در چارچوب برنامه حمایت از پژوهش عمیق شرکتهای دانشبنیان منتشر شد؛
فراخوان «دستیابی به دانش فنی فناوری تیکه‌نگاری صوتی ۲۰۰ کیلوهرتز جهت پایش رودخانه‌ها و کانال‌های آبیاری ایران به‌منظور پیش‌بینی جریان مبتنی‌بر هوش مصنوعی»
درباره فراخوان
محدودیت منابع و بحران رو به گسترش آب؛ چه در سطح بین‌المللی، چه در سطح ملی و محلی، ضرورت مدیریت بهره‌ور منابع آبی را دوچندان نموده است. از مهم‌ترین شاخص‌ها در مدیریت منابع آب وجود، دسترسی و تحلیل داده‌های قابل‌اعتماد است که می‌تواند تا حدود زیادی تصمیم‌گیری بهره‌ور و به‌هنگام را محقق سازد. فناوری تیکه‌نگاری صوتی چنددهه است که با اولویت پایش‌های دریایی و اقیانوسی پایه‌گذاری شده؛ اما کاربرد آن در پایش رودخانه‌های عریض نیز توسعه یافته‌است. از ویژگی‌های سامانه تیکه‌نگاری صوتی، داده‌برداری پیوسته و به‌هنگام است که افزون بر تحلیل‌های زمان‌دار داده‌محور، امکان پیش‌بینی و مدیریت در لحظه پیشامدها و بحران‌ها را فراهم می‌آورد.
با توجه به تحریم‌های بین‌المللی، محدودیت‌های واردات تجهیزات تخصصی فناورانه و نیز ضرورت دستیابی و به‌کارگیری فناوری تیکه‌نگاری صوتی در سال‌های اخیر، سامانه‌های ۱۰ و ۳۰ کیلوهرتز با پشتوانه منابع و ظرفیت‌های نخبگانی کشور بومی‌سازی و ساخته شده و در رودخانه‌های عریض کشور مورد آزمون و بهره‌برداری قرار گرفته‌است؛ اما از آن‌جا که اکثر رودخانه‌های کشور عرض کمی دارند و سامانه‌های مذکور، در فواصل کم دارای دقت و قدرت تفکیک‌پذیری پایینی هستند، طراحی و ساخت سامانه‌ای با بسامد بالا (۲۰۰ کیلوهرتز)، می‌تواند پاسخ‌گوی نیاز کشور در پایش با دقت بالا در رودخانه‌های کم عرض و حتی کانال‌های آبیاری از زنجیره صنعت آب و محیط‌زیست باشد. سامانه تیکه‌نگاری صوتی ۲۰۰ کیلوهرتز، به‌عنوان یک ابزار تخصصی در ردیف تجهیزات ابزار دقیق و فناوری‌های پایش قرار می‌گیرد و داده‌های اولیه را برای مراحل بعدی شامل: تحلیل، تصمیم‌سازی و اجرای پروژه‌های عمرانی و محیط‌زیستی فراهم می‌سازد. همچنین، با توجه به دقت بالا و قابلیت استفاده در محیط‌های خاص، این محصول می‌تواند جایگزین تجهیزات وارداتی شود و نقش مؤثری در بومی‌سازی فناوری‌های حساس ایفا نماید.
مشروح مسئله پژوهشی؛ یکی از چالش‌های جدی در حوزه آب کشور، عدم استفاده از فناوری‌های نوین در خصوص اندازه‌گیری پیوسته و به‌هنگام جریان رودخانه‌ها است. در سال‌های اخیر با استقبال وزارت نیرو از فناوری تیکه‌نگاری صوتی، سامانه تیکه‌نگاری صوتی ۳۰ کیلوهرتز در رودخانه‌های عریض ایران (کارون خوزستان و مند بوشهر) مورد تأیید و استفاده قرار گرفته‌است. این درحالیست که با توجه به شرایط اقلیمی و ژئومورفولوژی ایران، اکثر رودخانه‌های کشور نظیر زاینده‌رود و ارس جزء رودخانه‌های کم‌عرض هستند و سامانه یادشده در فواصل کم، دارای دقت پایینی است که این امر، به‌کارگیری گسترده آن را در درصد قابل‌توجهی از رودخانه‌های کشور غیرموجه می‌سازد. براین‌اساس، طراحی و ساخت سامانه‌ای با دقت کافی در رودخانه‌های کم‌عرض و کانال‌های آبیاری، راهبردی ضروری است.
براساس محاسبات، درصورت طراحی و ساخت سامانه تیکه‌نگاری صوتی با بسامد ۲۰۰ کیلوهرتز، از نظر کیفیت داده‌برداری و عملکردی کارکردی منحصربه‌فرد خواهد داشت که می‌تواند اهداف طراحی و نیازهای پیش‌فرض را تأمین نماید. این سامانه تیکه‌نگاری صوتی؛ به‌عنوان برونداد این پژوهش، در زمره تجهیزات تخصصی پایش منابع آبی قرار می‌گیرد که به‌دلیل پیچیدگی فنی و هزینه بالای تحقیق و توسعه، تاکنون طراحی و تولید نشده‌است و لذا، توسعه این فناوری در داخل کشور، گامی مؤثر در جهت کاهش وابستگی به واردات و کاهش ارزبری خواهد بود. همچنین، با توجه به تحریم‌های بین‌المللی و محدودیت‌های موجود در تأمین تجهیزات پیشرفته، تولید داخلی این سامانه می‌تواند نقش مهمی در مقابله با تحریم‌های فناورانه ایفا کند و زیرساخت‌های پایش محیط‌زیست و منابع آبی کشور را تقویت نماید. از سوی دیگر، این سامانه مستقیماً در خدمت حل نیازهای راهبردی حوزه آب کشور قرار خواهد داشت که با پایش دقیق رودخانه‌های کم‌عرض و کانال‌های آبیاری؛ به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران، می‌تواند نقش کلیدی در مدیریت منابع آبی، پیشگیری از بحران‌های زیست‌محیطی و ارتقاء بهره‌وری در حوزه کشاورزی و سلامت عمومی داشته باشد. علاوه‌بر موارد فوق، توسعه این فناوری می‌تواند موجب افزایش توان صادراتی کشور در حوزه تجهیزات پیشرفته نیز باشد.
چالش‌های کلیدی نیاز فناورانه
- افزایش قدرت تفکیک‌پذیری سامانه در فواصل کوتاه؛
استفاده از بسامد ۲۰۰ کیلوهرتز و امکان دستیابی به قدرت تفکیک‌پذیری دو برابری نسبت به سامانه‌های موجود (۳۰ کیلوهرتز)
- استفاده از هوش مصنوعی برای پایش و پیش‌بینی جریان رودخانه؛
ادغام الگوریتم‌های یادگیری ماشین با داده‌های صوتی جمع‌آوری‌شده و صحت‌سنجی کارکردی آن
- بومی‌سازی کامل فناوری و کاهش وابستگی به واردات؛
تولید این سامانه به‌صورت کامل در داخل کشور با توجه به تحریم‌های بین‌المللی و محدودیت‌های واردات تجهیزات تخصصی مانند ترانسدیوسرهای صوتی
گام‌های پژوهشی و الزامات طرح
۱- ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﭘﺎﻳﻪ و آﻣﺎدهﺳﺎزى
- ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻛﺘﺎﺑﺨﺎﻧﻪاى: بررسی اطلاعات پروژه‌ها، مقالات و استانداردهای مرتبط
- مطالعات فنی: بررسی جزئیات و نقشه‌های فنی سامانه‌های تیکه‌نگاری صوتی ۱۰ و ۳۰ کیلوهرتز
- ﺑﺮرسی ﺑﺎزار: ﺷﻨﺎﺳﺎیی ﻗﻄﻌﺎت و تجهیزات در دسترس و ﻣﻮﺟﻮد در بازار
۲- ﻃﺮاحی
- طراحی شماتیک و PCB زیرسیستم‌های میکروکنترلر، مودولاسیون، دمودولاسیون و فیلترهای حوزه
- ۲۰۰ کیلوهرتز و ...
- طراحی بخش دریافت سیگنال و فیلتر تقویت سیگنال در حوزه ۲۰۰ کیلوهرتز
- تعیین قطعات مورد نیاز الکترونیکی جهت ساخت و مونتاژ براساس ضرورت‌های فنی طراحی و بررسی بازار با اﻧﺘﺨﺎب ﮔﺰﻳﻨﻪﻫﺎى ﺑﻬﻴﻨﻪ از ﻧﻈﺮ ﻋﻤﻠﻜﺮد، ﻗﻴﻤﺖ و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﺗﺄﻣﻴﻦ
۳- تأمین، ساخت و مونتاژ
- سفارش و تأمین قطعات موردنیاز
- ساخت و مونتاژ سامانه و بررسی عملکرد بخش‌های مختلف زیرسیستم‌ها با استفاده از اسیلوسکوپ
۴- آزمون، ارتقاء و اﻋﺘﺒﺎرسنجی
- آزمون آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎهی: آزمون سامانه در کانال مؤسسه تحقیقات آب و مقایسه با سامانه 30 کیلوهرتز به‌منظور بررسی دقت اندازه‌گیری
- آزمون ﻋﻤﻠﻜﺮدى: آزمون سامانه با به‌کارگیری آن در رودخانه زاینده‌رود
- ارتقاء سامانه: افزودن الگوریتم هوش مصنوعی به‌منظور پیش‌بینی جریان رودخانه
- اعتبار سنجی سامانه: صحت‌سنجی نتایج پیش‌بینی جریان با هوش مصنوعی در قیاس با داده‌های واقعی برداشته شده
۵- ﻣﺴﺘﻨﺪﺳﺎزى
- اراﺋﻪ ﻛﻠﻴﻪ ﻓﺎﻳﻞﻫﺎى ﻃﺮاحی: نقشه‌های طراحی شماتیک، فایل PCB طراحی‌شده 4 لایه و ...
- ﺗﻬﻴﻪ و تدوین ﮔﺰارش ﻛﺎﻣﻞ علمی‌ـ ﭘﮋوهشی ﺷﺎﻣﻞ: گزارش فنی در خصوص زیرسیستم‌ها و نحوه عملکرد سامانه از تولید سیگنال صوتی و ارسال و دریافت آن و همچنین مودولاسیون سیگنال‌های صوتی، گزارش فنی محاسبات انجام شده و فیلترهای مورد استفاده، روش‌های آزمون، فرایندها و پروتکل‌های ساخت و مونتاژ، داده‌برداری، نتایج و تحلیل آن‌ها، الگوریتم‌های هوش مصنوعی و صحت‌سنجی نتایج آن‌ها و ...
خروجی‌های مورد انتظار
- طراحی سامانه تیکه‌نگاری صوتی ۲۰۰ کیلوهرتز با قدرت تفکیک پذیری ۲ برابری نسبت به سامانه‌های قبل
- نمونه‌سازی سامانه تیکه‌نگاری صوتی ۲۰۰ کیلوهرتز با قابلیت اندازه‌گیری سرعت جریان و دبی در رودخانه‌های کم‌عرض
- آزمون و اعتبار‌سنجی (اخذ تأییدیه) سامانه تیکه‌نگاری صوتی ۲۰۰ کیلوهرتز در کانال آزمایشگاهی مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو و رودخانه زاینده‌رود و نیز مقایسه با سامانه 30 کیلوهرتز
- داده‌برداری در رودخانه زاینده‌رود با عرض کمتر از ۵۰ متر و افزودن قابلیت هوش مصنوعی به‌منظور پیش‌بینی جریان رودخانه
- ﻃﺮاحی‌های نهایی الکترونیکی و مکانیکی
- ﻓﻬﺮﺳﺖ ﻛﺎﻣﻞ ﻗﻄﻌﺎت و تجهیزات
- ﮔﺰارش علمی ـ ﭘﮋوهشی ﺟﺎﻣﻊ از ﻛﻠﻴﻪ ﻣﺮاﺣﻞ ﻃﺮاحی، ﺳﺎﺧﺖ، آزمون و اﻋﺘﺒﺎرسنجی
تسهیم مالکیت
مالکیت معنوی؛ مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای پژوهش سهیم خواهد بود. انتشار مقاله مشترک بین مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی و ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و ذکر نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
مالکیت منافع مادی؛ مالکیت مادی و منافع حاصل از دستاوردهای طرح در ابتدا، به نسبت مشارکت مالی بنیاد و شرکت متقاضی تسهیم می‌شود. پس از مرحله تجاری‌سازی، کلیه حقوق و مالکیت مادی مذکور به‌طور کامل متعلق به شرکت خواهد شد. ضمناً، شرکت متقاضی مجاز است براساس توافق فی‌مابین، بخشی از منافع سهم خود را به مجری اختصاص دهد.
نحوه پذیرش
- پذیرش طرح‌ها به‌صورت رقابتی انجام می‌شود و پروپوزال‌های ارسالی از طریق سامانه کایپر، براساس شاخص‌های زیر اولویت‌بندی خواهند شد:
- ﺗﺮﻛﻴﺐ تخصصی و ﺳﺎﺑﻘﻪ ﻛﺎرى ﺗﻴﻢ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدى ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎﺷﺪ.
- اﻓﺮاد ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدﺷﺪه، داراى ﺳﺎﺑﻘﻪ ﭘﮋوهشی و فنی مرتبط ﺑﺎﺷﻨﺪ.
- زﻣﺎنﺑﻨﺪى، برآورد ﻫﺰﻳﻨﻪ و ﺷﺮح ﺧﺪﻣﺎت، ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ و ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎ ﭘﮋوﻫﺶ ﻣﻮرد ﺗﻘﺎﺿﺎ ﺑﺎﺷﺪ. (در اﻳﻦ ﺑﺨﺶ، ﻣﺠﺮى میﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮآورد اوﻟﻴﻪ ﺧﻮد را اﻋﻼم ﻛﻨﺪ اﻣﺎ بدیهی اﺳﺖ ﺟﺰﺋﻴﺎت اﺟﺮایی در اﺑﺘﺪاى اﻣﺮ ﻣﺸﺨﺺ ﻧﻴﺴﺖ و ﻣﺠﺮى و ﻛﺎرﻓﺮﻣﺎ ﺑﺎ ﻋﻠﻢ ﺑﻪ اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع وارد اﻳﻦ ﺗﻮاﻓﻖ ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺷﺪ.)
- پروپوزال طبق فرمت پیشنهادی بنیاد تهیه و از طریق سامانه کایپر ارسال شده باشد.
- فونت حروف و اعداد فارسی B Nazanin و اندازه قلم 13 و فونت حروف و اعداد انگلیسی Times New Roman و اندازه قلم 11 باشد.
هزینه‌های قابل قبول
براساس شرایط فراخوان، هزینه‌های زیر در چارچوب پروژه قابل‌قبول است:
- حق‌التحقیق/ حق‌العمل اعضای اصلی تیم پژوهشی
- هزینه مواد اولیه و اقلام مصرفی
- هزینه برون‌سپاری خدمات
(تجهیزات و زیرساخت‌های تخصصی موردنیاز برای اجرای پروژه توسط شرکت در اختیار تیم پژوهشی قرار خواهد گرفت و از محل بودجه پژوهشی پروژه نیازی به تأمین این زیرساخت‌ها نخواهد بود.)
حوزه‌های اولویت‌دار
- مهندسی آب
- مهندسی برق- الکترونیک
- مهندسی مکانیک
- مهندسی کامپیوتر (گرایش هوش مصنوعی)
واجدین شرایط
پژوهشگر اصلی تیم لازم است عضو هیئت‌علمی فعال یکی از دانشگاه‌ها و مؤسسات آموزش عالی کشور باشد. پس از دریافت پروپوزال از طریق سامانه، ارزیابی انجام گرفته و در صورت کسب امتیاز بالا، تیم برگزیده جهت مذاکره با بنیاد و شرکت متقاضی دعوت خواهد شد.
فایل پیوست
تاریخ فراخوان
کلیه افراد واجد شرایط به مدت یک ماه از تاریخ انتشار فراخوان یعنی تا تاریخ ۱۴۰۵/۰۸/۲۲ فرصت دارند که پروپوزال‌های خود را از طریق سامانه کایپر برای بنیاد ملی علم ایران ارسال نمایند.
شایان ذکر است که مهلت ثبت این پیشنهاده، تاریخ اعلام شده در فراخوان بوده و پیشنهادههایی که پس از این تاریخ ثبت شوند مورد بررسی قرار نخواهند گرفت.
مبلغ حمایت
پژوهش پیشنهاد شده تا سقف ۸۰ درصد توسط بنیاد ملی علم ایران حمایت خواهد شد. بدیهی است که مابقی هزینه‌ها توسط شرکت متقاضی پژوهش تأمین خواهد شد. بالاسری محل خدمت پژوهشگر به صورت مجزا توسط شرکت متقاضی پرداخت خواهد شد.
شیوه ثبت‌نام و ارسال درخواست
متقاضیان جهت ثبت‌نام می‌توانند به سامانه کایپر مراجعه و از طریق بخش متقاضیان/پژوهشگران اقدام نمایند. در صورتی‌که در این سامانه پروفایل مشخصات فردی ندارید ابتدا ثبت‌نام نموده و سپس به وسیله نام کاربری (Email) و رمز عبور اعطا شده وارد سامانه شوید. پس از ورود در بخش ارسال طرح جدید میتوانید از کارتابل پژوهش عمیق شرکتهای دانشبنیان اقدام به ارسال طرح نمایید.
کارشناس پاسخگو
پژوهشگران پس از مطالعه توضیحات فراخوان و آییننامههای مربوطه در پورتال بنیاد علم، در صورت داشتن هرگونه ابهام یا سؤال در خصوص فرایند ارسال طرح، شرایط و محتوای علمی فراخوان می‌توانند از پروفایل خود در سامانه کایپر با کارگروه دانشبنیان از طریق تیکیت، یا با ایمیل hatamkhani.a@insf.org سؤالات خود را مطرح نمایند و یا با شماره تلفن ۰۲۱۸۲۱۶۱۱۵۰ (آقای مهندس حتم‌خانی) تماس حاصل فرمایند.
