دستیار ویژه معدن
در دنیای امروز، به‌دلیل ارزان بودن و ظرفیت نامحدود ابزارهای برداشت و ذخیره داده‌ها در سطح کلان، در علوم و صنایع مختلف حجم عظیمی از اطلاعات وجود دارد که حاوی الگوها و ساختارهای مهمی هستند. شرکت‌های فعال در بخش‌های مختلف نظیر بانک‌ها، مراکز ارائه‌دهنده خدمات مخابراتی، بیمه‌گرها و... در تلاش هستند تا از روابط موجود در میان اطلاعات خود، به‌منظور کاهش هزینه‌های جاری و درآمدزایی استفاده کنند. صنایع‌معدنی در ایران و برخی کشورها هنوز از رویکردهای بسیار سنتی استفاده می‌کند و نسبت به سایر صنایع از پیشرفت‌های فناورانه به مقدار اندکی بهره می‌برد و همچنان برای رسیدن به وضعیت مطلوب راه طولانی در پیش دارد. به‌طوری‌که بسیاری از معادن به‌دلیل آنکه در مناطق دور از دسترس یا صعب‌العبور هستند، همچنان دسترسی به زیرساخت‌های ارتباطی ندارند و امکان تجهیز آنها به وسایل ارتباطی هزینه‌بر است. حال سوالی که مطرح می‌شود، این است که استفاده از هوش‌مصنوعی در معادن، کدام بخش‌ها را متحول می‌کند؟ بررسی‌ها نشان می‌دهد که بهره‌گیری از هوش‌مصنوعی در معادن، در ۵ بخش حضور فناوری‌های خودمختار، مدیریت چالش‌های زیست‌محیطی، بهبود اکتشاف و دستیابی به منابع جدید، مرتب‌سازی مواد معدنی و بهبود ایمنی و کاهش حوادث را متحول می‌کند. صمت در گزارش پیشرو به ۵ مورد از بخش‌هایی که هوش‌مصنوعی در معادن تحول ایجاد می‌کند، می‌پردازد.
ردپای تحول دیجیتال در معدن
اصطلاح هوش‌مصنوعی چند سالی است که سروصدای زیادی ایجاد کرده است و نوید آن را می‌دهد که کمابیش در هر زمینه‌ای از صنایع، تولید و تجارت تاثیرگذار باشد. به‌همین‌دلیل هوش‌مصنوعی در معادن هم روز به روز رشد می‌کند و به جایگاه خود نزدیک می‌شود. پیشرفت‌ها و کاربردهای فراوانی برای هوش‌مصنوعی در معادن وجود دارد که همگی مزایای قابل‌توجهی از کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری گرفته تا بهبود ایمنی و کاهش اثرات زیست‌محیطی را شامل می‌شوند. همزمان با پیشرفت شتابان زیرساخت‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات، هزینه‌های ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات و همچنین هزینه پهنای باند با سرعت کاهش یافته است و شرکت‌ها بیشتر از هر زمانی به «تحول دیجیتال» در کسب‌وکار خود روی آورده‌اند. در همین راستا، فناوری‌های نوپدید صنعت ۴، در حال دگرگون کردن صنایع در دنیا هستند، خوشبختانه از این نظر شرکت‌های فناور همگام با دنیا پیش آمده‌اند و اکنون صنعت معدن ایران می‌تواند با بهره‌گیری از ظرفیت‌های داخلی در صنعت هوشمند با رویکردهای نوین تجارت در دوره انقلاب صنعتی چهارم همگام بشود.
الزام استفاده از هوش‌مصنوعی در معادن
واقعیت این است که شرکت‌های معدنی که از نوآوری‌هایی مانند هوش‌مصنوعی استقبال می‌کنند، شرکت‌هایی هستند که در آینده بر صنعت تسلط خواهند داشت. فناوری خودمختار احتمالا بخشی است که بیشترین ظرفیت را برای ایجاد تحول در صنعت معدن دارد. برخی فناوری‌های مستقل درحال‌حاضر به‌طورگسترده در معادن مورداستفاده قرار می‌گیرند. همه آنها با قابلیت بهینه‌سازی موثرتر هر مرحله از زنجیره ارزش معادن را بیشتر می‌کنند. شرکت‌های پیشرو پیش‌تر کامیون‌های خودران را آزمایش کرده‌اند. این کامیون‌ها به مدت ۲۴ ساعت در یک زمان و در دماهای شدید کار می‌کنند. شرکت‌های معدنی که در آینده از این نوع فناوری استفاده نکنند، باتوجه به کاهش هزینه و افزایش بهره‌وری شرکت‌هایی که این فناوری را معرفی می‌کنند، رقابت سختی خواهند داشت. درنتیجه، هوش‌مصنوعی در معادن دیگر به یک الزام تبدیل شده است. با نگاهی به آسمان، درمی‌یابیم که فناوری پهپادهای خودران کاربردهای بسیاری برای صنعت معدن دارند. پهپادها می‌توانند از فناوری الکترومغناطیسی پیشرفته برای جمع‌آوری داده‌های الکترومغناطیسی، مغناطیسی و رادیومتریک از هواپیماهای خودمختار برای نقشه‌برداری از زمین استفاده کنند. داده‌های جمع‌آوری‌شده را می‌توان برای درک زمین‌شناسی یک منطقه برای تعیین اینکه در کجا حفاری باید انجام شود، استفاده کرد. در نتیجه می‌توان گفت به کمک هوش‌مصنوعی در معادن زمان و هزینه‌ای که برای حفاری‌های غیرضروری هدر می‌رود، کاهش پیدا می‌کند. پهپادها علاوه بر نقشه‌برداری از فعالیت‌های پیش از آغاز معدنکاری، برای نظارت بر عملیات پس از فعالیت معدنکاری در مناطق معدنی هم کاربردهای بسیاری دارند. به کمک هوش‌مصنوعی در معادن می‌توان بخش‌هایی مانند هدر رفتن منابع و چالش‌های زیست‌محیطی را مدیریت کرد. بخش مهمی از این فعالیت‌ها بر دوش پهپادها و فناوری‌های خودمختار است. استفاده از ماشین‌آلات معدنی مستقل برخی مزایای کلیدی را افزایش می‌دهد.
مزیت اصلی ماشین‌آلات معدنی هوشمند این است که می‌توانند به‌صورت شبانه‌روزی بدون احساس خستگی کار کنند، اما این حقیقت نیز وجود دارد که ماشین‌ها می‌توانند به مناطق و محیط‌هایی دسترسی پیدا کنند که ممکن است برای انسان بسیار خطرناک باشد. به کمک هوش‌مصنوعی می‌توان این ماشین‌ها را مدیریت کرد. به این ترتیب، هوش‌مصنوعی در معادن منجر به افزایش بهره‌وری و بهبود ایمنی خواهد شد.
یکی از نخستین تحول‌هایی که هوش‌مصنوعی در معادن ایجاد می‌کند، شناسایی بهتر مناطق بالقوه برای استخراج یا حفاری است. هوش‌مصنوعی می‌تواند برای کسب دانش و درک بیشتر از زمین و پیش‌بینی و ترسیم آن به‌میزان بسیار دقیق‌تری استفاده شود. تطبیق الگو و تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده با توانایی هوش‌مصنوعی برای تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده‌های زمین‌شناسی برای آشکار کردن محتمل‌ترین مکان‌های ذخایر معدنی و سایر منابع ترکیب می‌شود.
این افزایش دقت به کاهش زمان و هزینه صرف‌شده برای اکتشاف معادن کمک می‌کند. همچنین، منجر به بازگشت سرمایه بسیار بهتر برای معدنکاران می‌شود. شرکت‌های معدنی پیشرو از هوش‌مصنوعی برای تجزیه و تحلیل بخش‌هایی از داده‌ها و کشف مناطق جدید استفاده می‌کنند. در واقع، شرکت‌هایی که از هوش‌مصنوعی در معادن استفاده می‌کنند، کسانی هستند که صنعت معدن را در آینده رهبری خواهند کرد.
از نظم‌دهی تا ارتقای ایمنی
استخراج مواد معدنی با درجه پایین هزینه زیادی در پردازش و اجرا کردن عملیات استخراج دارد. با مرتب‌سازی سریع مواد معدنی با ارزش بالا از ضایعات روی نوار نقاله به کمک فناوری‌ها کم می‌شود. تعدادی فناوری وجود دارد که برای بهبود مرتب‌سازی مواد در صنعت معدن استفاده می‌شود. سنسورهای مادون قرمز، انتقال اشعه ایکس، اسکن لیزری و سنجش الکترومغناطیسی همگی برای کمک به فرآیند مرتب‌سازی استفاده می‌شوند. اکنون، یادگیری ماشین به این ترکیب اضافه شده است. یادگیری ماشین به ماشین‌های مرتب‌سازی که با نرم‌افزار یادگیری فعال شده‌اند، اجازه می‌دهد خود بهینه‌سازی شوند و به‌طورمستمر فرآیند را بهبود بخشند.همچنین می‌توان از هوش‌مصنوعی در معادن برای نظارت بر اندازه و وزن سنگ‌ها در مسیر رسیدن به سنگ‌شکن استفاده کرد. هنگامی که یک سنگ برای سنگ‌شکن بیش از حد بزرگ باشد، می‌تواند باعث انسداد و منجر به خرابی شود. با استفاده از هوش‌مصنوعی در معادن خرابی‌های گران‌نرخ در معادن به‌طورفزاینده‌ای کاهش پیدا می‌کند.
بهبود ایمنی معادن
هوش‌مصنوعی در معادن این ظرفیت را به‌وجود می‌آورد که تا حد زیادی اثرات منفی محیط کاهش پیدا کند. حسگرها و دوربین‌ها را می‌توان برای نظارت بر معادن و جمع‌آوری داده‌ها استفاده کرد. این دوربین‌ها برای درک بهتر چگونگی کاهش ضایعات و نحوه کارآمدتر انرژی موردتجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند.
شرکت‌های معدنی نوآور درحال‌حاضر دقیقا این کار را انجام می‌دهند و از هوش‌مصنوعی، داده‌ها و یادگیری ماشین برای پیش‌بینی اوج انرژی استفاده می‌کنند. هوش‌مصنوعی در معادن می‌تواند داده‌ها را بسیار سریع‌تر از انسان‌ها تجزیه و تحلیل کند و بنابراین تهویه معادن را بهتر نظارت و کنترل می‌کند و بازده انرژی را تا حد زیادی افزایش و هزینه‌ها را در این فرآیند کاهش می‌دهد.
همان‌طور که فناوری در طول زمان در قابلیت و دامنه افزایش یافت، ایمنی صنعت معدن نیز افزایش یافته است. اکنون هوش‌مصنوعی در معادن برای بهبود بیشتر ایمنی از راه‌های مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد. هوش‌مصنوعی در معادن می‌تواند از سنسورها، داده‌های بی‌درنگ و تجزیه و تحلیل برای درک اینکه چه زمانی تغییرات در عواملی مانند دما و ارتعاشات منجر به خطر می‌شود، کاربرد دارد. سپس می‌توان به اپراتورها و رانندگان ماشین هشدار داد تا از تصادفات و جراحات و همچنین آسیب‌دیدگی ماشین جلوگیری شود.راه‌های دیگری که هوش‌مصنوعی در معادن ایمنی استخراج را بهبود می‌بخشد، نظارت بر رانندگان است. خواب‌آلودگی در رانندگان یکی از بزرگ‌ترین علل تصادفات معدن است. راه‌حل این مشکل استفاده از فناوری تشخیص خواب‌آلودگی برای هشدار دادن به رانندگان در هنگام خواب‌آلودگی است.
دیوار دفاعی برای معادن هوشمند
یکی از سرفصل‌های مهم در زمینه مباحث معدنکاری هوشمند، مبحث امنیت سایبری است. اوج‌گیری استخدام متخصصان امنیت سایبری در بخش معدن در ماه نوامبر ۲۰۲۲، از نشانه‌های رونق بحث معدن هوشمند در جهان است. شواهد آخرین گزارش گلوبال دیتا نشان می‌دهد سرمایه‌گذاری هنگفت در فناوری‌های نوین نسل چهارم موجب شده است تا اهمیت اطلاعات در معادن افزایش یابد و به‌موازات آن، دسترسی امن به این اطلاعات به مسئله‌ای اساسی تبدیل شود. حفاظت از داده و امنیت‌سایبری نیز با هدف پوشش خواسته‌های شرکت‌های معدنکاری وارد گود شده و فناوری‌هایی را پیشنهاد داده که اجرایی‌کردن آنها، نیازمند نیروهای متخصص در این حوزه است.
شواهد موجود نشان می‌دهد در ماه نوامبر ۲۰۲۲ در امریکای‌شمالی نسبت به شرکت‌های فعال در بخش معدن و صنایع‌معدنی که نیروهایی را برای پست‌های مرتبط با امنیت سایبری استخدام می‌کنند، در مقایسه با ماه مشابه سال گذشته به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافته، ضمن اینکه تعداد نیروها نیز رشد داشته است. این گزارش نشان می‌دهد ۴۲ درصد از شرکت‌هایی که در آمارهای رسمی حضور داشته یا گنجانده شده‌اند، حداقل برای یکی از این موقعیت‌ها نیرو استخدام کرده‌اند. این عدد در سال ۲۰۲۱ حدود ۲۸ درصد بوده که گویای شیوع معدنکاری هوشمند در دامنه وسیع‌تری از بازیگران این بخش است.البته این عدد در ماه دسامبر ۲۰۲۲ بالاتر از این هم رفت و به سقف ۵۵ درصد رسید که در نوع خود جالب‌توجه بود. این روند احتمالا به این دلیل است که بازار جهانی مواد خام و کامودیتی‌ها با یک کاهش نرخ چشمگیر روبه‌رو شده‌اند و این کاهش زمینه‌ساز افت سرمایه‌گذاری در معدنکاری هوشمند در ماه گذشته نسبت به ۲ ماه قبل شده است. تحلیلگران تصور می‌کنند شرکت‌هایی که اکنون در این زمینه‌ها سرآمد هستند و سرمایه‌گذاری می‌کنند، برای چشم‌انداز کسب‌وکار آینده آمادگی بهتری دارند و برای زنده ماندن در چالش‌های پیش‌بینی‌نشده، مجهزتر و پویاتر عمل می‌کنند. دیگر سرفصل مهم معدنکاری هوشمند، سرمایه‌گذاری در اتوماسیون هوشمند است که روندی نزولی دارد. آمارهای گلوبال‌دیتا تایید می‌کند تحقیقات و نوآوری در اتوماسیون صنعتی در بخش عملیات معدن و صنایع‌معدنی نسبت به سال گذشته کاهش یافته است.
جدیدترین ارقام سرمایه‌گذاری در روندهای فناورانه توسط شرکت‌های معدنی نشان می‌دهد که تعداد درخواست‌های ثبت اختراع مرتبط با اتوماسیون صنعتی در این صنعت به ۱۹۷ مورد در ۳ ماه منتهی به دسامبر رسیده که از ۲۳۴ موردی که در همین مدت در سال ۲۰۲۱ به ثبت رسیده بود، کمتر است. ارقام اعطای حق ثبت اختراع مربوط به اتوماسیون صنعتی هم از الگوی مشابهی پیروی می‌کند. داده‌های رسمی نشان می‌دهد این بخش از ۱۸۲ مورد در ۳ ماه منتهی به دسامبر ۲۰۲۱، به ۱۴۵ مورد در سه‌ماهه منتهی به دسامبر ۲۰۲۲ کاهش یافته است. روندی که خبر از کاهش میل سرمایه‌گذاران به این بخش از تحول بخش معدن دارد. در مقطع فعلی به‌نظر می‌رسد فناوری‌های خودران و سبز یا امنیت سایبری اولویت بالاتری برای سرمایه‌گذاران معدنی در سراسر جهان دارد.
سخن پایانی
آن‌طور که مشخص است، هوش‌مصنوعی زمینه‌ساز تحولی جدی در حوزه معدن و صنایع‌معدنی شده و این حوزه در شمار فناوری‌های روبه‌رشد از هوش‌مصنوعی است که به مطالعه الگوریتم‌ها پرداخته و به کمک معدنکاران می‌آید. یکی از حوزه‌هایی که فناوری هوش‌مصنوعی در آن نقش‌آفرینی می‌کند، حوزه اکتشاف است. این فناوری با شناسایی اتوماتیک رخساره سنگ‌ها با استفاده از پردازش داده‌های گمانه‌ها، به فرآیند اکتشاف کمک می‌کند. هوش‌مصنوعی می‌تواند آینده مهندسی معدن را به‌شکلی هوشمندانه تغییر دهد. با استفاده از هوش‌مصنوعی در پردازش داده‌ها، مهندسان معدن می‌توانند داده‌های خود را به‌طوردقیق‌تر تحلیل کنند و تصمیمات بهتری بگیرند./ روزنامه صمت
ارسال نظر