जेकोस की क्रैश-लैंडिंग क्षमताएं रोबोटिक्स में उपयोग की जा सकती हैं

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले और स्टुटगार्ट, जर्मनी में इंटेलिजेंट सिस्टम्स के लिए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि जेकोस अपनी पूंछ का उपयोग करके मध्य हवा में कैसे मैन्यूवर करते हैं। यह क्षमता उन्हें अपने आप को सही करने की अनुमति देती है जब वे अपनी पकड़ खो देते हैं और गिरने के बाद, और यह उन्हें एक तालाब की सतह पर प्रोपेल करने में भी मदद कर सकती है।

इन निष्कर्षों को इस सप्ताह प्रकाशित किया जाएगा नेचर पत्रिका मेंकम्युनिकेशन्स बायोलॉजी।

इन तकनीकों का उपयोग रोबोटिक्स में किया जा सकता है, और वे पहले से ही जेको-जैसे रोबोटों में लागू की जा रही हैं।

जेकोस के बारे में आश्चर्यजनक निष्कर्ष

रॉबर्ट फुल एक यूसी बर्कले प्रोफेसर हैं जो एकीकृत जीव विज्ञान के प्रोफेसर हैं, और एड्रिया जुसुफी मैक्स प्लैंक रिसर्च स्कूल फॉर इंटेलिजेंट सिस्टम्स के एक फैकल्टी सदस्य हैं और पूर्व यूसी बर्कले डॉक्टरेट छात्र हैं। दोनों ने एक महत्वपूर्ण और आश्चर्यजनक नई खोज की है कि जेकोस अपनी पूंछ का उपयोग करके भी मदद करते हैं जब वे एक पेड़ में हेड-फर्स्ट क्रैश करते हैं।

हेड-फर्स्ट क्रैश जेकोस में काफी आम है, और जुसुफी ने इसे हाई-स्पीड वीडियो कैमरों के साथ दस्तावेज किया है।

“वर्षावन के कैनोपी में ऊंचाई से जेकोस को देखना आंखें खोलने वाला था। उड़ान भरने से पहले, वे अपना सिर ऊपर-नीचे और बगल में ले जाते थे ताकि वे लैंडिंग लक्ष्य का अनुमान लगा सकें, जैसे कि वे उड़ान भरने से पहले दूरी का अनुमान लगा रहे हों,” जुसुफी ने कहा।

वीडियो दिखाते हैं कि जेको, इस मामले में सामान्य एशियाई फ्लैट-टेल्ड हाउस जेको, पेड़ से टकराने पर अपने पंजे और पैडेड पैरों के साथ तने को पकड़ लेता है। इससे उसका सिर और कंधे वापस उछल जाते हैं, और जेको को अपनी पूंछ को तने के खिलाफ दबाने का लाभ मिलता है, जो उसे पीछे की ओर गिरने से रोकता है।

“दूर से यह नहीं दिखता है, लेकिन कुछ जेकोस अभी भी टकराने पर तेजी से आगे बढ़ रहे हैं,” जुसुफी ने कहा। “वे सिर के बल गिरते हैं, पेड़ से दूर जाते हैं – वे एक पुस्तकスタンド की तरह दिखते हैं जो पेड़ से दूर जा रहा है – केवल अपने पीछे के पैरों और पूंछ से जुड़े हुए हैं, जैसे वे टकराने की ऊर्जा को कम कर रहे हैं। गिरने से रोकने वाली प्रतिक्रिया इतनी तेजी से होती है कि केवल स्लो-मोशन वीडियो ही अंतर्निहित तंत्र को प्रकट कर सकता है।”

वैज्ञानिकों के अनुसार, अन्य छोटे और हल्के कूदने वाले जानवर जैसे छिपकली भी इन तकनीकों का उपयोग कर सकते हैं।

“वे लंबे समय तक उड़ान भर सकते हैं जो अधिक संतुलन वाली उड़ान हो सकती है, और वे अलग तरह से उतरते हैं, लेकिन, उदाहरण के लिए, यदि वे भागने की कोशिश कर रहे हैं, तो वे इस तरह के व्यवहार को चुनते हैं, क्योंकि आकार महत्वपूर्ण है,” फुल ने कहा। “जब आप इतने छोटे होते हैं, तो आपके पास ऐसे विकल्प होते हैं जो बड़ी चीजों के लिए समाधान नहीं होते हैं। इसलिए, यह एक शरीर-मध्यस्थ समाधान है जो आपके पास नहीं होता है जब आप बड़े होते हैं।”

जेको की पूंछ के समान संरचनाओं का उपयोग उड़ने वाले रोबोटों जैसे ड्रोन को स्थिर करने में मदद के लिए किया जा सकता है, जो उन्हें ऊर्ध्वाधर सतहों पर उतरने में मदद कर सकता है।

शोधकर्ता पहले हैं जिन्होंने इस व्यवहार को दस्तावेज, गणितीय रूप से मॉडल और एक नरम रोबोट में पुनरुत्पादित किया है।

“एक्सैप्टेशन्स ऐसी संरचनाएं हैं जो कई व्यवहारों के लिए उपयोग की जाती हैं, चाहे वह संरचना मूल रूप से किसी भी चीज के लिए विकसित हुई हो, और यह एक ऐसी है जिसकी आप उम्मीद नहीं करेंगे,” फुल ने कहा। “आप देख सकते हैं कि कैसे उस अविश्वसनीय क्षमता को लचीला बनाने में मदद मिल सकती है।”

“हाल तक तक, पूंछ को पैरों या पंखों की तुलना में उतना ध्यान नहीं मिला था, लेकिन लोग अब महसूस कर रहे हैं कि हमें इन जानवरों को पांच-पैर वाले के रूप में सोचना चाहिए – पेंटापेडल,” जुसुफी ने कहा।

फुल के अनुसार, रोबोटिक इंजीनियर रोबोटों में बढ़ती संख्या में कार्य जोड़ रहे हैं, और वे सीख रहे हैं कि वे प्रत्येक क्षमता के लिए एक नया हिस्सा पेश कर सकते हैं।

“जैसे ही हम अपने रोबोटों और भौतिक प्रणालियों को विकसित करते हैं, इंजीनियरों को और अधिक चीजें करने की इच्छा होती है। और अनुमान लगाओ? एक बिंदु पर, आप एक रोबोट को सब कुछ के लिए अनुकूलित नहीं कर सकते,” उन्होंने कहा। “आपको अन्य व्यवहारों के लिए चीजों का उपयोग करना होगा ताकि आप उन व्यवहारों को प्राप्त कर सकें।”

https://www.youtube.com/watch?v=LXRAWypJBPI&t=3s

रोबोट का निर्माण

शोधकर्ताओं ने एक पूंछ वाले रोबोट का निर्माण किया после इसके भागों को कार्बन एम2 के साथ बनाया, जो एक राज्य-ऑफ-द-आर्ट 3डी प्रिंटर है जो विशेष रूप से नरम संरचनाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है। पैरों को वेल्क्रो से सुसज्जित किया गया था ताकि वे संपर्क में आते ही चिपक जाएं, और पूंछ में एक तंत्र था जो आगे के पैरों के संपर्क में आने पर नीचे की ओर दबाने का कारण बनता था।

पूंछ वाले रोबोट ने कठिन लैंडिंग करते समय समान सफलता का प्रदर्शन किया। प्रकृति में, पूंछ वाले जेकोस 87% समय में ऊर्ध्वाधर सतहों पर उतरने में सफल होते हैं। बिना पूंछ वाले रोबोटों ने 15% समय में परीक्षण में सफलतापूर्वक उतरने की क्षमता का प्रदर्शन किया है, लेकिन नया पूंछ वाला रोबोट 55% समय में परीक्षण में उतरने में सक्षम था।

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि पूंछ वाले रोबोट जो सिर और शरीर के संयुक्त आकार के आधे हिस्से के बराबर थे, वे लंबे समय तक उतने ही सफल थे। उन्होंने यह भी पाया कि छोटी पूंछ वाले रोबोटों को पेड़ से चिपके रहने के लिए दोगुनी पैर बल की आवश्यकता थी।

टीम जेकोस का अध्ययन जारी रखेगी और रोबोटों में, विशेष रूप से ऊर्ध्वाधर सतहों पर नरम रोबोटों में लागू करने के लिए नए सिद्धांतों की तलाश करेगी।

“विकास परिपूर्णता और उत्कृष्टता के बारे में नहीं है, बल्कि यह पर्याप्तता के बारे में है। बस-पर्याप्त समाधान वास्तव में आपको इतनी सारी क्षमताओं को देता है कि आप चुनौतीपूर्ण वातावरण में बहुत अधिक लचीले हो जाते हैं,” फुल ने कहा। “विकास एक ऐसे तinkerer की तरह दिखता है जो वास्तव में नहीं जानता कि वे क्या उत्पादित करेंगे और जो कुछ भी उनके पास है उसे उपयोग करने के लिए तैयार हैं ताकि वे कुछ कार्य कर सकें।”

“छोटे वृक्षारोपण जानवर जिनमें उड़ान के लिए स्पष्ट रूप से रूपात्मक अनुकूलन नहीं है, वे मध्य हवा में मैन्यूवरिंग की आश्चर्यजनक क्षमता प्रदर्शित करने के लिए बढ़ती संख्या में पाए जा रहे हैं। नरम रोबोटिक भौतिक मॉडल ऐसे यांत्रिक रूप से मध्यस्थ उतरने के समाधानों के नियंत्रण को समझने में मदद कर सकते हैं,” जुसुफी ने कहा।