रोबोटिक मधुमक्खियाँ: शोधकर्ता ने पूरी तरह से ऑम्नीडायरेक्शनल फ्लाइंग रोबोट विकसित किया

विश्व में पहली बार, वाशिंगटन स्टेट यूनिवर्सिटी (WSU) के शोधकर्ताओं ने एक रोबोटिक मधुमक्खी, जिसे बी++ नाम दिया गया है, को डिज़ाइन किया है जो सभी दिशाओं में स्थिर उड़ान भरने में सक्षम है, जिसमें जटिल मोड़ गति भी शामिल है जिसे याव कहा जाता है। यह रोबोटिक्स के क्षेत्र में एक आकर्षक सफलता है, जो नवाचारी डिज़ाइन और जटिल नियंत्रण एल्गोरिदम के संयोजन द्वारा संभव हुई है, और इसके कई संभावित अनुप्रयोग हैं जिनमें कृत्रिम परागण से लेकर पर्यावरण निगरानी और खोज एवं बचाव प्रयासों तक शामिल हैं।

बी++ प्रोटोटाइप, जो चार कार्बन फाइबर और मायलर पंखों और चार हल्के एक्ट्यूएटर्स से बना है, जो प्रत्येक पंख को नियंत्रित करते हैं, रोबोटिक्स में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है। यह अपनी तरह का पहला रोबोट है जो उड़ने वाले कीटों में देखे जाने वाले छह डिग्री की स्वतंत्र गति को प्राप्त करने में सक्षम है। एनेस्टोर ओ. पेरेज़-अरांसिबिया के नेतृत्व वाली टीम, जो वीएसयू के स्कूल ऑफ मैकेनिकल एंड मैटेरियल्स इंजीनियरिंग में फ्लाहेर्टी एसोसिएट प्रोफेसर हैं, ने अपने शोध को आईईईई ट्रांजैक्शन ऑन रोबोटिक्स में प्रकाशित किया और अपने निष्कर्षों को आईईईई इंटरनेशनल कॉन्फ्रेंस ऑन रोबोटिक्स एंड ऑटोमेशन में प्रस्तुत किया।

“शोधकर्ता 30 से अधिक वर्षों से कृत्रिम उड़ने वाले कीटों को विकसित करने का प्रयास कर रहे हैं,” पेरेज़-अरांसिबिया ने कहा। इन छोटे रोबोटों का निर्माण न केवल एक अनोखे डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, बल्कि उन्नत नियंत्रकों का विकास भी आवश्यक है जो एक कीट के मस्तिष्क के कार्य की नकल करते हैं। “यह रोबोटिक डिज़ाइन और नियंत्रण का मिश्रण है,” उन्होंने जोर देकर कहा, इन छोटे रोबोटों के लिए एक ‘कृत्रिम मस्तिष्क’ बनाने के महत्व पर बल दिया।

कई सीमाओं को पार करना

वीएसयू टीम की पहली रचना एक दो-पंख वाला रोबोटिक मधुमक्खी था। हालांकि, इसकी गति सीमित थी। इस सीमा को पार करने के लिए, पेरेज़-अरांसिबिया और उनके पीएचडी छात्रों ने 2019 में एक चार-पंख वाला रोबोट बनाया जो पर्याप्त हल्का था और उड़ान भरने में सक्षम था। रोबोट जटिल मैन्यूवर्स, पिचिंग और रोलिंग, अपने पंखों को विभिन्न पैटर्न में फ्लैप करके कर सकता था।

हालांकि, याव नियंत्रण को शामिल करना एक महत्वपूर्ण चुनौती पेश करता था। “यदि आप याव को नियंत्रित नहीं कर सकते हैं, तो आप बहुत सीमित हैं,” पेरेज़-अरांसिबिया ने कहा, यह समझाते हुए कि इसके बिना, रोबोट नियंत्रण से बाहर हो जाते हैं, फोकस खो देते हैं और दुर्घटनाग्रस्त हो जाते हैं। उन्होंने जोर देकर कहा कि सभी डिग्री की गति विक्षिप्त मैन्यूवर्स या वस्तुओं को ट्रैक करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

कीटों से प्रेरित होकर, टीम ने एक डिज़ाइन पेश किया जहां पंख एक कोणीय विमान में फ्लैप होते हैं। उन्होंने पंख फ्लैप आवृत्ति को 100 से 160 बार प्रति सेकंड तक बढ़ा दिया। “समाधान का एक हिस्सा रोबोट का भौतिक डिज़ाइन था, और हमने नियंत्रक – रोबोट को बताने वाले मस्तिष्क – के लिए एक नया डिज़ाइन भी आविष्कार किया,” उन्होंने कहा।

95 मिलीग्राम वजन और 33-मिलीमीटर पंखों के साथ, बी++ वास्तविक मधुमक्खियों से बड़ा है और वर्तमान में केवल लगभग पांच मिनट के लिए स्वायत्त उड़ान भरने में सक्षम है। लेकिन इन सीमाओं ने टीम के उत्साह को कम नहीं किया है। वे क्रॉलर्स और पानी के तैराक जैसे अन्य प्रकार के कीट रोबोट विकसित करने पर काम कर रहे हैं।

बी++ का विकास, जो जैव अनुकृति और नवाचार के मूल्य का प्रतीक है, विभिन्न संगठनों द्वारा समर्थित किया गया है, जिनमें नेशनल साइंस फाउंडेशन, डीएआरपीए, वीएसयू फाउंडेशन और वीएसयू के कугर केज प्रोग्राम के माध्यम से पैलouse क्लब शामिल हैं। इस अग्रणी कार्य के साथ, रोबोटिक्स का भविष्य उज्ज्वल दिखता है, जिसमें और भी अधिक ग्राउंड-ब्रेकिंग विकास का वादा है।