હાલની ઘણી રોબોટિક્સ પ્રણાલીઓ કુદરતમાંથી પ્રેરણા મેળવે છે, ચોક્કસ ધ્યેયો હાંસલ કરવા માટે જૈવિક પ્રક્રિયાઓ, કુદરતી રચનાઓ અથવા પ્રાણીઓના વર્તનને કૃત્રિમ રીતે પુનઃઉત્પાદિત કરે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે પ્રાણીઓ અને છોડ જન્મજાત ક્ષમતાઓથી સજ્જ છે જે તેમને તેમના સંબંધિત વાતાવરણમાં ટકી રહેવામાં મદદ કરે છે, અને તે આમ પ્રયોગશાળા સેટિંગ્સની બહાર રોબોટ્સની કામગીરીમાં પણ સુધારો કરી શકે છે.
"સોફ્ટ રોબોટ આર્મ્સ એ રોબોટિક મેનિપ્યુલેટરની નવી પેઢી છે જે 'બોનલેસ' સજીવો દ્વારા પ્રદર્શિત અદ્યતન મેનીપ્યુલેશન ક્ષમતાઓમાંથી પ્રેરણા લે છે, જેમ કે ઓક્ટોપસ ટેન્ટકલ્સ, હાથીની થડ, છોડ વગેરે," એનરિકો ડોનાટો, સંશોધકોમાંના એક કે જેમણે હાથ ધર્યો હતો. અભ્યાસ, ટેક એક્સપ્લોરને જણાવ્યું હતું. “આ સિદ્ધાંતોનું એન્જિનિયરિંગ સોલ્યુશન્સમાં ભાષાંતર કરવાથી એવી સિસ્ટમમાં પરિણમે છે જે લવચીક હળવા વજનની સામગ્રીથી બનેલી હોય છે જે સુસંગત અને ચપળ ગતિ પેદા કરવા માટે સરળ સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિમાંથી પસાર થઈ શકે છે. આ ઇચ્છનીય લાક્ષણિકતાઓને લીધે, આ સિસ્ટમો સપાટીને અનુરૂપ છે અને સંભવિત રીતે ઓછા ખર્ચે ભૌતિક મજબૂતી અને માનવ-સુરક્ષિત કામગીરી દર્શાવે છે."
જ્યારે સોફ્ટ રોબોટ આર્મ્સ વાસ્તવિક-વિશ્વની સમસ્યાઓની વિશાળ શ્રેણી પર લાગુ થઈ શકે છે, ત્યારે તેઓ ખાસ કરીને એવા સ્વચાલિત કાર્યો માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે જેમાં ઇચ્છિત સ્થાનો સુધી પહોંચવાનો સમાવેશ થાય છે જે સખત રોબોટ્સ માટે અગમ્ય હોઈ શકે છે. ઘણી સંશોધન ટીમો તાજેતરમાં એવા નિયંત્રકો વિકસાવવાનો પ્રયાસ કરી રહી છે જે આ લવચીક શસ્ત્રોને અસરકારક રીતે આ કાર્યોનો સામનો કરવા દેશે.
"સામાન્ય રીતે, આવા નિયંત્રકોની કામગીરી કોમ્પ્યુટેશનલ ફોર્મ્યુલેશન પર આધાર રાખે છે જે રોબોટના બે ઓપરેશનલ સ્પેસ, એટલે કે, ટાસ્ક-સ્પેસ અને એક્ટ્યુએટર-સ્પેસ વચ્ચે માન્ય મેપિંગ બનાવી શકે છે," ડોનાટોએ સમજાવ્યું. જો કે, આ નિયંત્રકોની યોગ્ય કામગીરી સામાન્ય રીતે વિઝન-ફીડબેક પર આધાર રાખે છે જે પ્રયોગશાળા વાતાવરણમાં તેમની માન્યતાને મર્યાદિત કરે છે, કુદરતી અને ગતિશીલ વાતાવરણમાં આ સિસ્ટમોની જમાવટને પ્રતિબંધિત કરે છે. આ લેખ આ બિનસંબોધિત મર્યાદાને દૂર કરવાનો અને આ સિસ્ટમોની પહોંચને અસંગઠિત વાતાવરણ સુધી વિસ્તારવાનો પ્રથમ પ્રયાસ છે.
"સામાન્ય ગેરસમજથી વિપરીત કે છોડ ખસેડતા નથી, છોડ સક્રિય રીતે અને હેતુપૂર્વક વૃદ્ધિના આધારે ચળવળની વ્યૂહરચનાઓનો ઉપયોગ કરીને એક બિંદુથી બીજા સ્થાને જાય છે," ડોનાટોએ કહ્યું. “આ વ્યૂહરચના એટલી અસરકારક છે કે છોડ પૃથ્વી પરના લગભગ તમામ વસવાટોને વસાહત બનાવી શકે છે, જે ક્ષમતા પ્રાણી સામ્રાજ્યમાં અભાવ છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, પ્રાણીઓથી વિપરીત, છોડની હિલચાલની વ્યૂહરચના કેન્દ્રીય નર્વસ સિસ્ટમમાંથી પેદા થતી નથી, પરંતુ તે વિકેન્દ્રિત કમ્પ્યુટિંગ મિકેનિઝમ્સના અત્યાધુનિક સ્વરૂપોને કારણે ઊભી થાય છે."
સંશોધકોના નિયંત્રકની કામગીરીને આધાર આપતી નિયંત્રણ વ્યૂહરચના છોડની હિલચાલને આધારે અત્યાધુનિક વિકેન્દ્રિત મિકેનિઝમ્સની નકલ કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. ટીમે ખાસ કરીને વર્તણૂક-આધારિત કૃત્રિમ બુદ્ધિ સાધનોનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેમાં વિકેન્દ્રિત કમ્પ્યુટિંગ એજન્ટો નીચેથી ઉપરના માળખામાં જોડાયેલા હોય છે.
"અમારા બાયો-પ્રેરિત નિયંત્રકની નવીનતા તેની સરળતામાં રહેલી છે, જ્યાં અમે એકંદર પહોંચવાની વર્તણૂક પેદા કરવા માટે સોફ્ટ રોબોટ હાથની મૂળભૂત યાંત્રિક કાર્યક્ષમતાઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ," ડોનાટોએ કહ્યું. “ખાસ કરીને, સોફ્ટ રોબોટ આર્મમાં સોફ્ટ મોડ્યુલોની બિનજરૂરી ગોઠવણીનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી દરેક રેડિયલી ગોઠવાયેલા એક્ટ્યુએટરના ત્રિપુટી દ્વારા સક્રિય થાય છે. તે જાણીતું છે કે આવા રૂપરેખાંકન માટે, સિસ્ટમ છ મુખ્ય બેન્ડિંગ દિશાઓ જનરેટ કરી શકે છે."
ટીમના નિયંત્રકની કામગીરી પર આધાર રાખતા કમ્પ્યુટીંગ એજન્ટો કંપનવિસ્તારનું શોષણ કરે છે અને બે અલગ-અલગ પ્રકારના છોડની હલનચલનનું પુનઃઉત્પાદન કરવા માટે એક્ટ્યુએટર રૂપરેખાંકનનો સમય નક્કી કરે છે, જેને પરિભ્રમણ અને ફોટોટ્રોપિઝમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પરિભ્રમણ એ સામાન્ય રીતે છોડમાં જોવા મળતા ઓસિલેશન છે, જ્યારે ફોટોટ્રોપિઝમ એ દિશાત્મક હિલચાલ છે જે છોડની ડાળીઓ અથવા પાંદડાઓને પ્રકાશની નજીક લાવે છે.
ડોનાટો અને તેના સાથીદારો દ્વારા બનાવવામાં આવેલ નિયંત્રક આ બે વર્તણૂકો વચ્ચે સ્વિચ કરી શકે છે, બે તબક્કામાં ફેલાયેલા રોબોટિક આર્મ્સના ક્રમિક નિયંત્રણને હાંસલ કરી શકે છે. આમાંનો પ્રથમ તબક્કો સંશોધનનો તબક્કો છે, જ્યાં શસ્ત્રો તેમની આસપાસની જગ્યાઓનું અન્વેષણ કરે છે, જ્યારે બીજો એક પહોંચવાનો તબક્કો છે, જ્યાં તેઓ ઇચ્છિત સ્થાન અથવા વસ્તુ સુધી પહોંચવા માટે આગળ વધે છે.
ડોનાટોએ જણાવ્યું હતું કે, "કદાચ આ ચોક્કસ કાર્યમાંથી સૌથી મહત્વની ટેક-અવે એ છે કે આ પ્રથમ વખત છે જ્યારે બિનજરૂરી સોફ્ટ રોબોટ આર્મ્સને લેબોરેટરી પર્યાવરણની બહાર ક્ષમતાઓ સુધી પહોંચવામાં સક્ષમ કરવામાં આવ્યા છે, ખૂબ જ સરળ નિયંત્રણ ફ્રેમવર્ક સાથે," ડોનાટોએ જણાવ્યું હતું. “વધુમાં, નિયંત્રક કોઈપણ સોફ્ટને લાગુ પડે છેરોબોટહાથે સમાન પ્રવૃતિ વ્યવસ્થા પૂરી પાડી હતી. સાતત્ય અને સોફ્ટ રોબોટ્સમાં એમ્બેડેડ સેન્સિંગ અને ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ કંટ્રોલ વ્યૂહરચનાનો ઉપયોગ કરવા તરફ આ એક પગલું છે.”
અત્યાર સુધી, સંશોધકોએ 9 ડિગ્રી સ્વતંત્રતા (9-DoF) સાથે મોડ્યુલર કેબલ સંચાલિત, હળવા અને નરમ રોબોટિક હાથનો ઉપયોગ કરીને શ્રેણીબદ્ધ પરીક્ષણોમાં તેમના નિયંત્રકનું પરીક્ષણ કર્યું હતું. તેમના પરિણામો ખૂબ જ આશાસ્પદ હતા, કારણ કે નિયંત્રકએ બંને હાથને તેની આસપાસની જગ્યાઓનું અન્વેષણ કરવાની અને ભૂતકાળમાં સૂચિત અન્ય નિયંત્રણ વ્યૂહરચનાઓ કરતાં વધુ અસરકારક રીતે લક્ષ્ય સ્થાન સુધી પહોંચવાની મંજૂરી આપી હતી.
ભવિષ્યમાં, નવા નિયંત્રકને અન્ય સોફ્ટ રોબોટિક આર્મ્સ પર લાગુ કરી શકાય છે અને ગતિશીલ પર્યાવરણીય ફેરફારો સાથે વ્યવહાર કરવાની તેની ક્ષમતાનું વધુ મૂલ્યાંકન કરવા માટે પ્રયોગશાળા અને વાસ્તવિક-વિશ્વ બંને સેટિંગ્સમાં પરીક્ષણ કરી શકાય છે. દરમિયાન, ડોનાટો અને તેના સાથીદારો તેમની નિયંત્રણ વ્યૂહરચના વધુ વિકસિત કરવાની યોજના ધરાવે છે, જેથી તે વધારાના રોબોટિક હાથની હિલચાલ અને વર્તણૂકો ઉત્પન્ન કરી શકે.
ડોનાટોએ ઉમેર્યું, "અમે હાલમાં વધુ જટિલ વર્તણૂકોને સક્ષમ કરવા માટે નિયંત્રકની ક્ષમતાઓને વધારવા માટે વિચારી રહ્યા છીએ જેમ કે લક્ષ્ય ટ્રેકિંગ, આખા હાથના ટ્વિનિંગ, વગેરે, આવી સિસ્ટમોને લાંબા સમય સુધી કુદરતી વાતાવરણમાં કાર્ય કરવા સક્ષમ બનાવવા માટે."
પોસ્ટ સમય: જૂન-06-2023