در قسمت اول مصاحبه با «دكتر عقيل يوسفي كما» عضو هيأت علمي دانشكده‌ي مهندسي مكانيك دانشگاه تهران و رئيس مركز رشد فن‌اوري‌هاي دانشگاه تهران، ايشان از چند پروژه‌‌ي در حال جريان و استفاده از دانش‌اموز فعال صحبت كردند. در اين قسمت از چگونگي همكاري دانشجويان اعم از مقطع ليسانس و فوق‌ليسانس در رشته‌هاي مختلف براي انجام پروژه‌ها صحبت مي‌كنند. اين‌كه چگونه مرز بين علوم از بين رفته و علوم رشته‌هاي مختلف به‌كمك هم مي‌شتابند.                                                                                          

بچه‌هاي فوق‌ليسانس كه با من كار مي‌كنند اول «گانت چارت» (Gantt Chart) مي‌كشند؛ سپس براورد قيمت مي‌كنند؛ هزينه‌هاي كاركنان را نيز استخراج مي‌نمايند. در واقع توجيه طرحشان را گرفته، تقاضاي «پشتيباني»
(Support) مي‌كنند. وقتي اين كارها را انجام دادند، به آن‌ها چنين مي‌گويم: «حالا كه پروپوزال را نوشتيد تازه به قسمت اول «تز»تان رسيده‌ايد؛ Literature Survey آن نيز اول كار محسوب مي‌شود. حالا بياييم تزتان را هم از دل اين كارها در بياوريم».

مثل: همين طرحي كه صحبتش را كردم. من براي اجراي اين طرح، الان از دو دانشجوي فوق‌ليسانس و سه چهار دانشجوي ليسانس فارغ‌التحصيل شده (كه پروژه‌ي ليسانسشان محسوب مي‌شد) استفاده مي‌كنم. پروژه هنوز در جريان است؛ اگر هم فعال بشود، چند نفر ديگر هم به آن اضافه مي‌شوند. در مورد پروژه‌ي «ميكروزيردريايي» هم الان دو دانشجوي فوق‌ليسانس و سه چهار دانشجوي ليسانس در حال كار هستند.

لازم است ياداوري كنم هر پروژه به يك «رهبر پروژه»‌ (Project Leader) نياز دارد. من اين مسأله را در پروژه‌هاي «ميكرو زيردريايي» (MUV)و «ميكرو پرنده» رعايت مي‌كنم. نكته اين‌جاست كه «رهبران پروژه» در واقع خيلي بيش‌تر از يك دانشجوي فوق‌ليسانس كار مي‌كنند؛ خيلي از كارهاي اجرايي - از «پروپوزال‌نويسي» گرفته تا «رفتن»، «پيگيري»، «مديريت تيم» و «تقسيم كارها» و «هدايت» – را همين دانشجويان ليسانس انجام مي‌دادند.

در جواب سؤال شما بايد بگويم: پروژه تعريف مي‌كنيم حالا در پروژه يك نفر مي‌خواهيم كه تخصص «سخت افزار» يا «الكترونيك» داشته باشد؛ فرد مورد نظر را پيدا مي‌كنيم و او را مرتبط نموده و پروژه را برايش توضيح مي‌دهيم و مي‌گوييم مسؤوليت اجراي اين بخش با وي است. مثلاً بخشي براي مدل‌سازي موتور، كار «سيالاتي» مي‌برد، متخصص آن را هم پيدا مي‌كنيم. بخش‌هاي عمده‌‌ي پروژه‌ها در واقع به‌اصطلاح «در دل گروه خود ماست» و كنترل‌ و شناساييش (Identification) در تخصص خود ما بوده از تخصص‌هاي اصلي مربوط به اعضاي گروه است كه نزديك ما هستند؛ اين افراد «هسته‌ي اصلي كار» محسوب مي‌شوند.

ولي اگر اين‌طرف و آن طرف چيزي مي‌خواستيم - چون در حال انجام پروژه هستيم - ديگر نبايد بگوييم: «اين را نمي‌توانيم انجام بدهيم». مثلاً: چون كسي در حال نوشتن «پيشنهاد طرح» است ديگر نمي‌گويد فقط اين Package را انجام مي‌دهد و دست به‌كار ديگر نمي‌زند. حالا اگر در اين Package، «كار الكترونيكي» هم هست ديگر مسؤوليتش با اوست.

بدترين حالتش آن است كه نهايتاً قسمتي را به‌كسي بدهيم كه به‌عنوان «يك ماژول» انجام بدهد. لذا با وي قراداد بسته و از خدمات وي استفاده مي‌كنيم مثلاً: در پروژه‌ي «ريزپرنده» (Micro Aerial Vehicle) (MAV)اين‌گونه عمل كرديم. ولي سعي‌‌مان اين است كه از اين‌گونه افراد هم در گروه خودمان استفاده كنيم. تا حالا هم اكثراً اين‌گونه بوده است.. اين مسأله براي يك نفر كه مدير پروژه است امري طبيعي محسوب مي‌شود.

پروژه‌ي ديگري در حال انجام است كه عبارت است از: «دستگاه شمارنده‌ي ورقه» (SBDC). اين پروژه در حال اجراست. به‌واسطه‌ي آن پروژه، يكي از دانشجويان صنايع دانشگاه علم و صنعت هم به تيم ما اضافه شده است و الان نامبرده با ما همكاري مي‌كند. براي اين پروژه، پروپوزال سنگين صنعتي از ما خواستند كه در اختيار آن دانشجو قرار داديم كه پروپوزال آن را از نظر Business Plan و ... آماده بكند. ولي ايده‌اش توسط گروه خودمان مطرح شده است. يك دستگاهي است كه به‌كمك «امواج ماوراي صوت» (Ultra Sonic) ما را قادر مي‌كند بتوانيم ورق‌ها را بشماريم بدون اين‌كه آن‌ها را عملاً ورق بزنيم! حالا مي‌تواند ورق فلزي باشد، اسكناس يا هر چيز ديگر؛ يك ورق‌شمار سريع كه احتياج به «لمس» (Touching) و باز كردن هم ندارد.

بله، ايده‌‌مان اين است كه به‌نظر من امري شدني است. منتها چون در «سازمان گسترش و نوسازي صنايع» مطرح شد، گفتندMarket Study و Feasibility Study دقيق مي‌خواهند كه پروپوزال سنگيني را طلب مي‌كند و كار زيادي را مي خواهد. اين خودش 25 درصد پيشرفت كارمان است بدين‌ترتيب اگر اين پروپوزال را به آن‌ها بدهم، انگار 25 درصد كار را انجام داده‌ام!!

در سيستم‌هاي «كنترل فعال» هم يك پروژه تعريف كرده‌ايم. «سيستم كنترل فعال» در زمينه‌هاي مختلف مثل: «اتومبيل»، «قطار»، «هواپيما» و خيلي جاها استفاده مي‌شود. در اين زمينه، Application اي تعريف كرده‌ام و اين بدين خاطر بود كه دانشجويم در آن زمينه قبلاً كار كرده بود. مثلاً: «كنترل فعال سيستم» تعليق قطار كه الان يك دانشجوي فوق‌ليسانس بر روي آن كار مي‌كند. مدتي چند تا از بچه‌هاي ليسانس هم بر روي آن مشغول كار بودند. اين پروپوزال همه‌جا رفته است: از «شركت راه‌آهن«، «مترو»، «رجا»، «واگن بار» و ... خلاصه همه‌جا فرستاديم و فعلاً در انتظار پذيرش آن هستيم.                                                                                       

اميرغياثوند: امكان دارد در مورد «سيستم تعليق قطار» توضيح‌هايي ارائه كنيد؟

فرض كنيد سوار ماشين شده‌ايد و در حال افتادن در دست‌انداز هستيد. هر چقدر ماشينتان بهتر طراحي شده باشد، دست‌انداز را كم‌تر حس مي‌كنيد. ولي واقعيت اين است كه اين امر بدين‌خاطر است كه يك «فنر» و «كمك‌فنر» زير ماشين‌تان موجود است. مجموعه‌ي اين‌ها را «سيستم تعليق» مي‌گويند. اگر پرسيده شود كه «سيستم تعليق» چگونه طراحي مي‌شود بايد گفت بدين‌صورت است كه «انعطاف‌پذير» (Passive) طراحي مي‌شود ]يعني براي يك بار «اسمي» (Nominal) و متوسط[.

تا حالا به «وانت» دقت كرده‌‌ايد؟! آيا از راننده‌ها شنيده‌ايد كه مي‌گويند اگر بار در آن باشد، خيلي نرم‌تر راه مي‌رود؟! اين امر نيز بدين‌علت است كه طراحي سيستم تعليقش براي يك «بار اسمي» بوده است. مثلاً يك «نيسان زامياد» با ظرفيت سه تن را در نظر بگيريد. «سيستم تعليق» آن طوري طراحي مي‌شود كه براي حالت اعمال بار يك تن «بهينه» باشد. به‌همين علت وقتي حدود يك تن بر آن اعمال شود از سواري هم نرم‌تر مي‌شود. ولي اگر بارش اعمالي كم‌تر باشد، سيستم تعليق بهينه نخواهد بود و اصطلاحاً مي‌كوبد!! از يك حدي اگر بار آن بيش‌تر باشد هم سيستم تعليق بهينه نخواهد بود.

به‌نظر شما اگر بياييم «سيستم تعليق» را فعال كنيم، چه خواهد شد؟ به اين شكل كه از بار اعمال شده Feedback بگيريم و فنر و كمك‌فنر متغير باشند؟

بدين‌ترتيب يك «چرخه‌ي كنترلي درست» خواهيد داشت كه سختي و Damping‌ «فنر» و «كمك‌فنر» «متناسب با بار» تغيير مي‌كند. به‌اين اصطلاحاً «سيستم كنترل فعال» اطلاق مي‌شود. در اين وضعيت، انگار به‌طور مجازي سيستم براي همه‌ي وزن‌ها، «بهينه» طراحي شده است.

بله، سيستم تعليق داراي بخش‌هاي الكترونيكي است؛ به‌گونه‌اي كه «سيگنال الكترونيكي» مي‌فرستيم؛ بعد «محرك» (Actuator) آن هم بايد فعال باشد يعني «متناسب با بار» در سيستم تعليق، «تعديل» (Damping) ايجاد كند.

باز هم از موارد جديدي كه در اين زمينه كار مي‌كنيم استفاده از يك «سيال فعال» (Electrorehological Fluid) است كه در حقيقت يك نوع «سيال» است كه با تغيير «ميدان مغناطيسي»، «ويسكوزيته‌اش» تغيير مي‌كند. فرض كنيد سيالي داريد كه:

- وقتي ميدان مغناطيسي صفر است مانند: «آب» است

- وقتي ميدان مغناطيسي قوي مي‌‌‌‌‌‌شود مثل: «قير» مي‌گردد

- اگر باز هم ميدان مغناطيسي قوي‌تر شود همانند: «سنگ» مي‌شود.

اين همان چيزي است كه مطلوب ما است. پس به‌‌جاي اين‌كه «محرك، تعديل‌كننده» (Passive Damper) درست كنيم به‌عنوان «تعديل‌كننده» (Damper) قرار مي‌دهيم. در واقع «ميدان مغناطيسي» هم با «سيگنال‌هاي الكتريكي» كنترل مي‌شود. بعد ميزان «تعديل» (Damping) را متناسب با آن چيزي تغيير مي‌دهيم كه خودمان مي‌خواهيم. بدين‌ترتيب «سيستم كنترل» فعال مي‌شود. اين طرح در جريان است. دنبال آن بوديم كه اين‌ را در حد يك «مركز تحقيقاتي» معرفي كنيم و پروپوزال‌هاش هم در جريان است.

يكي از پروژه‌هاي ديگري كه در زمينه‌ي پزشكي شروع كرده‌ايم بحث شناسايي يك‌سري از «امراض بد قلق» مثل: «سرطان» (Cancer) است. هدف‌مان اين است كه از دانش‌مان استفاده كنيم. چون «ما» به‌عنوان كساني كه با «كنترل» مواجه هستيم در واقع روي «شناسايي فرايند» (System Identification) هم كار مي‌كنيم.

روش كار بدين‌صورت است كه در جاهايي از بدن، محرك‌هايي را مي‌گذاريم و سيگنال‌هايي وارد مي‌كنيم. آن‌طرف، «سنسورهايي» (حسگرهايي) نصب مي‌كنيم و اين سيگنال‌ها را مانيتور مي‌نماييم. حالا اگر شما بر روي «شناسايي فرايند» (System Identification) خوب مسلط باشيد، مي‌توانيد مدلي براي آن پيش‌بيني كنيد و بفهميد كه نسبت به شرايط عادي، بافت بدن تغيير شكل دارد يا خير؟

در مهندسي، اين‌كار را زياد انجام مي‌دهيم. فكر كرديم كه اين يك بحث Data است. حالا Data را برداريد و عوض كنيد. اين Data نوعي Data پزشكي است. بدين‌ترتيب «پيشرفت سرطان در بدن» را با يك‌سري Data مي‌توانيم پيش‌بيني كنيم. مثلاً: بررسي اين‌كه اگر سرطان در ماه اولش است احتمالاً اگر رها شود يك‌سال بعد چه شكلي مي‌شود؟ اگر بتوانيم آن را مدل كنيم احتمالاً مي‌توانيم آن را كنترل هم بنماييم. اين‌ايده فقط براي سرطان نيست بلكه براي هر بيماري ديگري هم مي‌تواند به‌كار برود.

بله، اين‌كار براي «پيش‌بيني رفتار يك بيماري» است. اگر بتوانيم پيش‌بيني كنيم، احتمالاً كنترلش هم راحت‌تر خواهد بود. روي اين پروژه، الان يك‌ دانشجوي پزشكي سال چهارم دانشگاه تهران، يكي ديگر از بچه‌هاي فوق‌ليسانس و يكي از بچه‌هاي ليسانس مكانيك مشغول كار هستند. در اين مورد، چند ارتباط نيز با «بيمارستان بقيه‌الله» و «مركز سرطان تهران» برقرار كرده‌ايم.                                                                                       
                                                                                      

پروژه بعدي كه در آن زمينه در حال فعاليت هستيم، «ديناميك ضربه» و «نفوذپذيري» است. وقتي ميله‌اي شليك مي‌شود و به ديوار مي‌خورد، در آن فرو مي‌رود و آن را خراب مي‌كند. مثال‌هاي ديگري هم مي‌توان زد: «برخورد با تانك»، «ماشين‌كاري سريع»، «برخورد اتومبيل با ديوار»، «برخورد جسم‌هاي خارجي با هواپيما» يا «ورود پرنده در توربين جت» (كه يكي از دردسرهاي «صنعت هوايي» (Aero Spacing) محسوب مي‌شود و موتور جت و بال هواپيما را خراب مي‌كند). اين موارد احتياج به «تحليل» دارند؛ تحليل‌هاي اين‌ها با روش‌هاي مرسوم امكان‌پذير نيست. به آن «ديناميك» مي‌گويند منتها از نوع «ديناميك سريع» يا «آناليز ضربه و نفوذپذيري».

روز اول كه از كانادا آمدم، از بين دانشجوهايي كه مراجعه مي‌كردند به آن‌هايي كه كار Finite Element مي‌كردند، وقتي توضيح مي‌دادم مشاهده مي‌كردم متأسفانه هيچ‌كدامشان با اين موارد آشنا نيستند!!!

الان سه دانشجو دارم كه در اين زمينه دارند كارهاي قشنگ مي‌كنند و مقاله مي‌دهند؛ در حالي‌كه نرم‌افزارش را هم بلد نبوده‌اند. دانشجويي دارم كه از نرم‌افزاري استفاده مي‌كرد كه متروكه بود؛ آن را زنده كرديم. الان با آن براي سه‌پروژه‌ي فوق‌ليسانس، پروپوزال تهيه كرده‌ايم و به‌جاهاي مختلف (اكثراً جاهاي نظامي و مهمات‌سازي) ارائه كرده‌ايم و در زمان انتظار هستيم ولي خيلي‌فعال جلو نرفته‌ايم.

در «صنايع نفت» براي «حفاري چاه» و يا در «ماشين‌كاري» از اين پروژه استفاده مي‌شود. در اين پروژه‌ها، نياز به «براده‌برداري» است. هم‌چنين در حال پيش‌بيني روش‌هاي «شبيه‌سازي» (Simulation) و تجزيه و تحليل هستيم.

بله، اين امور نرم‌افزاري است ولي در پروپوزال‌هاي ما پيش‌بيني كارهاي آزمايشي هم شده است. دستگاه‌هاي آزمايش مثل: «تفنگ هوا» (Air Gun) كه مثل توپ كوچكي است و آزمايشگاهي محسوب مي‌شود كه در آن چيزي را پرتاب مي‌كنند. فرض كنيد تفنگي است كه كاملاً كنترل‌شده است و در دست شما بوده و آزمايشگاهي است. با آن مي‌توانيد آزمايش كنيد. صفحه‌ي فلزي مي‌گذاريد كه كمي نرم باشد. گلوله را به‌طرف آن شليك مي‌كنيد. از «ميزان نفوذي» كه در صفحه‌ي فلزي در اثر شليك دارد، مي‌توانيد ذره‌اتان را تجزيه و تحليل كنيد.

چند تا پروژه در زمينه‌ي «طراحي و توسعه‌ي سيستم‌هاي كنترلي هوشمند» نيز در حال انجام است كه الگوريتمي مي‌باشد مثلاً: «شبكه‌هاي عصبي» كه احتمالاً در موردش چيزهايي شنيده‌ايد. شبكه‌هاي عصبي - كه در كنترل استفاده مي‌شود - در واقع «سيستم‌هاي كنترلي» و «الگوريتمي» هستند.

داريم اين‌ها را براي كاربردهاي مختلف در صنايع استفاده مي‌كنيم. مثلاً: يكي از كانديداهاي ما «واحد كنترل الكتريكي» (ECU) (Electrical Control Unit) است كه براي شناسايي از «شبكه‌ي عصبي فازي» (Fuzzy Neural Network) در آن مي‌توان استفاده كرد. مثلاً براي شناسايي «سرطان» بهترين كاربردها را دارد؛ به‌هر حال بر روي الگوريتم‌هاي «شبكه‌هاي عصبي» (Neural Network) داريم با تيمي از يك دانشجوي فوق‌ليسانس و دو دانشجوي ليسانسه كار مي‌كنيم.

بله، ولي دانشجويي دارم كه استادش در «دانشكده‌ي برق» است (و نامش «دكتر كارولوكس» است)؛ بدين‌ترتيب «استاد مشاور» (Supervisor) وي در آن‌‌جا «دكتر كارلوس» است و «استاد مشاور» (Supervisor)اش در اين‌جا من هستم.

بله ولي خيلي‌جاهاي كمي روشن كار شده است. هنوز جاهايي ناشناخته است. مثلاً: به يكي از صنايع نظامي رفته بوديم. آن‌قدر برايشان عجيب بود، مي‌گفتند: فلان صنعت خيلي كار كرده و سرمايه‌گذاري خيلي زيادي داشته است.

سؤال كردم: مثلاً چقدر؟

مي‌گفتند: حدود 400 ميليون تومان.

سؤال كردم كه چه كار كرده‌اند؟

گفتند: سافت‌وير ...

گفتم: آخر سافت‌وير يك چيز عادي است. الان در دانشگاه هم هست!

مي‌گفتن: ليسانس هم هست.

گفتم: خوب ليسانس هم 40-50 هزار دلار هم بيش‌تر نمي‌شود يعني اگر مي‌خواستيد رسماً بخريد بايد حدود 40 تا 50 هزار دلار پرداخت مي‌كرديد (مثل: نرم‌‌افزارهايي مانند MATLAB).

به‌هر حال به‌نظر مي‌آمد آن‌‌قدر برايشان مهم و عجيب و غريب بوده است كه يا به‌اصطلاح به آن‌ها انداخته‌اند يا با يك «پكيج» يا «كامپيوتر» به‌ آن‌ها داده‌اند ولي مي‌گفت آن واحدي كه دارد كار مي‌كند، نزديك 300-400 ميليون براي سافت‌ويرشان سرمايه‌گذاري كرده‌اند. در صورتي كه از نظر من، سافت‌ويري كه الان قفل شكسته است مي‌توانيد همان كار را با آن انجام دهيد. به‌هر حال اين امور متأسفانه هنوز ناشناخته است.

بعضي موقع‌ها هم كارهاي عجيبي با آن انجام مي‌دهيم مثلاً: در حال حاضر در حال تحليل برخورد «جامد» (Solid) با «جامد» هستيم. برخورد «جامد» با «سيال» (مثل: برخورد موشك به آب و اين‌كه چه مي‌شود ضربه مي‌خورد و ...) بايد با آن تحليل كنيم يا اين موضوع تحيليل شود كه در آب در برخورد جامد با جامد چه اتفاقي مي‌افتد. يك ذره، كارهاي عجيب و غريبي انجام داده‌ايم. يك پروژه‌ي خيلي‌قشنگي بود كه به‌اصطلاح طرف آخرش غيبش زد!!! اين پروژه يك پكيج كامل بود كه اگر شما با سيالات آشنا باشيد با تمام اين جنبه‌ها آشنا خواهيد بود.

آدمي با تخصص سيالات را به‌كار گرفتم وي در عرض يكي دو ماه تيمش را تشكيل دادم يعني پروپوزالش را نوشته تمام كارهاي اوليه را انجام داد؛ نمي‌دانم چه شد طرف غيبش زد!! نمي‌دانم طرف دارد خودش آن پروژه را انجام مي‌دهد يا اين‌كه اصلاً مسأله برايش ملغا شده است ...

من با آن‌ها ارتباطي ندارم ولي اين پروژه‌ها براي «موشك‌هاي ضد مين» بود يعني «مين‌هاي سرگردان». به‌هر حال بسياري از مين‌ها را نمي‌توان خنثي كرد بايد آن‌ها را بتركانيم؛ بدين‌ترتيب كه هلي‌كوپتر پرواز مي‌كند و موشكي به‌طرف «مين‌ها» مي‌فرستد (البته اين‌كار پس از پايان جنگ انجام مي‌شود)؛ بدين‌ترتيب شما بايد آن را خنثي كنيد. لذا با اين روش نياز به نشانه‌گيري دقيق و علمي داريد.

براي توضيح اين مطلب مثالي مي‌زنيم: سكه‌اي را از بالا در سطل آب مي‌اندازيد (زمان بچگي از اين كارها خيلي انجام مي‌دادم). سكه به‌جاي حركت در راستاي قائم، به طرف ديگر مي‌رود. اين امر بدين‌خاطر است كه «هيدروديناميك آب» مسيرش را عوض مي‌كند. بنابراين بايد بتوانيد «تغيير مسير» را پيش‌بيني كنيد.

مثال ديگر: خلبان از هلي‌كوپتر پس از نشانه‌گيري، ‌شليك مي‌كند اما با كمال تعجبش شليك وي به «مين» برخورد نمي‌كند. براي اين است ‌كه در يك Period، «سفر در هوا» را دارد؛ بعد «به آب برخورد مي‌كند»؛ بدين‌ترتيب «مسيرش عوض مي‌شود». «در خود آب» هم تغييرمسيري برايش به‌وجود خواهد آمد؛ ولي بايد توجه داشت كه در نهايت «سرعتش در برخورد با مين» بايد براي تركاندن آن كافي باشد.

اين‌ها همه بايد تحليل بشوند. در اين «پكيج»، يك بخش «سيالاتي»، برخورد «جامد» به «سيال»، با «حركت در سيال» و برخورد «جامد به جامد» مواجه مي‌شويم.

تمام آناليزي كه در مكانيك حدس مي‌زنيد، همه‌اش در «سرعت بالا» است كه پيچيده‌ترين حالت است. خيلي پكيج قشنگي است اما متأسفانه انجام نشد در حالي كه ايده‌ و تخصصش وجود دارد. پروپوزالش را هم در خيلي‌جاها ارائه داده‌ايم.

پروژه‌ي آخري را هم كه مي‌خواهم درباره‌اش صحبت كنم، «نانو باتري» و «نانو موتور» است كه در مورد آن نيز تقريباً نكته‌هايي را مطرح كردم. مثلاً: در قسمت «نانو موتور»، نيازهايي هستند كه مي‌توانند حركت نوساني ايجاد كنند. ما به‌دنبال بررسي امكان انجام آن هستيم. اين مسأله در واقع «گلوگاه» خيلي از Applicationهاي ماست.