नई मॉडल चीतों में उच्च गति आंदोलन का अन्वेषण करती है, जो हमें पैर वाले रोबोट के करीब लाती है

चीता सबसे तेज़ जमीनी स्तनधारी हैं, लेकिन हम अभी तक यह नहीं जानते हैं कि वास्तव में क्यों। हमें यह जानने का अंदाजा है कि वे कैसे अपनी सबसे तेज़ गति पर “गैलोपिंग” गेट का उपयोग करते हैं, और उनके पास दो प्रकार की “उड़ान” होती है। पहली में उनके अग्र और पीछे के अंग शरीर के नीचे होते हैं और इसे “एकत्रित उड़ान” कहा जाता है, जबकि दूसरी में उनके अग्र और पीछे के अंग फैले हुए होते हैं और इसे “विस्तारित उड़ान” कहा जाता है।

विस्तारित उड़ान चीतों को उच्च गति तक पहुंचने में सक्षम बनाने के लिए जिम्मेदार है, लेकिन यह कितनी तेज़ है यह जमीनी बलों और विशिष्ट परिस्थितियों पर निर्भर करता है। चीता उड़ान के दौरान अपनी रीढ़ की हड्डी में भी उल्लेखनीय आंदोलन प्रदर्शित करते हैं क्योंकि वे एकत्रित और विस्तारित मोड में मोड़ और खींचने के बीच वैकल्पिक होते हैं, और यह उच्च गति वाली गति की अनुमति देता है। इसके बावजूद, हम अभी तक इन क्षमताओं के लिए जिम्मेदार गतिविधियों के बारे में बहुत कुछ नहीं जानते हैं।

जानवरों में चलने के चरण

नागोया प्रौद्योगिकी संस्थान, जापान में डॉ टोमोया कामिमुरा बुद्धिमान यांत्रिकी और गति में माहिर हैं।

“सभी जानवरों की दौड़ एक उड़ान चरण और एक मुद्रा चरण से बनी होती है, जिसमें प्रत्येक चरण के लिए अलग-अलग गतिविधियाँ होती हैं,” डॉ कामिमुरा बताते हैं।

उड़ान चरण में सभी पैर हवा में होते हैं और पूरे शरीर का केंद्र द्रव्यमान गोलाकार गति प्रदर्शित करता है। मुद्रा चरण के दौरान, जमीनी प्रतिक्रिया बल शरीर द्वारा पैरों के माध्यम से अवशोषित किए जाते हैं।

“इस तरह की जटिल और हाइब्रिड गतिविधियों के कारण, अवलोकन हमें जानवरों की दौड़ गतिविधियों के तहत तंत्र को समझने में इतनी दूर तक ही ले जा सकते हैं,” डॉ कामिमुरा जारी रखते हैं।

कंप्यूटर मॉडलिंग अंतर्दृष्टि प्रदान करती है

जानवरों की गेट और रीढ़ की हड्डी की गति के गतिशील परिप्रेक्ष्य को बेहतर ढंग से समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने सरल मॉडल के साथ कंप्यूटर मॉडलिंग पर भरोसा किया है, और यह बहुत सफल रहा है।

कहा जा रहा है, गैलोपिंग के दौरान होने वाली उड़ान और रीढ़ की हड्डी की गति के प्रकारों का अन्वेषण करने वाले कई अध्ययन नहीं हुए हैं, इसलिए शोध दल ने वैज्ञानिक रिपोर्ट, में प्रकाशित एक अध्ययन किया, जिसमें एक सरल मॉडल का उपयोग किया गया था जो ऊर्ध्वाधर और रीढ़ की हड्डी की गति की नकल करता है।

टीम के अध्ययन में दो आयामी मॉडल शामिल था जिसमें दो कठोर शरीर और दो द्रव रहित बार शामिल थे, जो चीते के पैरों का प्रतिनिधित्व करते थे। शरीर एक जोड़ से जुड़े हुए थे, जो रीढ़ की हड्डी की मोड़ गति की नकल करता था, और एक टॉर्शनल स्प्रिंग। टीम ने अग्र और पीछे के पैरों को समान गतिशील भूमिकाएं सौंपीं।

टीम ने मॉडल को नियंत्रित करने वाले सरलीकृत समीकरणों का समाधान किया, जिसके परिणामस्वरूप छह संभावित आवृत्तिक समाधान हुए, जिनमें से दो चीते की तरह दो अलग-अलग उड़ान प्रकारों की तरह लगे, और चार केवल एक उड़ान प्रकार की तरह लगे, जो चीतों की तरह नहीं थे। ये समाधानों द्वारा प्रदान किए गए जमीनी प्रतिक्रिया बलों से संबंधित मानदंडों पर आधारित थे।

मानदंड को तब मापे गए चीता डेटा के साथ सत्यापित किया गया, और टीम ने पाया कि वास्तविक दुनिया में चीते की दौड़ रीढ़ की हड्डी के मोड़ के माध्यम से दो उड़ान प्रकारों के लिए मानदंड को संतुष्ट करती है।

यह सब शोधकर्ताओं को चीतों की गति के बारे में ताज़ा अंतर्दृष्टि प्राप्त करने में मदद करता है। आवृत्तिक समाधानों ने यह भी खुलासा किया कि घोड़े की दौड़ सीमित रीढ़ की हड्डी की गति के परिणामस्वरूप एकत्रित उड़ान शामिल है, जिसका अर्थ है कि चीतों द्वारा हासिल की गई अत्यधिक उच्च गति विस्तारित उड़ान और रीढ़ की हड्डी के मोड़ के परिणामस्वरूप है।

“जबकि जानवरों की प्रजातियों के बीच उड़ान प्रकारों में यह अंतर के तहत तंत्र अभी भी अस्पष्ट रहता है, हमारे निष्कर्ष चीतों में उच्च गति वाली गति के गतिशील तंत्र की समझ को बढ़ाते हैं। इसके अलावा, वे भविष्य में पैर वाले रोबोट के यांत्रिक और नियंत्रण डिजाइन में लागू किए जा सकते हैं,” डॉ कामिमुरा कहते हैं।