नव विकसित कीट-आकार के ड्रोन टकराव के लिए लचीले

पिछले कई प्रयासों के बाद, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के शोधकर्ताओं ने छोटे आकार के उड़ने वाले रोबोट में कीट जैसी चपलता को लागू करने में सफलता प्राप्त की है। जैसा कि रोबोटिक प्रौद्योगिकी के कई उदाहरणों में, टीम ने प्रेरणा के लिए प्रकृति की ओर देखा। कीट उड़ान में टकराव के लिए अत्यधिक लचीले और चपलता से भरे होते हैं, और वे हवा के झोंके और बाधाओं जैसी बदलती परिस्थितियों को कुशलता से नेविगेट कर सकते हैं।

प्रोफेसर केविन यूफेंग चेन ने इस प्रणाली का निर्माण किया है। वह इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर साइंस विभाग और इलेक्ट्रॉनिक्स अनुसंधान प्रयोगशाला के सदस्य हैं।

इस शोध को आईईईई ट्रांजैक्शन ऑन रोबोटिक्स पत्रिका में प्रकाशित किया गया है। सह-लेखकों में झिजियन, एमआईटी पीएचडी छात्र; सियी शू, हार्वर्ड विश्वविद्यालय पीएचडी छात्र; और पाकपोंग चिराट्टाननोन, सिटी यूनिवर्सिटी ऑफ हांगकांग रोबोटिस्ट शामिल हैं।

सॉफ्ट एक्ट्यूएटर द्वारा संचालित एयरियल रोबोट

एयरियल रोबोट एक नए वर्ग के सॉफ्ट एक्ट्यूएटर पर निर्भर करते हैं जो उन्हें वास्तविक दुनिया की उड़ान में विभिन्न भौतिक चुनौतियों को पार करने में सक्षम बनाते हैं। चेन के अनुसार, रोबोट अंततः फसलों को परागित करने या छोटे स्थानों में मशीनरी की जांच करने के लिए मानवों द्वारा उपयोग किए जा सकते हैं।

वर्तमान ड्रोन को खुले स्थान की आवश्यकता होती है क्योंकि वे सीमित स्थानों में काम नहीं कर सकते हैं, जो कि उनकी टकराव को संभालने में असमर्थता के कारण है।

“अगर हम आज के अधिकांश ड्रोन देखें, तो वे आमतौर पर बहुत बड़े होते हैं,” चेन कहते हैं। “उनके अधिकांश अनुप्रयोग बाहरी उड़ान में शामिल होते हैं। सवाल यह है: क्या आप कीट-स्केल रोबोट बना सकते हैं जो बहुत जटिल, भीड़भाड़ वाले स्थानों में घूम सकते हैं?”

चेन के अनुसार, “छोटे एयरियल रोबोट बनाने की चुनौती विशाल है।”

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स्केल-डाउन मोटर्स के विकल्प

बड़े आकार के ड्रोन की एक मुख्य सीमा यह है कि उन्हें मोटर्स की आवश्यकता होती है जो कि स्केल डाउन होने पर कुशलता खो देते हैं, जिस कारण चेन कहते हैं कि विकल्प होने चाहिए।

अब तक का मुख्य विकल्प एक छोटा और कठोर एक्ट्यूएटर है जो पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सामग्री से बना है। ये सामग्री पहली पीढ़ी के छोटे, उड़ने वाले रोबोट के लिए जिम्मेदार थे। हालांकि, वे नाजुक हैं, जो रोबोट को टकराव को सहन करना मुश्किल बना देता है।

चेन ने एक अधिक विश्वसनीय छोटे रोबोट विकसित करने के लिए सॉफ्ट एक्ट्यूएटर पर भरोसा किया, और कठोर एक्ट्यूएटर के विपरीत, वे पतले रबर सिलेंडर होते हैं जो कार्बन नैनोट्यूब्स से ढके होते हैं। उत्पादित इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों द्वारा बार-बार खिंचाव और संकुचन की प्रक्रिया के माध्यम से, ड्रोन के पंख तेजी से मार सकते हैं।

नए एक्ट्यूएटर 500 बार प्रति सेकंड फ्लैप कर सकते हैं, जो एक कीट के समान है।

“आप इसे उड़ते समय मार सकते हैं, और यह पुनः प्राप्त कर सकता है,” चेन कहते हैं। “यह हवा में सोमरसॉल्ट जैसे आक्रामक कार्य भी कर सकता है।”

कीट जैसे ड्रोन का वजन केवल 0.6 ग्राम है, जो एक बड़े बम्बल बी के द्रव्यमान के बराबर है।

“यदि आप जानना चाहते हैं कि कीट कैसे उड़ते हैं, तो एक स्केल रोबोट मॉडल बनाना बहुत सिखाने वाला है,” चेन कहते हैं। “आप कुछ चीजों को परेशान कर सकते हैं और देख सकते हैं कि यह कैसे किनेमैटिक्स या द्रव बलों को प्रभावित करता है। यह आपको यह समझने में मदद करेगा कि वे चीजें कैसे उड़ती हैं।”

चेन आशा करते हैं कि रोबोट का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जा सकता है, जैसे कि कृषि, और संभावित अनुप्रयोगों में फसल प्रबंधन और खोज और बचाव मिशन शामिल हैं।

“वे सभी चीजें मौजूदा बड़े पैमाने पर रोबोट के लिए बहुत चुनौतीपूर्ण हो सकती हैं,” चेन कहते हैं।