السعودية - بواسطة أيمن الوشواش - طورت جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) نظام AirGo الهجين لرصد جودة الهواء، حيث يجمع بين تقنيات الرصد المتنقلة والثابتة لفهم تلوث الهواء في المدن. تتميز وحدات النظام المعيارية، العاملة بالطاقة الشمسية، بانخفاض تكلفتها وقابليتها للتكيّف، إذ تحتوي على أجهزة استشعار تقيس الجسيمات العالقة والغازات ودرجات الحرارة والرطوبة والضغط الجوي.

صُمِّم النظام خصيصًا ليكون قابلًا للتوسع وقادرًا على إحداث أثر واقعي، حيث يدعم مباشرة التزام رؤية السعودية 2030 بالاستدامة البيئية وتطوير المدن الذكية.

وقال يوري تسيبان، طالب الدكتوراه في الهندسة الحيوية بكاوست "تتيح خاصية التنقل في النظام مراقبة مناطق واسعة، مما يساعد على تحديد المشكلات البيئية بدقة. كما أنه مزوّد بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام الاتصالات الخلوية، ما يمكّنه من تتبّع مواقع المركبات وإرسال البيانات بتقنية السحابة الإلكترونية، لتزويد المستخدمين بمعلومات بيئية دقيقة وفورية."

ويضم فريق تطوير هذه التقنية من كاوست، إلى جانب تسيبان، كلًا من البروفيسور خالد نبيل سلامة (قسم الهندسة الكهربائية والحاسوبية)، والبروفيسور إبراهيم حطيط (قسم هندسة وعلوم الأرض)، وأخصائي الأبحاث إيكهارد لو رو، بالإضافة إلى الفني السابق ألكساندر بريزبش، والمصممة السابقة لتجربة المستخدم داليا خوجة.

ويمكن تثبيت نظام AirGo على المركبات مثل السيارات والحافلات، أو على مواقع ثابتة مثل أعمدة الإنارة، حيث يجمع بيانات جودة الهواء من مواقع وأوقات مختلفة في أرجاء المدينة.

ويستطيع النظام قياس الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون، وأول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت، والأوزون، وكبريتيد الهيدروجين، والأمونيا، وثاني أكسيد النيتروجين، بالإضافة إلى الجسيمات الخشنة مثل الغبار، والجسيمات الدقيقة الناتجة عن الاحتراق، والجسيمات فائقة الدقة القادرة على النفاذ إلى مجرى الدم — ما يوفّر رؤى دقيقة لجودة الهواء على مستوى تفصيلي.

استجابةً للحاجة إلى حلول مراقبة بيئية شاملة ومرنة بتكاليف منخفضة، قام باحثو كاوست بتطوير نظام AirGo. وأوضح تسيبان أن الأنظمة الثابتة التقليدية تعاني غالبًا من قيود تتعلق بنطاق الرصد والقدرة على التكيف. في المقابل، يتيح التصميم المعياري لـ AirGo للمستخدمين تبديل وحدات الغاز واختيار أجهزة الاستشعار المناسبة للبيئة أو الملوثات المستهدفة، مما يجعله فعالًا في مجموعة متنوعة من الظروف.

وأضاف "لقد لاقى النظام استجابة إيجابية من المستخدمين الأوائل والمقيّمين، الذين قدّروا على نحو خاص قدرته على التنقل وجمع بيانات بيئية آنية على نطاق واسع. كما اعتُبر التصميم المعياري لأجهزة الاستشعار ميزة مهمة، إذ يمكّن المستخدمون من تخصيص النظام بما يتوافق مع احتياجات المراقبة المحددة".

جاهزية التقنية
يبلغ نظام AirGo حاليًا المستوى السادس (TRL6) من مستويات جاهزية التقنية، ما يعني أنه اُخْتُبِر في بيئات ذات صلة، وهو في طور التوسع للاستخدام على نطاق أوسع، بحسب تسيبان، وأضاف "للمضي نحو التسويق التجاري، يعمل الفريق حاليًا على إقامة شراكات مع شركات التصنيع لتطوير الجهاز على نطاق أوسع".

وقد خضع النظام لاختبارات مكثفة في حرم كاوست، حيث أظهر أداءً موثوقًا في رصد الأحداث البيئية بدقة، مثل العواصف الترابية وهطول الأمطار. وتُدمج هذه البيانات التفصيلية في نماذج الطقس والتلوث، مما يمكّن من التنبؤات المحلية وإصدار تنبيهات صحية فورية.

وتُنقل بيانات الأنظمة المتنقلة والثابتة في الوقت الفعلي عبر شبكات الاتصال الخلوية إلى قاعدة بيانات سحابية، مع توفير لوحات بيانات مباشرة وتنبيهات آلية عبر منصات مثل (Grafana) ويقدّم النظام أداة منخفضة التكلفة ومتينة وقابلة للتكيّف، يمكن نشرها في بيئات متنوعة، بما في ذلك المناطق ذات البنية التحتية المحدودة.

كما أضاف تسيبان "من المتوقع أن يتم توفير تقنية AirGo تجاريًا خلال الـ 12 إلى 18 شهرًا المقبلة، وذلك بناءً على تقدّم شراكات التصنيع والموافقات التنظيمية. ويتركز العمل حاليًا على تحسين التصميم بما يتناسب مع الإنتاج واسع النطاق."

وأعرب تسيبان عن شكره للبروفيسور ماثيو مكابي (من قسم هندسة وعلوم البيئة)، ومبادرة المناخ وقابلية العيش على دعم التمويل، وكذلك أنطونيو أرينا (رئيس الابتكار والتجربة الرقمية في كاوست)، وشركة سابتكو على تعاونهم في المشروع.

أهمية التعاون
من خلال سد الفجوات التي تتركها محطات الرصد الثابتة التقليدية لجودة الهواء، يقدّم نظام AirGo من كاوست حلاً قويًا وقابلًا للتوسع لإدارة جودة الهواء في المدن المتنامية — ما يدعم تخطيطًا حضريًا أكثر ذكاءً، ويعزز من النتائج الصحية العامة.

وبحسب تسيبان، يتيح هذا النظام المبتكر فرصًا للتعاون داخل كاوست، وكذلك مع شركاء خارجيين من الجهات الحكومية وقطاع الأعمال، بما يشمل البحث والتطوير، وتحليل البيانات، وتنفيذ السياسات البيئية.

يقول تسيبان " من خلال الشراكة مع الجهات الحكومية، يمكن أن يساهم AirGo في متابعة الامتثال للأنظمة البيئية، كما أن التعاون مع مؤسسات القطاع الخاص قد يفتح المجال لتبني هذه التقنية ضمن مبادرات المسؤولية البيئية للشركات".