احتلت المرتبة الاولي علي كلية الهندسة بالألمانية وفازت مرتين بالمركز الثالث لافضل تقييم تعليمي للمعيدين
باحثة مصرية من طراز فريد، تميزت منذ نعومة اظافرها، تخصصت في مجال صعب ومميز فنالت جائزة أفضل رسالة دكتوراه ومن المنتظر ان تشهد السنوات القادمة العديد من الانجازات لها.. انها الدكتورة رانيا مرسي الحاصلة علي جائزة افضل رسالة دكتوراه على مستوي المانيا.
مشوار الدكتورة رانيا البحثي بدأ منذ عام 2009 ، عندما حصلت على درجة البكالوريوس بتقدير إمتياز مع مرتبة الشرف في مجال هندسة الاتصالات من الجامعة الألمانية بالقاهرة (GUC)، حيث احتلت المرتبة الأولى على كلية هندسة تكنولوجيا المعلومات (IET) بالجامعة.
في عام 2010، حصلت رانيا مرسي على درجة الماجستير أيضاً بتقدير إمتياز مع مرتبة الشرف من برنامج الماجستير الدولي “تكنولوجيا الاتصالات” من جامعة أولم بألمانيا و هنا حصلت على الجائزة الثانية للأداء التعليمي المتميز لطلبة الماجستير. وأثناء ادائها لرسالة الدكتوراة بجامعة FAU بالمانيا،و فازت رانيا بثالث أفضل تقييم تعليمي للمعيدين مرتين على التوالي في عامي 2013 و 2014 لتدرسيها مادة “Digital Communications” لطلبة الماجستير.
حصلت الدكتورة المهندسة رانيا مصطفى عبد الحميد مرسي على جائزة أفضل رسالة دكتوراة على مستوى ألمانيا لعام 2021 المقدمة من المؤسسة الألمانية العلمية VDE وهي مؤسسة للعلماء والمهندسين العاملين في مجال الكهرباء والإلكترونيات و تكنولوجيا المعلومات بالمانيا.
وتُمنح هذه الجائزة سنويًا للعلماء الشباب عن رسالتهم المتميزة للدكتوراة في مجال تكنولوجيا المعلومات. تعد مؤسسة VDE واحدة من أكبر الجمعيات التقنية والعلمية في أوروبا.
حصلت رانيا مرسي على رسالة الدكتوراة بتقدير إمتياز مع مرتبة الشرف من جامعة FAU بارلنغن بالمانيا. ويدور موضوع الرسالة حول شحن أجهزة الاتصالات لاسلكياً أثناء استعملنا و تحريكنا لها، تماماً كما تتواصل الأجهزة لاسلكياً.
و قد تم اختيار رانيا مرسي في حفل تخرج خريجي الدكتوراه لعام 2020 ليتم تكريمها شخصيا من قبل رئيس جامعة FAU على رسالتها للدكتوراة.
يذكر أن جامعة FAU هي من الجامعات المبتكرة الرائدة بالمانيا حيث احتلت المركز الأول في ألمانيا أربع مرات على التوالي و صعدت إلى المركز الرابع عشر بين الجامعات الأكثر ابتكارًا في العالم.
ويناقش موضوع رسالة الدكتوراة؛ شحن الأجهزة لاسلكيا، حيث سيصبح تبديل أو شحن البطاريات يدوياً مهمة شبه مستحيلة قريبًا. لأنه وفقًا لشركة Cisco حيث انه بحلول عام 2030 سيكون هناك أكثر من 500 مليار جهاز لاسلكي متصل بالإنترنت – الأجهزة من ما يسمى بـ “إنترنت الأشياء” (IoT). أي حوالي 58 جهازًا لكل شخص! مما يجعل عملية تبديل أو شحن البطاريات يدوياً أمراً شبه مستحيل في المستقبل. لذلك سنحتاج إلى تقنية إمداد طاقة لاسلكية يمكنها شحن الأجهزة بشكل مستقل ودون تدخل بشري.
خلال بحث الدكتورة رانيا طرحت سؤالًا بديهيًا: إذا كانت أجهزة الاتصال اللاسلكي تستخدم موجات تردد الراديو (Radio waves) لنقل البيانات ، فهل يمكننا استخدام نفس الموجات لنقل الطاقة لاسلكيًا؟ وكيف سيبدو العالم اللاسلكي حقًا؟
في رسالة الدكتوراة قامت رانيا بتطوير نموذج جديد يحسب الطاقة المستخرجة من الموجات اللاسلكية بدقة غير مسبوقة وبالتالي فإن هذا النموذج يفتح إمكانية تطوير طرق شحن لاسلكية موثوقة تعمل بشكل جيد ليس فقط نظرياً ولكن أيضًا عملياً.
من أجل أن يكون نقل الطاقة اللاسلكية أكثر كفاءة ، استخدمت الباحثة النموذج الدقيق الذي طورته لجعل كفاءة الشحن مثالية قدر الإمكان. لأنه ليست كل أشكال الموجات اللاسلكية تنقل الطاقة بكفاءة. لقد أثبتت أن الشحن المستمر بإشارة ضعيفة ليس فعالاً بشكل خاص. بدلاً من ذلك ، إذا ظل الشاحن اللاسلكي غير نشط معظم الوقت ولا يرسل إلا أحيانًا بإشارة قوية جدًا، فإن هذا يزيد من كفاءة نقل الطاقة.
وطرحت رانيا تساؤلا حول ماذا عن الأجهزة التي تتلقى البيانات وتحتاج أيضًا إلى شحن بطارياتها؟ حسنًا يمكن للموجات اللاسلكية أن تحمل البيانات والطاقة في نفس الوقت. هذا يعني أنه يمكن الاتصال مع الأجهزة وشحنها أيضاً. يتيح لنا ذلك الاستفادة بشكل أفضل من الموجات اللاسلكية والبنية التحتية لشبكة الاتصالات. ولكن كيف يجب تعديل الموجات اللاسلكية التقليدية إذا كانت سترسل طاقة بالإضافة إلى بيانات؟
ملخص رسالة دكتوراه رانيا مرسي:
أوضحت الباحثة في رسالة الدكتوراه، أن أشكال الموجات اللاسلكية التي تزيد من نقل الطاقة تختلف عن تلك التي تزيد من معدل تحميل البيانات. من الناحية العملية، هذا يعني أن جهاز الشحن اللاسلكي يمكنه تغيير شكل الموجات اللاسلكية بطريقة تجعل بعض الأجهزة تقوم بتحميل البيانات بشكل أبطأ بحيث يمكن شحن الأجهزة الأخرى بشكل أسرع. لقد تمكنت من تصميم شكل الموجات اللاسلكية لتحقيق التوازن المطلوب بين كمية الطاقة وكمية البيانات المرسلة للاجهزة.
و صممت رانيا مرسي شبكة لاسلكية ينقل فيها جهاز الإرسال البيانات إلى جهاز واحد في وقت معين ، بينما تستمد الأجهزة الأخرى الطاقة من الموجات اللاسلكية التي تصل إليها، وصممت طرق إرسال يمكن دمجها بسهولة في البنية التحتية لشبكة الاتصالات الحالية. من خلال التحليل والمحاكاة، اختبرت هذه الأساليب للبيئات العملية وأظهرت أنها تضمن سرعات تنزيل وتحميل عادلة لجميع الأجهزة المتصلة بالشبكة اللاسلكية.
في شبكات الاستشعار اللاسلكية ، ترسل المستشعرات البيانات التي تجمعها -مثل بيانات الحرارة والإضاءة والضغط- إلى نقطة وصول مركزية. يمكن لنقطة الوصول هذه أيضًا شحن المستشعرات لاسلكيًا. تفترض معظم الأبحاث أن كل مستشعر يستهلك كل الطاقة المكتسبة لاسلكياً مباشرة لتحميل البيانات المقاسة. ومع ذلك ، فقد أظهرت أن الأداء يتحسن بشكل كبير إذا قام كل مستشعر بتخزين الطاقة المكتسبة أولاً في بطارية قابلة لإعادة الشحن. مع الاتصال الجيد، يمكن لأجهزة الاستشعار تخزين الطاقة الزائدة المجمعة من أجل الحصول على طاقة كافية مرة أخرى في المستقبل إذا كان الاتصال سيئًا. ولكن ما مقدار الطاقة التي يجب أن تستخدمها أجهزة الاستشعار لنقل البيانات التي تجمعها إلى نقطة الوصول؟
لقد صممت الدكتورة رانيا مرسي قاعدة إرسال بسيطة لهذا: يرسل كل جهاز استشعار بياناته المسجلة بقوة إشارة معينة ثابتة. على الرغم من أن هذا الحل بسيط، إلا أنه يقلل من فقدان الاتصال أثناء قيام أجهزة الاستشعار بتحميل بياناتها. بالإضافة إلى ذلك، لا يتعين على المستشعرات التعرف على جودة الاتصال التي تختلف بمرور الوقت. ومع ذلك فهذا الحل الذي اقترحته يحقق نفس الاداء المثالي للحل الذي يتطلب معرفة جودة الاتصالات عند أجهزة الاستشعار.
وبذلك نجحت رانيا مرسي في رسالة الدكتوراه بحل العديد من المشكلات الأساسية التي تواجه الأنظمة التي تنقل البيانات والطاقة لاسلكياً. لقد طورت طرقًا لا تنقل الطاقة لاسلكيًا بأقصى قدر من الكفاءة فحسب، بل تتحكم أيضًا في معدل تحميل البيانات وسرعة الشحن للأجهزة من نفس الموجات اللاسلكية. بالإضافة إلى ذلك ، فقد صممت قاعدة إرسال بسيطة ولكنها مثالية لأجهزة الاستشعار التي تعمل لاسلكيًا. يبني العلماء في جميع أنحاء العالم على هذه الاكتشافات الأساسية والتي تم الاستشهاد بها 287 مرة في أبحاث أخرى خلال فقط بضع سنوات. لذلك تساعد مساهماتي في رسالة الدكتوراة في جعل الإرسال اللاسلكي هو المعيار ليس فقط لنقل البيانات ولكن أيضاً لنقل الطاقة.
