بقلم كيتلن كلارك، أخبار الجامعة

وظفت شركة أرامكو السعودية في عام 2012 سبعة من خريجي درجة الماجستير من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية من تسع دول مختلفة. وشكلت هذه المجموعة الفريدة فريق الشركة للأنظمة الذكية، ومهمته هي: التطوير السريع للنماذج الأولية للنظم الذكية -مثل الروبوتات – لمعالجة مختلف التحديات والعقبات التي تواجهها أرامكو في عمليات النفط والغاز.

عمل الموظفون الجدد –الذين كانت أعمارهم دون سن 25 عامًا – في بداية الامر في مقر الشركة في الظهران، وكان مشروعهم الأول وهو تطوير روبوت مغناطيسي متسلق بغرض فحص وتفتيش الانابيب.

ونجح الفريق في تطوير وبناء الروبوت في فترة قياسية لم تتجاوز18 شهراً وذلك بفضل براعة أعضاء الفريق وخبرتهم الواسعة في مجالات الهندسة الميكانيكية وهندسة الالكترونيات وعلوم الحاسب الآلي. وأطلق على ابتكارهم مسمى روبوت التفتيش لأرامكو السعودية (SAIR). ومن مزايا هذا الروبوت الفريدة قدرته على إجراء عملية تفتيش مرئي وباستخدام الموجات فوق الصوتية للقطع التشغيلية الثقيلة لأرامكو، مثل الخزانات والحاويات والأنابيب. كما يمكنه استشعار ترسب الغازات الخطرة والقابلة للاشتعال. ويتم يتم تشغيله بصورة لاسلكية ومستقلة، ويستطيع الحركة على الأسطح المنحنية، والكشف عن الشروخ والتآكل في الفولاذ خصوصاً في الأماكن التي يصعب الوصول إليها.

روبوت التفتيش لأرامكو السعودية (SAIR)، الذي طوره الفريق في 18 شهراً فقط ويستطيع إجراء عملية تفتيش مرئي وباستخدام الموجات فوق الصوتية للقطع التشغيلية الثقيلة لأرامكو، مثل الخزانات والحاويات والأنابيب.

وقبل اكتمال مشروع الروبوت (SAIR)، قام مركز الأبحاث والتطوير في شركة أرامكو بنقل الفريق إلى جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، حيث يباشر خمسة أعضاء من الفريق المؤسس أعمالهم الآن في مكتب أرامكو في مدينة الأبحاث والتقنية في الجامعة.

تصميم الروبوت

يشرح حسن تريجوي أحد أعضاء الفريق المؤسس "أن الروبوتات المستخدمة في شركة أرامكو هي من الدرجة الصناعية، وجميعها تخضع للاختبارات الميدانية، وهذا يختلف كلياً عما اعتدنا عليه في تطوير الروبوتات كمشروع أكاديمي في الجامعة. لهذا واجهتنا تحديات صعبة عند الدخول في الاختبار الميداني والوفاء بالمواصفات المطلوبة. واستدعى الأمر منا جميعاً خوض عملية تعليم وتدريب مكثفة للتكيّف على بناء روبوتات بمواصفات صناعية."

مهندس من شركة أرامكو السعودي يختبر الروبوت (SAIR) في إحدى المنشآت التابعة للشركة.

 ​

فريق مبدع من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية

فاز الروبوت (SAIR) بجائزة الميدالية الدولية من الاتحاد الدولي لجمعية المخترعين في عام 2013، وجائزة الرئيس التنفيذي لشركة أرامكو السعودية للتميّز لعام 2014 -وهي أعلى جائزة تمنحها أرامكو لموظفيها.

يقول فضل عبداللطيف، وهو عضو مؤسس في الفريق: "نحن فخورون جداً بما أنجزناه. حيث كان هذا أول مشروع للروبوتات يتم تصميمه وتصنيعه بالكامل داخل الشركة ويحظى باعتراف وتقدير عالمي، الامر الذي يعكس التطور الذي تشهده المملكة العربية السعودية في مجال تصنيع الروبوتات. "

فريق الأنظمة الذكية في أرامكو في مختبرهم في حرم جامعة الملك عبدالله يعرضون اثنين من روبوتاتهم وبعض الجوائز التي حصلوا عليها.

براءات اختراع الروبوت (SAIR)  

حصل الفريق على 10 براءات اختراع لتقنية الروبوت (SAIR). يقول فضل عبداللطيف: " كان أحد أهم ابتكاراتنا هو التصميم المغناطيسي لعجلات الروبوت والتي تسمح له بالالتصاق بالسقوف والأسطح المعقدة والأنابيب المنحنية العالية فوق الأرض. فعلى سبيل المثال، يوجد في منشآت أرامكو الصناعية أنابيب مرتفعة جداً فوق الأرض بحدود 30 مترًا. ويصعب جداً الوصول إليها، الامر الذي يتطلب بناء السقالات للوصول إليها في عمليات التفتيش والصيانة. وقد يشكل ذلك خطورة كبيرة على من يبنون ويستخدمون السقالات او عمال صيانة الانابيب. وباستخدامنا للروبوت (SAIR) لن نضطر الى كل ذلك حيث يقوم الروبوت بجميع عمليات التفتيش وتفقّد سماكة الانابيب واستشعار التسربات المحتملة."

دخل الروبوت (SAIR) الآن مرحلة التسويق مع شركة ناشئة وهي عبارة عن مشروع مشترك بين أرامكو والمستثمرين المحليين. وقد حصلت الشركة الناشئة، التي يطلق عليها الروبوتات العربية (Arabian Robotics)، على ترخيص لبراءات الاختراع الخاصة بالروبوت (SAIR) لتطوير روبوتين مسؤولين عن مهام التفتيش.

الشراكة مع جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية

لا شك أن شراكة فريق الروبوت (SAIR) مع جامعة الملك عبد الله في الحرم الجامعي كانت مهمة لنجاح المشروع. يقول أيمن أمير، أحد الأعضاء المؤسسين في الفريق: " لقد قدنا جميعًا جزءًا من جهود تطوير الروبوت (SAIR)، لكننا لم نكن لننجز ذلك بهذه السرعة دون مساعدة المختبرات والمرافق الأساسية وقسم المشتريات في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية. حيث ساعدنا قسم المشتريات على الوصول السريع إلى المعدات والإلكترونيات والمكونات الجاهزة، واستخدمنا موارد المختبرات والمرافق الأساسية لبناء بعض لوحات الدوائر الإلكترونية المطبوعة وتصنيع الأجزاء الميكانيكية المختلفة. استفدنا أيضًا من التواصل مع أساتذة الجامعة وطلبتها الذين انضموا إلينا كمتدربين في مختبرنا خلال فصل الصيف. "

الروبوت الجديد

عندما انتهى الفريق من العمل على الروبوت (SAIR)، بدأوا في التركيز على مشروعهم التالي -وهو الروبوت الذي يطلق عليه اسم (SWIM-R)، أو روبوت التفتيش والمراقبة في المياه الضحلة، الذي يمكنه تفقد خطوط الأنابيب تحت الماء.

يقول أيمن أمير: " خلال مراسم تسليم جائزة الرئيس التنفيذي لشركة أرامكو السعودية للتميّز لعام 2014، سألنا معالي المهندس خالد الفالح، الذي كان الرئيس التنفيذي السابق لأرامكو، عن مشروعنا التالي كفريق. أخبرناه أننا نرغب في بحث عملية التصدي للتحديات الصناعية تحت الماء، وقد أعجبته فكرتنا وشجعنا على مواصلة هذا المسعى. وفور انتهاء الحفل مباشرةً بدأنا فعلاً في التفكير في تطوير روبوتنا الجديد."

الخريج ساهيجاد بتيل أثناء تطوير واختبار الروبوت (SWIM-R)، أو روبوت التفتيش والمراقبة في المياه الضحلة، الذي يمكنه تفقد خطوط الأنابيب تحت الماء.

يقول فضل عبداللطيف: " الهدف من تطوير الروبوت (SWIM-R) هو الاستغناء عن استخدام غواصين لتفقد وتفتيش خطوط الأنابيب تحت الماء. حيث أن عملية الغوص تشوبها العديد من المخاطر فضلاً عن كلفتها المرتفعة -خاصة عند إرسال سفينة دعم غوص كبيرة مع طاقم غواصين. علاوة على ذلك، لا تستطيع السفن الكبيرة الإبحار في المياه الضحلة."

عملية تطوير الروبوت (SWIM-R)

أمضى الفريق ساعات طويلة تحت الشمس يختبر التصاميم والنماذج الأولية في المرافق البحرية التابعة للمختبرات والمرافق الأساسية في جامعة الملك عبدالله للعلوم و التقنية. وتم الانتهاء من الروبوت (SWIM-R) في أقل من عامين، حيث قام بتسجيل تسعة براءات اختراع له ونشروا ثلاث أوراق بحثية حول عملهم. وفي عام 2017، حصل مشروعهم أيضاً على جائزة الرئيس التنفيذي لشركة أرامكو السعودية للتميّز. والروبوت الآن في مرحلة التسويق حيث يأمل الفريق في الحصول على منتج تجاري بحلول نهاية عام 2018.

الروبوت (SWIM-R) يتفقد أحد الأنابيب في الخليج العربي.

مشاريع أخرى

كما أنجز الفريق أيضاً مشروعاً لتطوير نظام آلي لتخفيف تراكم الغبار عن الألواح الشمسية، حيث حصل منتجهم النهائي على ثلاث براءات اختراع وتم نشر ورقتين بحثيتين عنه في مجلات علمية. وقد تم الآن ترخيص هذه التقنية في شركة NOMADD الناشئة في الحرم الجامعي، وإجراء اختبارات ميدانية عليها في واحة الطاقة الجديدة في الحرم الجامعي.

النموذج الأولي لتقنية تخفيف تراكم الغبار عن الألواح الشمسية التي طورها الفريق والحاصلة على ثلاث براءات اختراع وتم نشر ورقتين بحثيتين عنه في مجلات علمية.

وطور الفريق مشروعاً ثانياً لأرامكو وهو تقنية (CTTC) لقياس حجم خزانات نقل النفط الخام والمنتجات المكررة الأخرى في أرامكو. يقول ساهيجاد بتيل، عضو مؤسس في الفريق: "القضية التي واجهتها الشركة هي أن خزانات النفط تتمدد مع طول الاستخدام وبفعل الوقت. وبمجرد أن يحدث ذلك، يصعب تقدير الحجم الفعلي لمحتوى الخزان، لذلك لا يمكن تحديد مقدار النفط الذي تقدمه الشركة للعميل بدقة".

طور الفريق روبوتاً يستطيع التحرك على طول الخزان ومرتبط بمحطة ليزر في قاع الخزان. يقوم الروبوت بتسلق جدار الخزان، وباستخدام شعاع الليزر يمكنه الكشف عن مدى تمدد الخزان سواء للداخل أو الخارج، وبالتالي تقديم صورة كاملة ودقيقة عن حجمه.

الفريق يختبر تقنية (CTTC) على أحد خزانات أرامكو في منشأة تابعة للشركة.

​

مستقبل تقنية الروبوتات في المملكة

أشار عضو الفريق محمد أبابطين، الذي انضم إلى فريق الأنظمة الذكية في أواخر 2015: " عدد الفرق العاملة في مجال الروبوتات في المملكة العربية السعودية قليل جداً، ونحن نعتبر من المبتدئين في هذا المجال، إلا أننا عازمون على جعل المملكة في مقدمة الدول في مجال تطوير الروبوتات في المستقبل."

ويقول ساهيجاد بتيل: " نشعر بأن ما نقوم به يعزز حالة المملكة العربية السعودية من مجرد مستخدم للتقنية الى منتج لها. ونريد أيضًا أن نساهم بقوة في توجه المملكة نحو تطوير المدن الذكية المستقبلية، حيث ستلعب الروبوتات والأنظمة الذكية دوراً كبيراً في ذلك".

الخريج ساهيجاد بتيل (يساراً) مع الخريج فضل عبداللطيف من فريق الأنظمة الذكية في أرامكو أثناء عملهم على الروبوت (SWIM-R).

ويؤكد حسن تريجوي:" تعمل الروبوتات التي نطورها على فتح الفرص أمام الشركات الناشئة في المملكة وخلق فرص عمل جديدة وواعدة ".

 ويقول فضل عبداللطيف:" نحن فخورون بأن تقنياتنا "صٌنعت في المملكة العربية السعودية، ونريد أن نستمر في تحسين الاقتصاد القائم على المعرفة في المملكة من خلال تطوير العلوم والمعرفة وبناء المهارات".