۵ دستاورد پژوهشی دانشگاه شریف در سال ۹۷

طبق رتبه‌بندی پایگاه جهانی تایمز در سال 2019، دانشگاه صنعتی‌شریف در رده 601 تا 800 در میان دانشگاه‌های برتر دنیا قرار گرفته است.
به گزارش «فرهیختگان آنلاین»، در این صفحه که به بررسی دستاوردهای دانشگاه‌های کشور می‌پردازیم به بهانه نزدیک شدن به پایان سال سراغ دانشگاه صنعتی شریف رفته و بخشی از دستاوردهای این دانشگاه را در سال ۹۷ بررسی کرده‌ایم. دانشگاه صنعتی‌شریف که در سال 1344 افتتاح شد، یکی از بزرگ‌ترین دانشگاه‌های مهندسی ایران به شمار می‌رود. این دانشگاه در زمان تاسیس تنها 51 عضو هیات‌علمی و 412 دانشجو داشت که درحال حاضر تعداد دانشجویان آن به بیش از 10هزار نفر رسیده است. این دانشگاه یکی از برجسته‌ترین دانشگاه‌های کشور در سطح تحصیلات تکمیلی است. طبق رتبه‌بندی پایگاه جهانی تایمز در سال 2019، دانشگاه صنعتی‌شریف در رده 601 تا 800 در میان دانشگاه‌های برتر دنیا قرار گرفته است.

در میان شاخص‌هایی که این پایگاه رتبه‌بندی در نظر گرفته، دانشگاه شریف در شاخص تدریس نمره 26.2 را دریافت کرده که نسبت به سال 2018 رشد را نشان می‌دهد. این درحالی است که این دانشگاه از سال 2013 با کاهش در این بخش روبه‌رو شد و از سال 2017 بار دیگر رشد کرد. شاخص تحقیقات هم با امتیاز 31.9 نسبت به سال گذشته، رشد قابل‌توجهی را نشان می‌دهد. اما همین شاخص هم از سال 2013 تا 2018 با روند نزولی روبه‌رو بوده است. از نظر میزان استناد مقالات هم با کسب امتیاز 38.8 رشد اندکی نسبت به دو، سه سال اخیر نشان می‌دهد. اما دانشگاه شریف در بخش درآمدهای صنعتی با امتیاز 93.8 جایگاه خوبی دارد اما در مقایسه با سال گذشته کمی کاهش را نشان می‌دهد. اما سال 2018 نسبت به سال 2017 رشد فزاینده‌ای را شاهد بوده است. این دانشگاه از دیدگاه بین‌المللی با کسب امتیاز 19.9، از سال 2016 روند صعودی به خود گرفته است.

  به نقل از دکتر سیاوش بیات عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف، یکی از دلایل افت عملکرد دانشگاه شریف در بخش تحقیقات نسبت به سال‌های قبل تحریم‌هایی است که چندسالی است شامل حال این دانشگاه شده است. تحریم‌های دانشگاه شریف از سال 2012 از سوی اتحادیه اروپا و به جرم دست‌داشتن در پرونده هسته‌ای اعمال شده که تا امروز هم ادامه دارد. این یکی از عواملی است که مانع انتشار مقالات استادان و محققان این دانشگاه در مجلات و پایگاه‌های معتبر دنیا می‌شود که به خودی خود رتبه تحقیقات آن را کاهش می‌دهد. از سوی دیگر، دلایل اقتصادی و کاهش بودجه‌های پژوهشی را هم می‌توان از دیگر دلایل افت رتبه دانشگاه شریف در شاخص‌ها عنوان کرد. در نقطه مقابل، درآمدهای صنعتی دانشگاه نسبت به سال گذشته رشد چشمگیری دارد که آن را می‌توان با افزایش تحریم‌ها و در نتیجه رشد فعالیت‌های صنعتی دانشگاه مرتبط دانست که در بالا رفتن امتیاز درآمدهای صنعتی موثر بوده است.

  پیش به سوی نسل پنجم اینترنت

شبکه‌های اینترنتی روزبه‌روز گسترده‌تر می‌شوند و مدتی است خبرها حکایت از ورود نسل پنجم اینترنت تا چند سال آینده به دنیای فناوری دارد. دفتر خدمات فناوری شبکه‌های مخابراتی پیشرفته ابری دانشگاه صنعتی شریف با همکاری اپراتور همراه اول پایلوت شبکه G5، نسل پنجم موبایل را پیاده‌سازی کرده‌اند که هدف آن تست و راستی‌آزمایی ویژگی‌هایی است که قرار است روی این شبکه پیاده‌سازی شود. فعالیت این دفتر از دو سال و نیم پیش آغاز شده است. شبکه G5 به‌طور رسمی در هیچ‌ نقطه‌ای از دنیا پیاده‌سازی نشده و درحال توسعه است. این دفتر مطابق با رویکرد جهانی و به‌منظور توسعه این شبکه در قالب پلتفرمی آزمایشی مشغول فعالیت است و ویژگی‌های آن را به صورت راهکار پیاده‌سازی و راستی‌آزمایی می‌کنند. درواقع در این دفتر، مبتنی‌بر نسل آینده شبکه موبایل راهکارهای نوین و مبتکرانه‌ای ارائه می‌دهد. درحال حاضر تنها نسل G4 اینترنت در کشور مورد‌استفاده قرار می‌گیرد و در این دفتر سعی شده شبکه G5 در قالب طرح پایلوت و آزمایشگاهی پیاده‌سازی و تست‌های لازم روی آن انجام ‌شود تا با بلوغ این شبکه و استفاده آن در جهان، ایران هم بتواند به این شبکه مجهز شود و همگام با کشورهای پیشرفته حرکت کند.

آزاد روانشید، مدیر دفتر خدمات فناوری شبکه‌های مخابراتی پیشرفته ابری (شمپا) و استادیار مدعو دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف به «فرهیختگان» می‌گوید: «درحال حاضر فاز اول و دوم پیاده‌سازی انجام شده و به مرور وارد فاز سوم می‌شویم که تا دو سال ادامه خواهد داشت. در برخی مناطق دنیا مانند بندر هامبورگ آلمان یک پایلوت G5 پیاده‌سازی شده یا کره جنوبی قرار است در المپیک زمستانی، از این شبکه به‌طور آزمایشی رونمایی کند اما همه اینها هنوز در مرحله آزمایشی هستند.» او به این نکته اشاره می‌کند که ما روی لبه تکنولوژی حرکت می‌کنیم و درحال انجام تمام کارهایی در کشور هستیم که به‌طور جهانی انجام می‌شود. در شبکه G5 به دلیل استقلالی که از سخت‌افزار به‌وجود آمده و به‌طور مستقیم روی نرم‌افزار پیاده می‌شود، دست محققان ایرانی هم باز شده و براساس پتانسیل بالای کشور، هیچ عقب‌ماندگی نسبت به دنیا وجود ندارد. در این مرکز از دانشجویان مقاطع کارشناسی، کارشناسی‌ارشد و دکتری در رشته‌های برق با گرایش مخابرات و کامپیوتر استفاده می‌شود و علاوه‌بر این، استادان و اعضای هیات‌علمی دانشگاه صنعتی شریف هم با این مرکز همکاری می‌کنند. مرکز شمپا، با توجه به مقیاس‌هایی که دارد تنها مرکزی در کشور است که درحال حاضر مشغول همکاری با همراه اول روی پیاده‌سازی شبکه G5 است.

همکاری با متروی تهران

مرکز توسعه خودکفایی صنعتی‌شریف به‌طور رسمی فعالیت خود را از سال 91 به‌عنوان مشاور شرکت بهره‌برداری قطار شهری تهران و حومه (متروی تهران) آغاز کرد. این مرکز در حوزه‌های الکتریکال و مکانیکال با متروی تهران همکاری می‌کند و در دوره‌های تحریم به‌عنوان بازویی توانمند به متروی تهران کمک کرده است.  مرتضی نظری، مدیر اجرایی مرکز توسعه خودکفایی صنعتی شریف می‌گوید: «همکاری مرکز ما با متروی تهران در بخش تولید دانش فنی، اسناد جایگزینی و عارضه‌یابی است و در ساخت و تولید ورود پیدا نمی‌کنیم. به این معنا که قطعه موردنیاز از سوی متروی تهران به مرکز ابلاغ شده و دانش فنی آن محصول، قطعه یا مجموعه آماده‌ شده و در کنار دانش فنی، سازنده‌های توانمند نیز به مترو معرفی می‌شوند که براساس مناقصه‌ صورت‌گرفته توسط متروی تهران، سازنده به این مرکز ارجاع داده شده و مرکز توسعه خودکفایی به‌عنوان مشاور ساخت در کنار سازنده قرار می‌گیرد و از صفر تا 100 کار در کنار سازنده حرکت می‌کند. درواقع این مرکز هم به‌عنوان مشاور ساخت و مسئول تولید دانش فنی قطعه با مجموعه موردنظر حضور دارد.»

نکته‌ای که باید متذکر شد، اینکه متروی تهران محصولات نهایی تولیدشده را تنها با گواهی کیفیت مرکز توسعه خودکفایی صنعتی شریف می‌پذیرد و روی قطارها نصب می‌کند. او می‌افزاید: «تاکنون قطعات بسیار خوبی با ارزش‌افزوده‌های بسیار بالا برای متروی تهران تولید شده است. قطعاتی که تنها با 2.5 درصد یا حتی 10 درصد قیمت خارجی آن ساخته شد‌ه‌اند. به‌عنوان مثال، صرفه‌جویی ریالی طی 5، 6 سال گذشته در حدود 150 تا 200 میلیارد تومان برای متروی تهران بوده است.» قطعات مختلفی چون سیستم‌های کنترل در قطار، ترمز دینامیکی در حوزه برق، در حوزه مکانیکی مکانیسم در قطار و لنت‌های ترمز ازجمله محصولاتی هستند که دانش علمی آنها با همکاری این مرکز با متروی تهران تهیه شده‌اند. درصد بالایی از لنت‌های ترمز نصب‌شده روی قطارهای متروی تهران، ایرانی هستند. قطعه «کوپلر» یا همان متصل‌کننده دو واگن قطار به یکدیگر، ازجمله قطعاتی است که در ایران و با یک‌دهم قیمت نمونه‌های خارجی تولید می‌شود.»

نظری ادامه می‌دهد: «قیمت نمونه خارجی این قطعه در زمان دلار سه‌هزار تومان، حدود 70 میلیون تومان بود که تولید آن با همکاری این مرکز و یک شرکت سازنده تنها هفت‌میلیون تومان هزینه‌ دربرداشت. درمورد کیفیت قطعات باید گفت کیفیت بعضی نمونه‌های داخلی تا 70 درصد با نمونه‌های خارجی برابری می‌کند و برخی قطعات حتی کیفیتی بالاتر از نمونه‌های خارجی دارند.»

بزرگ‌ترین فعالیت این مرکز، متروی تهران بوده و از دیگر فعالیت‌ها هم می‌توان به انعقاد قرارداد ارزشیابی سازندگان در پروژه 2000 واگن و همچنین همکاری با نیروگاه بعثت برای تولید پره ردیف 17 توربین بخار نیروگاه بعثت اشاره کرد.  دانش فنی این مرکز به حدی است که گاهی شرکت‌های خارجی مسئول ساخت قطعات در ایران باید تاییدیه مرکز توسعه خودکفایی را برای قطعات خود دریافت کنند. دکتر حسین مختاری، دکتری پاورالکترونیک و استاد‌تمام دانشکده برق دانشگاه صنعتی شریف و مدیر ارتباط با صنعت دانشگاه، مدیریت این مرکز را برعهده دارد. این مرکز به‌منظور بالابردن کیفیت و ایمنی کار، از زبدگان صنعت و در حوزه‌های مختلف از توانمندی استادان دانشگاه به صورت مشاوره‌ای استفاده می‌کند.

  هوشمندسازی شهری

انقلاب چهارمی که در زمینه صنعت فناوری اطلاعات و ارتباطات به ‌وجود می‌آید، مساله هوشمندسازی در کشورها و صنایع مختلف است. بسیاری از منابعی که مورداستفاده قرار می‌گیرند مانند آب و بخشی از مراقبت‌ها شامل مسائل امنیتی و مصرف بهینه‌، نیازمند مانیتورینگ هوشمند هستند. شهر هوشمند یکی از همین مصداق‌هاست که کاملا به صورت هوشمند کنترل می‌شود؛ به‌عنوان مثال، پارکینگ‌ها، سیستم‌های کنترل آب‌وهوا، مسیریابی برای شهروندان در شهرهای شلوغ و دسترسی به مراکز درمانی نزدیک همگی از المان‌های یک شهر هوشمند به شمار می‌روند. علاوه‌بر این، مصرف انرژی در کارخانه‌ها و کنترل آن هم نیازمند وجود یک سیستم هوشمند است که به عنوان اینترنت اشیا هم شناخته می‌شود. اینترنت اشیا مجهز به نرم‌افزارها و سنسورهایی است که در کنار سیستم‌های مخابراتی می‌تواند اطلاعات مفیدی را در اختیار انسان قرار دهد و شرایط موجود را به صورت کاملا هوشمند مدیریت و کنترل کند. همه این سنسورها نیازمند فناوری‌هایی هستند که رشته‌های مختلف فناوری در آن دخالت دارند و در کنار هم سنسوری تهیه می‌کنند. مرکز طراحی و ساخت سامانه‌های هوشمند چندفناوری دانشگاه صنعتی‌شریف با هدف ارتقای کشور در زمینه هوشمندسازی شهری فعالیت می‌کند. سیستم‌های چندفناوری، سیستم‌های پیچیده‌ای هستند که محققان این مرکز تلاش کرده‌اند تجربه کار میان‌رشته‌ای داشته باشند تا به این دانش دست پیدا کنند. این سنسورها در شبکه مخابراتی پیچیده‌ای در قالب پلتفرم اینترنت اشیا اطلاعات خود را منتقل می‌کنند.

سیاوش بیات، عضو هیات‌علمی دانشگاه صنعتی شریف و مدیر مرکز طراحی و ساخت سیستم‌های هوشمند چندفناوری دانشگاه صنعتی شریف در گفت‌وگو با «فرهیختگان» می‌گوید: «مرکز ما در زمینه ساخت سنسورهای مختلفی فعالیت دارد که در پارکینگ‌های هوشمند، سلامت هوشمند، اندازه‌گیری تب و نبض به صورت هوشمند و نیز میزان انرژی و کنترل مصرف انرژی به صورت هوشمند و هوشمندسازی کنتورهای آب و گاز، کشاورزی هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند.»  بخش زیادی از فناوری هوشمند این مرکز به مرحله تجاری‌سازی رسیده است. به‌عنوان مثال، در زمینه کشاورزی هوشمند، محصولی با قابلیت اندازه‌گیری هوشمند رطوبت خاک تولید شده که میزان رطوبت خاک و زمان مناسب آبیاری را به کشاورز اطلاع می‌دهد. تب‌سنج‌ هوشمند نیز فناوری دیگری از این مرکز است که به‌طور هوشمند تب کودک را اندازه‌گیری کرده و به موبایل مادر اطلاع می‌دهد. زمانی که دمای بدن کودک به بالای دمای تعیین‌شده برسد، گوشی مادر زنگ می‌زند و او را مطلع می‌کند. این محصول به مرحله تجاری‌سازی رسیده است.

پارکینگ هوشمند هم محصول دیگری است که فرد می‌تواند با نصب اپلیکیشن طراحی‌شده «سنسور پارکینگ هوشمند» روی گوشی هوشمند خود، تمام مکان‌های پارکینگ خالی را شناسایی کرده و به راحتی جای پارکی برای خودروی خود پیدا کند.  به گفته نظری، این مرکز درحال حاضر مشغول مذاکره با شهرداری برای اجرایی‌شدن این طرح هستند. در این مرکز از توانمندی دانشجویان دانشگاه شریف و حتی دانشجویان علاقه‌مند به رشته‌های مهندسی برق، کامپیوتر، شیمی و مکانیک برای کارهای تحقیقاتی و تهیه و تولید سیستم‌های هوشمند استفاده می‌شود. استادان هم به صورت مشاوره‌ای با این مرکز همکاری می‌کنند.

  کنترل هوشمند رانندگان

جمعی از دانشجویان دانشگاه صنعتی‌شریف حدود یک‌سال و نیم پیش دور هم جمع شدند و تیمی را در قالب یک استارتاپ تشکیل دادند که کار اینترنت اشیا را برای خودروها انجام می‌دهد.  بهزاد ثابتی، دانشجوی مقطع دکتری فیزیک دانشگاه صنعتی‌شریف و موسس استارتاپ «کَریوت» به «فرهیختگان» می‌گوید: «ما در قالب این کار گروهی، دستگاهی ساخته‌ایم و یک الگوریتم تحلیل دیتا در آن داریم که با توجه به دیتایی که به سرور ارسال می‌شود، آنها را تحلیل کرده و به راننده امتیاز می‌دهد. نتیجه این‌که شرکت‌های حمل بار، حمل‌ونقل مسافر و شرکت‌های بیمه خودرو کمک می‌کنند تا نسبت به راننده خود ارزیابی خوبی داشته باشند. سخت‌افزاری شامل چند سنسور روی خودرو نصب شده و با جمع‌آوری دیتاهایی شامل لوکیشن، سرعت و شتاب خودرو، آنها را به سرور ارسال می‌کند. در واقع، ریسک رانندگی راننده با این سیستم مورداندازه‌گیری و ارزیابی قرار می‌گیرد.»

ثابتی در گفت‌وگو با «فرهیختگان» می‌گوید: «ما درحال حاضر سخت‌افزار این سیستم را تولید کرده‌ایم و بخش ارتباط با سرور هم انجام شده و الگوریتم تحلیل‌دیتا هم تا حد زیادی پیش رفته و تا مرز تجاری‌سازی پیش رفته‌ایم. سرمایه‌گذاری هم برای این پروژه پیدا کرده‌ایم و پیش‌بینی می‌کنیم تا دو ماه آینده به تولید انبوه برسیم. شرکت‌ها با این سیستم می‌توانند پایشی دائمی را روی رانندگان خود داشته باشند که اطلاعات دقیقی را از عملکرد آنها گزارش می‌کند که هم برای برندینگ و هم مصرف سوخت خودروهای شرکت‌ها و حتی خطر تصادفات بسیار کاربردی خواهد بود.»  این استارتاپ متشکل از دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته‌های برق و فیزیک است.

  محافظت از سازه‌ها در برابر زلزله

پروژه اصلی دفتر خدمات فناوری جداساز لرزه‌ای که فعالیت خود را از سال 83 آغاز کرد، روی تحقیق و تولید جداسازهای لرزه‌ای بود. برای اینکه بتوان از ساختمان‌ها، پل‌ها و بناهای فنی در برابر زلزله محافظت کرد، دو راهکار وجود دارد؛ به‌طوری که یا با شیوه‌های مختلف آنها را تقویت کرد که به ‌عنوان مقاوم‌سازی لرزه‌ای اطلاق می‌شود یا اینکه به جای تقویت ساختمان‌ها از قطعاتی در زیر ستون و بالای پی و فونداسیون استفاده شود که انرژی و امواج زلزله به ساختمان‌ها انتقال پیدا نکرده یا با قدرت محدودتری این انتقال انرژی صورت گیرد که موجب دورماندن ساختمان‌های مجهز به جداسازهای لرزه‌ای از خطر می‌شود. این جداسازها قابلیت نصب در ساختمان‌های معمولی مانند مدارس، بیمارستان‌ها، مراکز امداد و نجات، آتش‌نشانی، مدیریت بحران و پل‌ها را هم دارند.  علی بخشی، عضو هیات‌علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شریف و مدیر دفتر خدمات فناوری جداساز لرزه‌ای در گفت‌وگو با «فرهیختگان» می‌گوید: «ما سعی کرده‌ایم جداسازهایی را سازگار با دانش روز بسازیم و برپایه این، تمرکز خود را روی ساخت جداسازهای لاستیکی با میرایی بالا قرار داده‌ایم.» این مرکز تنها تولیدکننده جداسازهای لرزه‌ای در داخل کشور است. تعداد کمی از ساختمان‌ها و پل‌ها ازجمله چند بیمارستان از جداسازها استفاده می‌کننــــد که همـــــــگی از نمونه‌هــــای وارداتـــــی بوده و نمونه‌های داخلی هنوز مورداستفاده قرار نگرفته‌اند.

 این مرکز سعی کرده‌ ویژگی و تفاوت خاصی را در نمونه‌های تولیدی خود بگنجاند. میرایی یکـــی از آن قابــلیــت‌هاســـــت کـــه ‌قــــدرت جــذب انرژی اســـت. وقـــتی سیــستمی در اثر زلزله یا هر منبعی به ارتعاش درمی‌آید، اگر در حرکت، انرژی آن مستهلک شود، آن را دارای میرایی می‌دانیم و درواقع معادل آن مقدار جذب انرژی است که اتفاق می‌افتد.او مـــی‌افزاید: «بزرگ‌تـــرین کمکی که این لاستیک‌ها با میرایی بالا انجام می‌دهند، این است که ما به میراگر دیگری که هزینه اضافی ایجاد کند، نیاز نداریم که یکی از مهم‌ترین دستاوردها بوده است. دستاورد دیگر اینکه لاستیک‌هایی که ساخته می‌شود باید بین صفحه‌های افقی از جنس فولاد یا الیاف دیگر قرار گیرند تا وزن ساختمان، پل یا هر سازه دیگری را تحمل کنند. در دنیا از فولاد، فیبر کربن یا الیاف شیشه استفاده می‌کنند اما ما به جای این مواد، برای اولین‌بار از الیاف پلی‌آمید استفاده کرده‌ایم که برتری خاصی دارد؛ به‌عنوان مثال، پلی‌آمید در مقایسه با فیبر کربن از لحاظ قیمت بسیار ارزان‌تر است و مقاومت بالایی هم دارد، در عین‌حال به میرایی سیستم هم کمک می‌کند. تاکنون نمونه‌ای از این نوع جداسازهای لرزه‌ای در دنیا ساخته نشده است.»  تا قبل از بالا رفتن ارزهای خارجی، نمونه‌های داخلی با همان کیفیت، نصف قیمت خارجی تولید می‌شدند اما درحال حاضر، با توجه به افزایش قیمت، قیمت نمونه‌های داخلی به یک‌سوم نمونه‌های خارجی رسیده است. این مرکز امکان تولید انبوه جداسازهای لرزه‌ای را دارد و مکاتباتی با چند وزارتخانه و بیمارستان انجام داده است. در ساختمان مخابرات که از اهمیت بالایی برخوردار است، قراردادی بسته شده که بعد از تایید آزمایش‌های نهایی از سوی آنها، نمونه‌ها ساخته خواهند شد.