طلاب جامعة حلوان التكنولوجية يطورون ماكينة ذكية لدعم إعادة تدوير المخلفات

قدم طلاب الفرقة الثانية بقسم الميكاترونكس في الكلية التكنولوجية بجامعة حلوان التكنولوجية الدولية مشروعًا تطبيقيًا يستهدف دعم عمليات إعادة التدوير وإدارة المخلفات، من خلال تصميم وتنفيذ ماكينة ذكية تحمل اسم Smart Reverse Vending Machine (RVM)، قادرة على استقبال العبوات البلاستيكية وعلب الألومنيوم والتعرف عليها وتصنيفها وعدّها بصورة آلية.

ويجمع المشروع بين عدد من التقنيات الهندسية والبرمجية، بما يعكس طبيعة تخصص الميكاترونكس القائم على التكامل بين الميكانيكا والكهرباء والإلكترونيات والبرمجة وأنظمة التحكم، مع توظيف التكنولوجيا في التعامل مع إحدى القضايا البيئية المرتبطة بالمخلفات القابلة لإعادة التدوير.

ماكينة ذكية لفرز العبوات وتصنيفها

تقوم فكرة المشروع على تطوير نظام آلي يمكنه استقبال العبوات البلاستيكية وعلب الألومنيوم، ثم التعرف على نوعها وتصنيفها وعدّها باستخدام مجموعة من الحساسات، بما يقلل الحاجة إلى الفرز اليدوي ويساعد على تنظيم عمليات جمع المواد القابلة لإعادة التدوير.

كما تتضمن الماكينة نظامًا خاصًا لضغط علب الألومنيوم باستخدام تقنية Pneumatic System، بهدف تقليل الحجم الذي تشغله داخل الماكينة، وبالتالي رفع كفاءة التخزين وإتاحة مساحة لاستيعاب عدد أكبر من العبوات.

ويأتي هذا التصميم استجابة لفكرة الاستفادة من التكنولوجيا في تطوير أساليب التعامل مع المخلفات، وتحويل عمليات الجمع والفرز والتخزين إلى إجراءات أكثر تنظيمًا واعتمادًا على الأنظمة الآلية.

Raspberry Pi وArduino لإدارة النظام

اعتمد الطلاب في تشغيل الماكينة على كل من Raspberry Pi 4 وArduino Mega، وفق بنية تحكم Master–Slave Architecture، بما يسمح بتوزيع مهام التشغيل وتنظيم التعامل مع المكونات المختلفة داخل النظام.

كما زود المشروع بواجهة استخدام تعمل باللمس GUI، تتيح للمستخدم التعامل مع الماكينة بصورة مباشرة، إلى جانب عرض البيانات والإحصائيات الخاصة بعمليات جمع العبوات.

ولا يقتصر الجانب الرقمي في المشروع على تشغيل الماكينة، إذ يمكن الوصول إلى الإحصائيات اللحظية من خلال QR Code، بما يتيح متابعة البيانات بطريقة أكثر سهولة ويضيف جانبًا تفاعليًا إلى تجربة إعادة التدوير.

دقة تصنيف تصل إلى 98%

وأظهرت الاختبارات العملية التي أجراها الطلاب أداءً مرتفعًا للنظام، حيث تراوحت دقة تصنيف العبوات بين 95% و98% خلال التشغيل، وهو ما يعكس قدرة المكونات المستخدمة على تنفيذ المهمة الأساسية للمشروع بدرجة جيدة من الدقة والاعتمادية.

وتمنح هذه النتائج المشروع قابلية للتطوير مستقبلًا، سواء من خلال تحسين آليات التعرف على المواد أو إضافة تقنيات أكثر تقدمًا لتحليل البيانات، بما يمكن أن يوسع نطاق استخدام الماكينة في البيئات المختلفة.

مشروع قابل للتطبيق في أماكن متعددة

ويطرح المشروع إمكانية استخدام النموذج في عدد من المواقع التي تشهد تجمعات كبيرة من الأفراد والعبوات، مثل المؤسسات التعليمية والأماكن العامة والمنشآت التجارية والمجتمعات السكنية.

كما يمكن تطوير الماكينة وربطها مستقبلًا بمنظومات أكبر لإدارة المخلفات الذكية، بما يسمح بجمع بيانات أكثر تفصيلًا عن أنواع العبوات وكمياتها ومعدلات جمعها، والاستفادة من هذه البيانات في تحسين عمليات الإدارة وإعادة التدوير.

ويعكس ذلك توجه المشروع إلى تجاوز كونه نموذجًا تعليميًا داخل الجامعة، وطرح إمكانية تطويره إلى حل عملي يمكن توسيع نطاق استخدامه وفق احتياجات الجهات المستفيدة.

رئيس الجامعة: المشروعات التطبيقية جزء أساسي من التعليم

وأكد الدكتور السيد قنديل، رئيس جامعة حلوان التكنولوجية الدولية، أن المشروعات الطلابية التطبيقية تمثل أحد المحاور المهمة في العملية التعليمية بالجامعة، لما توفره من فرصة أمام الطلاب لتحويل المعارف والمفاهيم التي يدرسونها إلى أنظمة ومنتجات يمكنها التعامل مع تحديات واقعية.

وأوضح أن هذا النوع من المشروعات يساعد الطلاب على اكتساب خبرات عملية إلى جانب المعرفة الأكاديمية، ويعزز قدرتهم على التفكير في حلول تقنية ترتبط باحتياجات المجتمع.

عميد الكلية: المشروع يجمع تخصصات الميكاترونكس

ومن جانبه، أكد الأستاذ الدكتور أسامة القبيصي، المشرف الأكاديمي للجامعة وعميد الكلية التكنولوجية، أن مشروع Smart Reverse Vending Machine يمثل نموذجًا للتعليم التكنولوجي القائم على التطبيق والممارسة.

وأوضح أن الطلاب لم يتعاملوا مع مكونات أنظمة الميكاترونكس بصورة منفصلة، وإنما عملوا على دمج الميكانيكا والإلكترونيات والتحكم والبرمجة داخل منظومة واحدة.

وأشار إلى أن ارتباط المشروع بقضية إدارة المخلفات وتشجيع إعادة التدوير يمثل جانبًا مهمًا فيه، إلى جانب الاستفادة من تقنيات Raspberry Pi وArduino والحساسات والأنظمة النيوماتيكية وواجهات الاستخدام الرقمية في تطوير النظام.

فريق طلابي يضم 24 طالبًا وطالبة

شارك في تنفيذ المشروع 24 طالبًا وطالبة من قسم الميكاترونكس، وهم: يوسف علاء الدين سعيد، يوسف أشرف محمد عبد الكريم، هشام رشاد محمود، مهند عماد الدين يسري، عمر أشرف، يحيى خالد نعمان، أحمد وائل عبد الشفيع، عمار عبد الرحيم أبو الوفا، محمد منصور، ذياد شعبان، يوسف ماهر، سلمى محمد، ملك أشرف، يسرا محمود، شيماء رضا، حبيبة محمود سويلم، أسماء جمال حمدي، هبة نصر، فايزة غريب السيد، عبد الرحمن نادر درويش، فاطمة مفتاح، هايدي مؤمن، جمال نصر عمر، وكريم محمد اللقاني.

وجاء المشروع تحت الإشراف العام للأستاذ الدكتور أسامة القبيصي، المشرف الأكاديمي للجامعة وعميد الكلية التكنولوجية، والأستاذ الدكتور الأمير محمد إمام، وكيل الكلية لشؤون الخدمات والتدريب، إلى جانب إشراف الدكتور أحمد سويدان والمهندسة إسراء السيد.

التكنولوجيا في خدمة الاستدامة

ويقدم المشروع نموذجًا لتوظيف تخصص الميكاترونكس في معالجة قضية مرتبطة بالاستدامة وإدارة المخلفات، من خلال الجمع بين الأتمتة والأنظمة المدمجة والحساسات والبرمجة والأنظمة النيوماتيكية.

ومع إمكانية تطوير تقنيات التعرف على المواد وتحليل البيانات وربط الماكينات مستقبلًا بمنظومات إدارة المخلفات الذكية، يمكن توسيع نطاق استخدام النموذج والاستفادة منه في بيئات مختلفة.

ويعكس Smart Reverse Vending Machine توجه طلاب جامعة حلوان التكنولوجية الدولية إلى توظيف دراستهم في تطوير حلول تطبيقية، وتحويل التحديات المرتبطة بالمخلفات وإعادة التدوير إلى فرص للابتكار واستخدام التكنولوجيا في دعم ممارسات أكثر كفاءة واستدامة.