पानी के नीचे के रोबोट की नई पीढ़ी: बिना किसी समझौते के गति और पैंतरेबाज़ी।
चीन विज्ञान अकादमी के शेनयांग ऑटोमेशन इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने एक नरम रोबोटिक मछली प्रस्तुत की, जो 2.13 बॉडी लंबाई प्रति सेकंड की रिकॉर्ड तैराकी गति प्राप्त करती है - जो लगभग 26 सेमी/सेकंड के बराबर है। यह न केवल बॉडी-काउडल-फिन (बीसीएफ) प्रकार के रोबोट के लिए एक नया रिकॉर्ड है, बल्कि यह भी प्रमाण है कि नरम डिज़ाइन प्रदर्शन को सीमित नहीं करता है। पारंपरिक समाधानों के विपरीत, जो आमतौर पर गति और पैंतरेबाज़ी के बीच समझौता करते हैं, नया डिज़ाइन दोनों विशेषताओं को एक साथ प्राप्त करने की अनुमति देता है।
समाधान एक हाइब्रिड प्रणोदन प्रणाली पर आधारित है - जिसे कठोर और लचीले तत्वों से बना एक प्रणाली कहा जाता है। स्थानीय कठोर प्रतिबंध संचालन के दौरान अवांछित विरूपण को रोकते हैं, जिससे बल का प्रभावी हस्तांतरण होता है। दो प्रणोदन इकाइयों की वैकल्पिक गति मछलियों में विरोधी मांसपेशियों की क्रिया का अनुकरण करती है, उच्च आवृत्ति वाली पूंछ कंपन और कुशल प्रणोदन उत्पन्न करती है।
त्रि-आयामी गतिशीलता की कुंजी के रूप में बायोमिमेटिक स्विम ब्लैडर।
बढ़ा हुआ चित्रज़ूम बंद करेंपिछला चित्रजटिल त्रि-आयामी पैंतरेबाज़ी की कुंजी नई उछाल विनियमन तकनीक है। शोधकर्ताओं ने तरल-गैस चरण संक्रमण के सिद्धांत पर काम करने वाले एक बायोमिमेटिक स्विम ब्लैडर विकसित किया। इसके लिए, रोबोट सक्रिय रूप से अपने शरीर के विभिन्न हिस्सों में स्थानीय घनत्व को बदलकर अंतरिक्ष में अपनी विसर्जन और मुद्रा को नियंत्रित कर सकता है।
प्रयोगों के परिणाम बताते हैं कि रोबोटिक मछली -20° से 58° की सीमा में अपनी मुद्रा को समायोजित कर सकती है। यह एस-आकार की तैराकी, चढ़ाई, गोताखोरी और सर्पिल चढ़ाई जैसे पैंतरेबाज़ी करने की अनुमति देता है - अतिरिक्त प्रणोदन की आवश्यकता के बिना। यह समाधान जटिल नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता को समाप्त करता है जो पारंपरिक रोबोट में आम हैं। पानी के नीचे के रोबोट।.
पानी के नीचे निगरानी और अन्वेषण में अनुप्रयोग।
पानी के नीचे के नरम रोबोट की नई पीढ़ी में समुद्री पर्यावरण निगरानी और संसाधन अन्वेषण पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालने की क्षमता है। अपनी लचीलापन के कारण, रोबोट मछली चट्टानों के बीच, दरारों में या परिवर्तनशील गहराई वाले क्षेत्रों में बिना किसी क्षति के कठिन स्थानों में घूम सकती है।
तेजी से आगे बढ़ने और सटीक रूप से स्थिति को नियंत्रित करने की क्षमता इसे अवलोकन बिंदुओं के बीच तेजी से कूदने या स्थानीय परिस्थितियों का सटीक विश्लेषण करने के लिए उपयोगी बनाती है। भविष्य में, इस तरह के उपकरण पारिस्थितिक अनुसंधान, प्रदूषण निगरानी या यहां तक कि समुद्र तल पर भूवैज्ञानिक कार्यों का समर्थन कर सकते हैं।
प्रयोग का दायरा और सीमाएं
अनुसंधान प्रयोगशाला की स्थितियों में किया गया था, और परिणाम IEEE/ASME लेनदेन ऑन मेकाट्रोनिक्स पत्रिका में प्रकाशित किए गए थे। हालांकि उपकरण रिकॉर्ड गति और गतिशीलता प्राप्त करता है, लेकिन इसके संचालन को अभी तक वास्तविक समुद्री परिस्थितियों में सत्यापित नहीं किया गया है।
इलेक्ट्रोहाइड्रोलिक प्रणोदन प्रणाली की दीर्घकालिक उपयोग में स्थायित्व या परिवर्तनशील तापमान और दबाव की स्थिति में प्रदर्शन के बारे में कोई जानकारी नहीं है। इसके अतिरिक्त, निरंतर संचालन के दौरान ऊर्जा खपत पर डेटा का अभाव है - जो क्षेत्र अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
पानी के नीचे रोबोटिक्स के विकास की संभावनाएं
नई संरचना से पता चलता है कि जैविक तंत्रों को इलेक्ट्रोमैकेनिकल तकनीकों के साथ एकीकृत करने से रोबोट डिजाइन में महत्वपूर्ण प्रगति हो सकती है। रोबोट मछली का उदाहरण दर्शाता है कि कैसे एक बायो-सिंथेटिक दृष्टिकोण - जैविक संरचनाओं को विद्युत प्रणालियों के साथ जोड़ना - क्षेत्र को बदल सकता है।
भविष्य में, इस तकनीक को बड़े, स्वायत्त उपकरणों या यहां तक कि वास्तविक समय में सहयोग करने वाले रोबोटों की टीमों तक विकसित करना संभव है। हालांकि, इसे प्राप्त करने के लिए, स्थायित्व, ऊर्जा दक्षता और जटिल वातावरण में सहयोग की संभावना पर आगे शोध करना आवश्यक होगा।
पानी के नीचे रोबोटिक्स के विकास की संभावनाएं
रोबोट मछली की नई संरचना एकीकृत बायोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम को साकार करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है, जो जैविक लचीलेपन को तकनीकी परिशुद्धता के साथ जोड़ती है। बायोमिमेटिक स्विम ब्लैडर के माध्यम से सक्रिय उछाल विनियमन की क्षमता के लिए धन्यवाद, उपकरण अतिरिक्त प्रणोदन की आवश्यकता के बिना अपनी स्थिति बदल सकता है, जिससे नियंत्रण और ऊर्जा खपत कम हो जाती है। यह समाधान उन कठिन पानी के नीचे के वातावरण में अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां पर्यावरण के साथ यांत्रिक संपर्क को कम करना महत्वपूर्ण है। भविष्य में, इस दृष्टिकोण का विस्तार सहयोगी रोबोटों की टीमों तक किया जा सकता है जो समुद्री पारिस्थितिक तंत्र की निगरानी करते समय या भूवैज्ञानिक कार्य करते समय वास्तविक समय में एक-दूसरे का समर्थन करते हैं।
जब तक ऊर्जा खपत के मापदंडों और दबाव और तापमान में परिवर्तन के प्रतिरोध को प्रलेखित नहीं किया जाता है। इन डेटा के बिना, वास्तविक समुद्री परिस्थितियों में डिवाइस की वास्तविक उपयोगिता का मूल्यांकन करना संभव नहीं होगा। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रयोग प्रयोगशाला में किए गए थे, लेकिन उनके परिणाम दिखाते हैं कि जैविक तंत्रों - जैसे उछाल नियंत्रण और विरोधी मांसपेशियों की क्रिया - को इलेक्ट्रोमैकेनिकल तकनीकों के साथ एकीकृत करने से पानी के भीतर रोबोट डिजाइन में महत्वपूर्ण प्रगति हो सकती है। इस दृष्टिकोण, जिसे कभी-कभी बायो-सिंथेटिक कहा जाता है, स्वायत्त अन्वेषण प्रणालियों के विकास के लिए नए अवसर खोलता है जो न केवल तेजी से और सटीक रूप से चलते हैं, बल्कि जटिल पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल भी होते हैं।