धेरै अवस्थित रोबोटिक्स प्रणालीहरूले प्रकृतिबाट प्रेरणा लिन्छन्, विशेष लक्ष्यहरू प्राप्त गर्न जैविक प्रक्रियाहरू, प्राकृतिक संरचनाहरू वा जनावरहरूको व्यवहारलाई कृत्रिम रूपमा पुन: उत्पादन गर्छन्। यो किनभने जनावर र बोटबिरुवाहरू जन्मजात क्षमताहरूले सुसज्जित हुन्छन् जसले तिनीहरूलाई सम्बन्धित वातावरणमा बाँच्न मद्दत गर्दछ, र यसले प्रयोगशाला सेटिङहरू बाहिर रोबोटहरूको प्रदर्शनलाई पनि सुधार गर्न सक्छ।
"नरम रोबोट हातहरू रोबोटिक हेरफेर गर्ने नयाँ पुस्ता हुन् जसले 'हाडविहीन' जीवहरू, जस्तै अक्टोपस टेन्टेकल, हात्तीको खोड, बोटबिरुवाहरू, इत्यादि द्वारा प्रदर्शन गरिएको उन्नत हेरफेर क्षमताहरूबाट प्रेरणा लिन्छ," एनरिको डोनाटो, अनुसन्धानकर्ताहरू मध्ये एक। अध्ययनले टेक एक्सप्लोरलाई भन्यो। "यी सिद्धान्तहरूलाई ईन्जिनियरिङ् समाधानहरूमा अनुवाद गर्नाले प्रणालीहरूमा नतिजा हुन्छ जुन लचिलो हल्का तौल सामग्रीबाट बनेको हुन्छ जसले अनुरूप र निपुण गति उत्पादन गर्न सहज लोचदार विकृतिबाट गुज्रन सक्छ। यी वांछनीय विशेषताहरूको कारणले गर्दा, यी प्रणालीहरू सतहहरू अनुरूप हुन्छन् र भौतिक सुदृढता र सम्भावित रूपमा कम लागतमा मानव-सुरक्षित सञ्चालन प्रदर्शन गर्दछ।
जबकि नरम रोबोट हतियारहरू वास्तविक-विश्व समस्याहरूको विस्तृत दायरामा लागू गर्न सकिन्छ, तिनीहरू विशेष गरी स्वचालित कार्यहरूका लागि उपयोगी हुन सक्छन् जसमा कठोर रोबोटहरूको पहुँच नहुने इच्छित स्थानहरूमा पुग्न समावेश छ। धेरै अनुसन्धान टोलीहरूले हालै नियन्त्रकहरू विकास गर्ने प्रयास गरिरहेका छन् जसले यी लचिलो हतियारहरूलाई प्रभावकारी रूपमा यी कार्यहरू सम्हाल्न अनुमति दिन्छ।
"सामान्यतया, त्यस्ता नियन्त्रकहरूको कार्य कम्प्युटेसनल सूत्रहरूमा निर्भर हुन्छ जसले रोबोटको दुई अपरेशनल स्पेसहरू, अर्थात्, टास्क-स्पेस र एक्चुएटर-स्पेस बीचको वैध म्यापिङ सिर्जना गर्न सक्छ," डोनाटोले बताए। "यद्यपि, यी नियन्त्रकहरूको उचित कार्य सामान्यतया दृष्टि-प्रतिक्रियामा निर्भर गर्दछ जसले प्रयोगशाला वातावरणमा तिनीहरूको वैधतालाई सीमित गर्दछ, प्राकृतिक र गतिशील वातावरणमा यी प्रणालीहरूको तैनातीलाई प्रतिबन्धित गर्दछ। यो लेख यो अप्रत्याशित सीमिततालाई पार गर्ने र यी प्रणालीहरूको पहुँचलाई असंरचित वातावरणमा विस्तार गर्ने पहिलो प्रयास हो।"
"बिरुवाहरू चल्दैनन् भन्ने सामान्य गलत धारणाको विपरीत, बिरुवाहरू सक्रिय रूपमा र उद्देश्यपूर्ण रूपमा विकासमा आधारित आन्दोलन रणनीतिहरू प्रयोग गरेर एक बिन्दुबाट अर्को बिन्दुमा सर्छन्," डोनाटोले भने। "यी रणनीतिहरू यति प्रभावकारी छन् कि बिरुवाहरूले ग्रहमा लगभग सबै बासस्थानहरू उपनिवेश गर्न सक्छन्, यो क्षमता पशु राज्यमा छैन। चाखलाग्दो कुरा के छ भने, जनावरहरूको विपरीत, बिरुवाको आन्दोलन रणनीतिहरू केन्द्रीय स्नायु प्रणालीबाट उत्पन्न हुँदैनन्, बरु, तिनीहरू विकेन्द्रीकृत कम्प्युटिङ् संयन्त्रहरूको परिष्कृत रूपहरूको कारण उत्पन्न हुन्छन्।
अन्वेषकहरूको नियन्त्रकको कार्यलाई अधोरेखित गर्ने नियन्त्रण रणनीतिले बिरुवाहरूको चाललाई अधोरेखित गर्ने परिष्कृत विकेन्द्रीकृत संयन्त्रहरूलाई नक्कल गर्ने प्रयास गर्दछ। टोलीले विशेष रूपमा व्यवहार-आधारित कृत्रिम बुद्धिमत्ता उपकरणहरू प्रयोग गर्यो, जसमा विकेन्द्रीकृत कम्प्युटिङ एजेन्टहरू तल-अप संरचनामा संयुक्त हुन्छन्।
"हाम्रो जैव-प्रेरित नियन्त्रकको नवीनता यसको सरलतामा निहित छ, जहाँ हामी समग्र पहुँच व्यवहार उत्पन्न गर्न नरम रोबोट हातको आधारभूत मेकानिकल कार्यक्षमताहरूको शोषण गर्छौं," डोनाटोले भने। "विशेष रूपमा, नरम रोबोट हातमा सफ्ट मोड्युलहरूको अनावश्यक व्यवस्था समावेश हुन्छ, जसमध्ये प्रत्येक रेडियल व्यवस्थित एक्चुएटरहरूको ट्रयाड मार्फत सक्रिय हुन्छ। यो राम्रोसँग थाहा छ कि यस्तो कन्फिगरेसनको लागि, प्रणालीले छवटा सिद्धान्त झुकाउने दिशाहरू उत्पन्न गर्न सक्छ।"
टोलीको नियन्त्रकको कार्यप्रणालीलाई अन्डरपिन गर्ने कम्प्युटिङ्ग एजेन्टहरूले परिक्रमा र फोटोट्रोपिज्म भनेर चिनिने दुई फरक प्रकारका बिरुवाको चालहरू पुन: उत्पादन गर्नको लागि एम्प्लिच्युड र एक्ट्युएटर कन्फिगरेसनको समयको शोषण गर्छन्। परिक्रमाहरू सामान्यतया बिरुवाहरूमा अवलोकन गरिएका दोलनहरू हुन्, जबकि फोटोट्रोपिज्म दिशात्मक आन्दोलनहरू हुन् जसले बोटको हाँगा वा पातहरूलाई प्रकाशको नजिक ल्याउँछ।
डोनाटो र उनका सहकर्मीहरूद्वारा सिर्जना गरिएको नियन्त्रकले यी दुई व्यवहारहरू बीच स्विच गर्न सक्छ, दुई चरणहरूमा फैलिएको रोबोटिक हतियारहरूको क्रमिक नियन्त्रण प्राप्त गर्न। यी चरणहरू मध्ये पहिलो एक अन्वेषण चरण हो, जहाँ हतियारहरूले आफ्नो वरपरको अन्वेषण गर्छन्, जबकि दोस्रो एक पुग्ने चरण हो, जहाँ तिनीहरू इच्छित स्थान वा वस्तुमा पुग्न सर्छन्।
"सम्भवतः यस विशेष कामबाट सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण टेक-अवे यो पहिलो पटक हो कि अनावश्यक नरम रोबोट हतियारहरू प्रयोगशाला वातावरण बाहिर धेरै सरल नियन्त्रण फ्रेमवर्कको साथ क्षमताहरूमा पुग्न सक्षम गरिएको छ," डोनाटोले भने। "यसबाहेक, नियन्त्रक कुनै पनि नरममा लागू हुन्छरोबोटहातले समान एक्युएसन व्यवस्था प्रदान गर्यो। यो निरन्तर र सफ्ट रोबोटहरूमा एम्बेडेड सेन्सिङ र वितरित नियन्त्रण रणनीतिहरूको प्रयोगको दिशामा एक कदम हो।"
अहिलेसम्म, अन्वेषकहरूले 9 डिग्री स्वतन्त्रता (9-DoF) को साथ मोड्युलर केबल-संचालित, हल्का तौल र नरम रोबोट हात प्रयोग गरेर परीक्षणहरूको श्रृंखलामा आफ्नो नियन्त्रकको परीक्षण गरे। तिनीहरूको नतिजाहरू अत्यधिक आशाजनक थिए, किनकि नियन्त्रकले हातलाई आफ्नो वरपरको अन्वेषण गर्न र विगतमा प्रस्तावित अन्य नियन्त्रण रणनीतिहरू भन्दा बढी प्रभावकारी रूपमा लक्षित स्थानमा पुग्न अनुमति दियो।
भविष्यमा, नयाँ नियन्त्रकलाई अन्य नरम रोबोटिक हतियारहरूमा लागू गर्न सकिन्छ र गतिशील वातावरणीय परिवर्तनहरूसँग व्यवहार गर्ने क्षमताको थप मूल्याङ्कन गर्न प्रयोगशाला र वास्तविक संसार सेटिङहरूमा परीक्षण गर्न सकिन्छ। यसैबीच, डोनाटो र उनका सहकर्मीहरूले आफ्नो नियन्त्रण रणनीतिलाई थप विकास गर्ने योजना बनाएका छन्, जसले गर्दा यसले थप रोबोटिक हात चाल र व्यवहारहरू उत्पादन गर्न सक्छ।
"हामी हाल नियन्त्रकको क्षमताहरू बृद्धि गर्न खोजिरहेका छौं कि लक्ष्य ट्र्याकिङ, सम्पूर्ण-आर्म ट्विनिङ, इत्यादि जस्ता जटिल व्यवहारहरू सक्षम गर्न, त्यस्ता प्रणालीहरूलाई लामो समयसम्म प्राकृतिक वातावरणमा काम गर्न सक्षम पार्न," डोनाटोले थपे।
पोस्ट समय: जुन-06-2023