Top

تقنية للجميع

أحد الطلبة يعمل في مختبر البروفيسور محمد مصطفى حسين، خلال المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة ٢٠١٩ في كاوست. المصدر: كاوست.

بقلم تانيا بيترسن، أخبار كاوست

يعمل البروفيسور محمد مصطفى حسين، أستاذ الهندسة الكهربائية في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست)، وحالياً أستاذاً زائراً في جامعة كاليفورنيا بيركلي، على تحقيق رؤيته في نشر تقنية الالكترونيات واتاحتها للجميع، من خلال تقديم دورات وورش عمل تدريبية في مجال شرح تقنية الالكترونيات وآلية عملها، والتركيز بصورة خاصة على المجالات التي لا تُستخدم فيها، إما لكلفتها المرتفعة أو تعقيدها أو احتياجها الى بنية تحتية ضخمة. 

يهدف البروفيسور محمد مصطفى حسين، أستاذ الهندسة الكهربائية في كاوست، إلى جعل أحدث التقنيات الإلكترونية في متناول الجميع. المصدر: كاوست.


الأبحاث في كاوست

أكمل البروفيسور محمد مصطفى حسين، درجة الماجستير في جامعة جنوب كاليفورنيا. ومن ثم حصل على درجة ماجستير أخرى ودرجة دكتوراه من جامعة تكساس في أوستن، قبل الانتقال إلى العمل في القطاع الخاص. تشمل اهتماماته البحثية مجال تقنية الإلكترونيات وطرق اتاحتها للجميع. ولديه اسهامات وانجازات كبيرة تجعله من الرواد في العالم في مجال الإلكترونيات النانوية، والتقنية المتقدمة للأنظمة الإلكترونية لأشباه الموصلات المعدنية العضوية المرنة (CMOS).

انضم البروفيسور محمد مصطفى حسين لكاوست في العام 2009، حيث أصبح أحد أعضاء هيئة التدريس المؤسسين في الجامعة. وكانت أبحاثه ومشاريعه في مختبرات الجامعة منصبة على تحقيق هدفين رئيسيين. الأول هو بناء إلكترونيات للتطبيقات التي لا وجود لها اليوم، ثم توفيرها للأشخاص الذين لا يستطيعون الحصول عليها إما لتكلفتها أو تعقيداتها. والهدف الثاني فهو إتاحة تقنية الإلكترونيات للجميع وتمكين البشرية من تحقيق الاستفادة القصوى منها.

البروفيسور محمد مصطفى حسين مع طالبة الدكتوراه السابقة جوستين مينك (دكتوراه 2013) في مختبره المتكامل لتقنية النانو في الحرم الجامعي. الصورة بعدسة مارينا كوشيتيغا.


يحاول البروفيسور محمد مع فريقه في كاوست، تطوير هذه الإلكترونيات وجعلها مرنة وقابلة للتمدد وإعادة التشكيل، في محاولة لتقليل تكلفتها وجعلها سهلة الفهم، ومريحة للاستخدام. فعلى سبيل المثال، أحد الإنجازات الحديثة التي خرجت من أبحاث البروفيسور محمد، كانت تطويره لسماعة طبيب ذات تصميم بسيط ومنخفضة التكلفة ومصنوعة من مواد قابلة لإعادة التدوير، يمكنها توليد إشارات محددة إذا كان الطفل يعاني من أزيز التنفس أو السعال. يقول البروفيسور حسين: "لن يحل هذا الابتكار محل سماعة الطبيب التقليدية، لكن هذه السماعة قادرة على جمع معلومات دقيقة ومفيدة للطبيب عن حالة الأزيز في صدر الطفل ومدته وشدته".

الإلكترونيات للجميع

بدأ البروفيسور محمد في العمل على تحقيق رؤيته في اتاحة الإلكترونيات للجميع، قبل بضع سنوات بتدريس مقرر في كاوست، ثم بتطبيق منهجية جديدة تحتم على الطلبة اتباع سبع خطوات - تشبه إلى حد ما عملية إدارة مشروع في مكان العمل - من أجل تطوير الكترونيات يمكنها الخروج بحلول للمشكلات اليومية. يقول البروفيسور حسين :"أولاً ، نشكل فريقاً بحثياً ، ثم نقوم بالكثير من العصف الذهني لفهم وتحديد التحديات المهمة التي نحتاج لمعالجتها، ثم نجري مسحًا يوضح ماذا يحدث ولماذا يحدث وما هي الحلول الموجودة اليوم، ثم نلقي نظرة على إيجابيات وسلبيات هذه الحلول، ثم نبدأ بعملية التفكير أخذين بعين الاعتبار المهارات والموارد المتاحة لدينا بما في ذلك عامل الوقت، ثم نبدأ عملية التطوير، ثم اختبار المنتج والتواصل مع أشخاص من خارج فريق العمل للحصول على تعليقاتهم وآرائهم عن المنتج ثم تحسينه".


مجموعة من الطلبة يطورون أجهزة في مختبر الأستاذ المشارك يورغن كوسل أثناء المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة 2019 في حرم الجامعة. المصدر: كاوست. 

طورت مجموعة من الطلبة الذين قام بتدريبهم البروفيسور محمد، جهاز طبي منظم للمرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية ولكبار السن المعرضين للتعثر والسقوط أرضاً في حال الوقوف أو المشي. ويمكن لهذا الجهاز البسيط والمنخفض التكلفة ارسال رسالة تنبيه لمقدمي الرعاية الصحية في حال سقوط المريض.

معسكر تدريب شتوي متميز

أدى نجاح البروفيسور محمد مصطفى حسين في نهجه التدريبي، لأن يعمل على تطوير ورش عمل تكون أكثر تحديداً وتركيزاً في أهدافها. فقام في فبراير 2019 وبتعاون من زملائه في الهندسة الكهربائية، كالبروفيسور يورغن كوسل والبروفيسور عاطف شميم والبروفيسور زاو هانغ لي، بتنظيم "المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة 2019".

طالب يعمل على تطوير جهاز في مختبر الأستاذ المشارك يورغن كوسل أثناء المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة 2019 في حرم الجامعة. المصدر: كاوست.


شارك 15 طلبة وطالبة من 12 دولة في ورشة العمل التي استمرت لمدة شهر، قام الطلبة خلالها وبإشراف من البروفيسور محمد، بتطوير سلة إعادة تدوير آلية يمكنها التفريق بين المواد القابلة لإعادة التدوير المختلفة، ووضعها في أجزاء مخصصة داخل السلة، مما يقلل بشكل كبير من عبء عمليات إعادة التدوير المعقدة.

صورة جماعية للطلبة المشاركين في المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة 2019 في كاوست عقب الانتهاء من البرنامج. المصدر: كاوست. 


يقول المشارك البرازيلي جواو بيدرو تيول:"تميزت ورشة العمل بصورة خاصة بطرحها الجوانب الأساسية لريادة الأعمال، حيث تعلمنا أن ريادة الأعمال هي مهارة يمكن التدرب على ممارستها وأن الأفكار الجديدة، يمكن طرحها وتطويرها باتباع منهجية منتظمة. وعلى الرغم من أن ورشة العمل كانت قصيرة نسبياً، الا أنها منحتنا الثقة والقدرة على الخروج بأفكار جديدة وتطويرها من الصفر".


من تشكيل فريق الى تطوير النماذج

وفي ورشة عمل أخرى بعنوان "بيركلي للهندسة المبتكرة"، قامت مجموعة أخرى من الطلبة الجامعيين بتطوير إلكترونيات على هيئة أجهزة استشعار تساعد الناس في حال الكوارث الطبيعية مثل الزلازل وحرائق الغابات.

مجموعة من الطلبة أثناء إنجازهم للنماذج الأولية في مختبر الأستاذ المشارك يورغن كوسل أثناء المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة 2019 في حرم الجامعة. المصدر: كاوست.

يقول البروفيسور حسين: " طورنا أجهزة استشعار منزلية مختلفة، يمكنها استشعار الضوء والحرارة والرطوبة، وتحديد أماكن الضحايا تحت الأنقاض وإرسال إشارات لفرق الأسعاف، فضلاً عن التقاط صور جوية للمكان من خلال طائرات بدون طيار".

ويوضح البروفيسور محمد أن الطلبة المشاركين في ورش العمل هذه، استطاعوا بعد 120 ساعة تدريب في الفصل الدراسي من الانتقال من عملية تشكيل وتجميع الفريق إلى تطوير النماذج الأولية المكتملة. ولاقت تصاميمهم استحسان الجميع في كل من معرض إلكترونيات الإستهلاكية في لاس فيغاس، ومعرض ساوث في أوستن تكساس، وهي حاليًا قيد التسويق.

أربعة طلبة ممن عملوا في مختبر البروفيسور محمد مصطفى حسين خلال المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة 2019 في كاوست يستعرضون نموذجهم الأولي في نهاية البرنامج. المصدر: كاوست.

أفكار متنوعة

يؤمن البروفيسور محمد مصطفى حسين أن التنوع الثقافي الكبير الموجود في جميع أنحاء العالم، يساهم في حل المشاكل وتوليد أفكار مبتكرة من وجهات نظر مختلفة. ويخطط حسين حالياً لعقد ورشة عمل خاصة في كاوست للتركيز على التحديات المحلية وحل المشاكل القائمة، وتحقيق حلمه في بناء مدرسته الخاصة بالإلكترونيات الدقيقة وتصميم الأجهزة والأدوات المصغّرة حول العالم. ويقول:" هذه الدورات وورش العمل هي جزء من رؤيتي القائمة على إتاحة الإلكترونيات للجميع وتمكين البشرية من خلال الأفكار الجديدة التي يبتكرها الناس من حول العالم". 

طلبة من جميع أنحاء العالم يعملون في مختبر البروفيسور محمد مصطفى حسين في كاوست خلال المعسكر الشتوي للإلكترونيات الدقيقة 2019. المصدر: كاوست.