصيانة هذا النوع من السيارات يعتبر أقل من تكلفة أي نوع آخر من السيارات، بالإضافة إلى أنها أكثر كفاءة وقدرة على توفير الطاقة عند استخدامها في المدن الكبرى والأماكن المزدحمة. ولا ننسى أيضا الأثر البيئي لهذا النوع من السيارات وبشكل خاص في الدول التي تعتمد على مصادر الطاقة البديلة والمتجددة لتوليد التيار الكهربائي.

باختصار، إن كنت تعيش في دولة تملك البنية التحتية ومحطات الشحن السريع للسيارات الكهربائية في المدن والطرق السريعة، فان شراء سيارة كهربائية يعتبر خيارًا مثاليا بالنسبة لك.

يمكننا تلخيص المزايا الرئيسية التي تتمتع بها السيارات الكهربائية فيما يلي:

سيارات مستدامة أكثر كفاءة في استهلاك الوقود وأقل ضررًا على البيئة ويمكن صيانتها بسهولة وبتكلفة أقل.

هناك العديد من النماذج والموديلات المختلفة لهذا النوع من السيارات والتي يمكن تجربتها.

يمكن أن يمنحك شراء سيارة كهربائية مجموعة من المزايا التي تقدمها الدولة مثل إعفاءات ضريبية تتعلق بسعر السيارة والضرائب المفروضة على الوقود الأحفوري مثل البنزين، بالإضافة إلى السماح بالشحن المجاني أو الرخيص أو إمكانية ركن السيارة مجانًا.

لمزيد من التفاصيل حول الإعفاءات الضريبية والمزايا التي تقدمها الدولة لأصحاب السيارات الكهربائية، ننصحك بالتواصل مع الهيئة المعنية بتنظيم النقل في مدينتك أو دولتك. أو التواصل مع الشركات المصنعة مباشرةً أو وكلائها في بلدك.

ما هي الأشياء التي يجب الانتباه لها عند شراء سيارة كهربائية؟

إذا كنت ترغب في شراء سيارة كهربائية، فإن عليك أخذ النقاط التالية بعين الاعتبار:

1. سعة البطارية: تعتبر سعة البطارية بمثابة سعة خزان الوقود في سيارات الاحتراق الداخلي، ويشار إليها بواحدة هي الكيلو واط في الساعة.
2. سرعة الشحن: تتعلق سرعة الشحن بعدد من العوامل منها تيار الشحن (10 أمبير – 16 أمبير – 24 أمبير – 32 أمبير). تبلغ سرعه الشحن 3 كيلو واط وهي سرعة شحن بطيئة في التيار المتناوب والتي تتم عن طريق مقبس كهرباء المنزل. في حين تبلغ 350 كيلو واط في محطات الشحن السريع التي تعتمد التيار المتواصل.
3. كبل الشحن: في كل سيارة يوجد نوع واحد أو نوعين كحد أقصى من الكابلات المخصصة للشحن والتي تأتي مع السيارة عند شرائها أو استئجارها. يمكن استخدام هذه الكابلات في محطات الشحن العامة أو في المنزل.
4. توفر البنية التحتية للسيارة الكهربائية: هذه إحدى أهم العوامل التي يجب أخذها بعين الاعتبار إذا كنت ترغب في شراء سيارة كهربائية، فإذا كنت تعيش في دولة تتوفر فيها محطات الشحن السريع في المدن والطرقات السريعة، يكون خيار شراء سيارة كهربائية جيدًا بالنسبة لك.

هل تساهم السيارات الكهربائية في تلوث الهواء؟

هذا يعتمد بشكلٍ أساسي على مصدر الطاقة الذي يتم استخدامه لتوليد التيار الكهربائي، في فرنسا على سبيل المثال، يتم توليد أكثر من نصف التيار الكهربائي في البلاد عن طريق محطات نووية، وهي طاقة نظيفة لا تسبب أي انبعاثات لغازات ملوثة للبيئة، لذلك، يعتبر استخدام السيارات الكهربائية في فرنسا مفيدة للبيئة كثيرًا.

حتى إذا كانت محطات توليد الطاقة الكهربائية تعتمد على الوقود الأحفوري، يمكن أن تكون السيارات الكهربائية مفيدة للبيئة، فهي وعلى الرغم من أنها تستخدم الطاقة المولدة من مصدر ملوث للبيئة، تكون نظيفة في المدن الكبرى ولا تولد انبعاثات مما يساهم في تقليل التلوث الذي تواجهه المدن. هذا يساعد بشكل فعال في تقليل الآثار الصحية الضارة التي تنجم عن انبعاثات عوادم السيارات. ويقلل من احتمال إصابة السكان في المدن بأمراض الجهاز التنفسي وما يترتب على ذلك من تكلفة مادية تشمل الرعاية الصحية للمرضى.

بالإضافة إلى ذلك، لا يجب علينا أن ننسى تأثير السيارات الكهربائية على التلوث الضوضائي، فمعظم هذه السيارات تكون محركاتها صامتة أو شبه صامتة، مما يساهم في تحسين نوعية الحياة في الأماكن التي تسير فيها هذه السيارات.

هل تعتبر السيارات الكهربائية أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة؟

إذا قمنا بمقارنه الطاقة التي تستهلكها السيارة الكهربائية مع سيارة البنزين عند السير لنفس المسافة، سنجد أن السيارة الكهربائية تستهلك طاقة أقل بثلاث مرات، هذا يعني أننا لو استخدمنا نفس الكمية من الطاقة في السيارتين، ستتمكن السيارة الكهربائية من قطع مسافة أكبر بثلاث مرات من سيارة البنزين.

إن هذه الكفاءة في استهلاك الطاقة يمكن أن يساعد في توفير الكثير من الأموال وتحقيق الأهداف التي حددتها اتفاقية باريس لخفض انبعاثات الغازات الملوثة للبيئة.

كيف تساعد السيارات الكهربائية في تحسين شبكات الكهرباء؟

بالإضافة إلى الفوائد التي ذكرناها، هناك فائدة لم نتطرق لها، وهي أن السيارات الكهربائية يمكن أن تستخدم أنظمة شحنٍ ذكية بحيث تشحن نفسها في أوقات معينة فقط، كما هو الحال في الأوقات التي ينخفض فيها استهلاك التيار الكهربائي أو حين يكون صعر الشحن أرخص.

أيضًا، تجري العديد من الشركات والباحثين تجارب لتطوير نماذج من سيارات كهربائية تحتوي على ألواح طاقة شمسية يمكنها شحن بطارياتها مجانًا باستخدام طاقة الشمس عندما تكون مركونة.

المصادر

السيارات الكهربائية – ويكيبيديا الإيطالية

https://www.enelx.com

لوحة المفاتيح الكيبورد (Keyboard)… غدت أعظم المشاكل عند اقتناء لوحة المفاتيح في وقتنا تتجلى في هل هي تنسجم مع ألوان جهاز الكومبيوتر خاصتنا، وهل تدعم تقنية (RGB)، فهذا الأمر لم يكن متاحًا حتى وقت قريب.

(المزيد…)

أشعة الليزر هي أشعة ضوئية تنبعث بشكل موحد من خلال عملية تضخيم بصري. هناك العديد من أنواع الليزر، بما في ذلك ليزر الغاز وليزر الألياف والليزر الصلب. تشترك جميع هذه الأنواع من الليزر في مجموعة من المكونات الأساسية.

ما هو الليزر؟

يعد الليزر مكونًا رئيسيًا للعديد من المنتجات التي نستخدمها يوميًا. تعتمد المنتجات الاستهلاكية في أجهزة الكمبيوتر التي تقرأ أقراص Blu-Ray و DVD على تقنية الليزر لقراءة معلومات القرص. كما تعتمد ماسحات الباركود على أجهزة الليزر لمعالجة المعلومات. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الليزر في العديد من العمليات الجراحية مثل جراحة العين بالليزك. وفي الإنتاج الصناعي، يتم استخدام أشعة الليزر للقطع والنقش أو وضع علامات على مجموعة واسعة من المواد.

من بين المزايا التي توفرها تقنية الليزر، هناك العديد من التطبيقات والاستخدامات المفيدة، مثل:

• قياس المسافات باستخدام أشعة الليزر
• معالجة المعلومات في أقراص DVD و Blu-Ray
• قراء أكواد الباركود على المنتجات والسلع
• جراحة العين وتصحيح البصر باستخدام الليزر
• التقاط صور ثلاثية الأبعاد
• التحليل الطيفي بالليزر
• قطع المواد
• النقش على المواد
• الرسم على المواد

تاريخ تكنولوجيا الليزر

بدأت تقنية الليزر مع ألبرت أينشتاين في أوائل القرن العشرين. وقد تطورت هذه التكنولوجيا بشكل أكبر في عام 1960، عندما تم بناء أول ليزر في مختبرات أبحاث هيوز.

لتحليل وفهم تطور تقنية الليزر، اتبع الجدول الزمني أدناه:

في عام 1917، وضع ألبرت أينشتاين الأساس لتقنية الليزر عندما تحدث عن ظاهرة “الانبعاث المحفز”، وهو أمر أساسي لعمل جميع أشعة الليزر.

في عام 1939، قام فالنتين فابريكانت باستخدام الانبعاث المحفز لتضخيم الإشعاع.

في عام 195، قام تشارلز تاونز ونيكولاي باسوف وألكسندر بروخوروف بتطوير نظرية الكم للانبعاث المحفز وإثبات الانبعاث المحفز للموجات الدقيقة. ونتيجة أبحاثهم هذا، حصلوا على جائزة نوبل في الفيزياء تكريمًا لهذا العمل الثوري.

في عام 1959، طرح جوردون جولد – وهو طالب دراسات عليا في جامعة كولومبيا الأمريكية – فكرة استخدام الانبعاث المحفز لتضخيم الضوء. وقام بوصف مرنان بصري قادر على إنشاء شعاع ضيق من الضوء المتماسك والذي يعرفه باسم الليزر LASER، وهي كلمة مركبة تشمل الأحرف الأولى من جملة “تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز للإشعاع”.

في عام 1960، بنى ثيودور ميمان أول نموذج أولي يعمل بالليزر في معامل هيوز للأبحاث في ماليبو بولاية كاليفورنيا الأمريكية. حيث استخدم هذا الليزر الياقوت الصطناعي كوسيط نشط يبعث شعاع ضوء أحمر متماسك بطول موجة 694.3 نانومتر. كان أول تطبيق لهذا النوع من الليزر هو استخدامه في أجهزة لتحديد المسافات والإحداثيات العسكرية، ولا يزال يستخدم تجاريًا لحفر ثقوب في قطع الماس بفضل قوته العالية.

في عام 1963، تم تطوير ليزر ثاني أكسيد الكربون (CO2) من قبل كومار باتل في مختبرات AT&T Bell. وهو أحد أنظمة الليزر التي تعتمد على غاز ثنائي أكسيد الكربون في تشغيلها، يتميز ليزر ثاني أكسيد الكربون بأن تكلفة تشكيله وتشغيله أقل بكثير من أي نوع أخر، كما أنه ذو كفاءة أعلى من ليزر الياقوت. كل هذه العوامل جعلت منه الليزر الأكثر استخدامًا لأكثر من 50 عامًا.

استخدامات الليزر في مجال الصناعة

قطع بالليزر

القطع باستخدام أشعة الليزر هو فصل وقطع المواد بشكل كامل من السطح العلوي إلى السطح السفلي. يمكن إجراء القطع بالليزر على مادة تكون من طبقة واحدة الطبقة أو عدة الطبقات.

عند قطع مادة متعددة الطبقات، يمكن التحكم في شعاع الليزر بدقة لقطع الطبقة العلوية دون التأثير على الطبقات الأخرى للمادة.

يعتبر سمك وكثافة المواد من العوامل المهمة التي يجب مراعاتها عند إجراء القطع بالليزر. يتطلب قطع مادة رقيقة طاقة ليزر أقل من قطع نفس المادة إذا كانت أكثر سمكًا. تتطلب المواد منخفضة الكثافة عادةً طاقة ليزر أقل. ومع ذلك، فإن زيادة مستوى طاقة الليزر يحسن بشكل عام من سرعة القطع بالليزر.

بشكل عام، يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون ذو الطول الموجي 10.6 ميكرون في المقام الأول لقطع المواد غير المعدنية. في حين يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الألياف على حد سواء لقطع المعادن. ومع ذلك، يتطلب قطع المعادن عادة مستويات طاقة أعلى بكثير من المواد غير المعدنية.

إن تقنية الليزر هي أداة مثالية لتلبية مواصفات القطع الدقيقة حيث تسمح بتحديد وتعديل قوتها واستخدامها.

النقش بالليزر

يتضمن النقش بالليزر إزالة المواد من الأعلى إلى الأسفل حتى عمق محدد دون أن يتم قطع المادة.

يحدد نوع المادة ومستوى طاقة الليزر الحد الأقصى لعمق النقش وسرعة العملية. بشكل عام يكون الشق السطحي أسرع من الشق العميق. علاوة على ذلك، يتم حفر المواد ذات الكثافة المنخفضة بشكل أسرع من تلك المواد ذات الكثافة الأعلى. تعمل زيادة مستوى طاقة الليزر بشكل عام على تحسين سرعة النقش بالليزر.

ليزر ثاني أكسيد الكربون ذو الطول الموجي 10.6 ميكرون يستخدم على نطاق واسع للنقش المواد غير المعدنية.

ليزر ثاني أكسيد الكربون لا تستخدم في الحفر أو النقش على المعادن، لأن معظم طاقة الليزر تنعكس. ومع ذلك، يمكن استخدام ليزر الألياف ذو الطول الموجي 1.06 ميكرون للنقش السطحي على المعادن.

وضع العلامات بالليزر

يتم وضع العلامات بالليزر بطريقتين. في الطريقة الأولى، يزيل الليزر القليل من المادة لإنشاء عمق (حفر دقيق بالليزر)، أما في الطريقة الثانية، يغير المادة (اللون أو التباين أو الانعكاس على لسطح).

بشكل عام، يعد وضع العلامات بالليزر طريقة لوضع تعريف أو معلومات يمكن قراءتها من قبل الإنسان و / أو يمكن قراءتها آليًا، مثل الرمز الباركود أو رمز التاريخ أو الدُفعة أو الرقم التسلسلي أو الرقم الجزئي. يمكن أيضًا وضع علامة على معلومات أخرى مثل الشعارات والرسوم البيانية والرسوم التوضيحية والصور الفوتوغرافية على مادة ما.

لوضع علامات على المواد غير المعدنية، يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون ذو الطول الموجي 10.6 – 9.3 ميكرون. ويستخدم ليزر الألياف ذو الطول الموجي 1.06 ميكرون لوضع علامات على سطح العديد من المواد المعدنية.

المصدر

https://www.ulsinc.com