फ्लाइंग, कीट-जैसा रोबोट स्वतंत्र उड़ान के करीब पहुंचता है

कुछ सौर पैनलों और एक नियंत्रण बोर्ड पर थप्पड़ और यह एक आधे-सेकंड के लिए उड़ता है।

फ्लाइंग, कीट-जैसा रोबोट स्वतंत्र उड़ान के करीब पहुंचता है
फ्लाइंग, कीट-जैसा रोबोट स्वतंत्र उड़ान के करीब पहुंचता है



अभी छह साल पहले, जब हार्वर्ड के शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि उन्होंने छोटे उड़ने वाले रोबोट बनाए हैं, तो उन्होंने तुरंत जटिल वातावरण में स्वायत्त रूप से संचालित होने वाली अपनी छोटी रचनाओं की संभावना के बारे में बात करना शुरू कर दिया। यह बेतहाशा आशावादी लग रहा था, यह देखते हुए कि रोबोट तांबे के तारों के एक सेट को पीछे छोड़कर उड़ गए थे जो शक्ति और नियंत्रण निर्देश लाते थे; रोबोटों को एक कंप्यूटर द्वारा निर्देशित किया जाता था जो एक कैमरे का उपयोग करके उनकी स्थिति की निगरानी करता था।

उदाहरण के लिए, तब से, टीम ने छोटी मशीनों को परिष्कृत करने के लिए काम करना जारी रखा है, जिससे उन्हें लैंडिंग क्षमताओं में वृद्धि हुई है। और आज, टीम स्व-संचालित उड़ान के पहले प्रदर्शन की घोषणा कर रही है। उड़ान बहुत कम है और आत्म-नियंत्रित नहीं है, लेकिन छोटे शिल्प बिजली की आपूर्ति सर्किट्री और अपने स्वयं के बिजली के स्रोत को ले जाने का प्रबंधन करते हैं।


लघुकरण का मामला
लघुकरण के दो दृष्टिकोण हैं, जिन्हें आप ऊपर-नीचे और नीचे-ऊपर के रूप में सोच सकते हैं। ऊपर-नीचे की ओर से, कंपनियां घटते हुए घटकों को काट रही हैं और क्वाडकॉप्टर ड्रोन के छोटे संस्करणों को उड़ान भरने की अनुमति देने के लिए, अब कुछ उपलब्ध हैं जिनका वजन 10 ग्राम से कम है। लेकिन इस प्रकार का हार्डवेयर कुछ कठिन शारीरिक सीमाओं का सामना करता है जो यह सीमित करने जा रहे हैं कि यह कितना सिकुड़ सकता है। उदाहरण के लिए, बैटरी अपने बड़े पैमाने पर पैकेजिंग के लिए जा रही है और चार्ज स्टोरेज के बजाय हार्डवेयर का समर्थन करती है। और मानक घूर्णन मोटर्स के प्रदर्शन में घर्षण एक प्रमुख भूमिका निभाने लगता है।

विकल्प नीचे-ऊपर है। उड़ान कीट-जैसे रोबोटों के समान कुछ के साथ शुरू करें और यह पता लगाएं कि उनकी क्षमताओं का विस्तार कैसे किया जाए। आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि उन्होंने कीट-जैसे रोबोट का निर्माण किया, हार्वर्ड टीम ने नीचे-ऊपर के दृष्टिकोण को चुना है।

उनके मूल डिजाइन में पीजोइलेक्ट्रिक मोटर्स थे जो तेजी से दो पंखों को फड़फड़ा सकते थे, जो रोबोट को संचालित उड़ान प्रदान करते थे। उच्च वोल्टेज और तेजी से दोलनों के साथ बिजली बाहरी रूप से आपूर्ति की गई थी। उड़ान नियंत्रण की जानकारी के साथ भी यही बात थी: एक कैमरा सिस्टम ने उड़ान भरते समय रोबोट को ट्रैक किया, और एक कंप्यूटर ने यह पता लगा लिया कि समायोजन की क्या जरूरत है और इसी समायोजन को सीधे पंखों में भेज दिया।

इस काम का लक्ष्य कुछ बाहरी हार्डवेयर से छुटकारा पाना है, इसे सिकोड़ना है ताकि इसे रोबोट पर ही रखा जा सके। इस नए काम के लिए, शोधकर्ताओं ने उस शक्ति स्रोत पर ध्यान केंद्रित किया जो रोबोट को हवा में रखता है।

सिकुड़ने की शक्ति

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, बैटरी को इसके लिए आवश्यक वजन के प्रकारों तक सिकुड़ने की समस्या है, क्योंकि आवरण, वायरिंग और चार्ज इकट्ठा करने वाली सामग्री जैसी चीजें हमेशा वजन में योगदान देंगी, भले ही पावर स्टोरेज कितना छोटा हो। सर्वश्रेष्ठ बैटरी शोधकर्ताओं को चार गुना वजन का हो सकता है जितना कि प्रोटोटाइप रोबोट। इसके बजाय, टीम ने फोटोवोल्टिक हार्डवेयर की ओर रुख किया, जहां 10mg डिवाइस पूर्ण सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर 7 वाट से अधिक बिजली उत्पन्न कर सकता है।

हालांकि, उनके मूल हार्डवेयर को उड़ाने के लिए लगभग सात बार की आवश्यकता होगी। इसलिए शोधकर्ताओं ने पंखों के फड़कने को धीमा करते हुए विंग क्षेत्र को बढ़ाकर रोबोट की उड़ान की दक्षता में सुधार किया। और ऐसा करने का सबसे सरल तरीका केवल पंखों की संख्या को दोगुना करना था, प्रत्येक एक्ट्यूएटर अब दो पंखों को फड़फड़ा रहा है। इसके अलावा, खुद एक्ट्यूएटर्स में कुछ सुधारों के साथ संयुक्त, उन्हें पंखों द्वारा उत्पन्न लिफ्ट को लगभग 40% तक बढ़ावा देने की अनुमति दी।

अगला मुद्दा पीजोइलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर्स को सौर ऊर्जा स्रोत से जोड़ना था। पीजोइलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर्स को उच्च वोल्टेज (200 वोल्ट) और तेजी से स्विचिंग (200 हर्ट्ज दोलन) की आवश्यकता होती है। इन हिस्सों को ऑफ-द-शेल्फ और हस्तनिर्मित घटकों के मिश्रण का उपयोग करके एक साथ रखा गया था।

अंतिम डिजाइन में एक डंठल की तरह सौर पैनलों को एक डंठल पर रखना शामिल है। यह पंखों द्वारा संचालित हवा के प्रवाह में हस्तक्षेप करने से पैनलों को रखने के लिए किया जाता है। इसके विपरीत, इलेक्ट्रॉनिक्स, रोबोट के निचले हिस्से को लटका देने के लिए छोड़ दिया जाता है, थोड़ा संतुलन प्रदान करता है। पूरा पैकेज केवल 90 मिलीग्राम है और इसमें 4: 1 लिफ्ट: वजन अनुपात है। लेखकों ने कुछ हद तक अजीब दिखने वाले परिणाम को रोबोबी एक्स-विंग कहा।

कम फटने में उड़ान
यह कैसे काम करता है? ठीक है, शामिल वीडियो से पता चलता है कि यह उड़ता है, लेकिन केवल बहुत संक्षेप में; विशिष्ट उड़ानें आधे से भी कम समय के लिए होती हैं और आने वाली रोशनी के लिए तीन सन्स की आवश्यकता होती है। लेखकों ने इसे "निरंतर" कहा, जो ऐसा लगता है जैसे यह शब्द की परिभाषा को बढ़ा रहा है। रोबोट ज्यादातर नियंत्रण से निपटता है बस उससे निपटने के लिए लंबे समय तक उड़ान नहीं भरता है।

लेकिन सुधार के लिए कुछ महत्वपूर्ण जगह है। जबकि मौजूदा रोबोट का वजन केवल 90 मिलीग्राम है, यह 350 मिलीग्राम से अधिक लिफ्ट का उत्पादन करने में सक्षम है। लेखकों का अनुमान है कि वे सभ्य प्रदर्शन के लिए पर्याप्त लिफ्ट को बरकरार रखते हुए शिल्प के वजन को लगभग दोगुना कर सकते हैं। अपने दम पर, यह आसानी से बिजली बढ़ाने के लिए सौर पैनलों का विस्तार करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जिसमें ऑन-बोर्ड सेंसर शामिल हैं, या शिल्प पर नियंत्रण प्रसंस्करण प्रणाली डाल सकते हैं - या शायद इनमें से एक से अधिक।

वर्तमान रोबोबी एक्स-विंग डिजाइन में सुधार के लिए बहुत सारे ओवरहेड हैं। लेखकों का सुझाव है कि वे आधे में आवश्यक वोल्टेज में कटौती करने के लिए एक्ट्यूएटर्स को फिर से डिज़ाइन कर सकते हैं, जो उन्हें वोल्टेज रूपांतरण इलेक्ट्रॉनिक्स को सरल बनाने की अनुमति देगा। उन इलेक्ट्रॉनिक्स को लगभग निश्चित रूप से छोटा किया जा सकता है, जो आगे वजन को कम करेगा। इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक और ट्वीक को रोबोट को अपने द्वारा उपयोग की जाने वाली कुछ बिजली को पुनर्प्राप्त करने की अनुमति देनी चाहिए, जो प्रभावी रूप से उपलब्ध शक्ति को बढ़ाती है। शोधकर्ता यह भी देखना चाहते हैं कि आगे लिफ्ट का अनुकूलन करने के लिए रोबोट रोबोट के चार पंखों के साथ कैसे बातचीत करता है।

यह सुधार के लिए बहुत जगह है, और इसमें कोई संदेह नहीं है कि रोबोबी मार्क II एक दिन उड़ान के करीब होगा जिसे वैध रूप से "निरंतर" के रूप में वर्णित किया जा सकता है। इस अर्थ में, रोबोबी एक्स-विंग को एक दूसरा प्रोटोटाइप माना जाना चाहिए, पहले संस्करण के लिए अनुवर्ती नई तकनीक का नेतृत्व करना था। शब्द "निरंतर" के उपयोग के बारे में तर्क बिंदु के बगल में है, क्योंकि इस मशीन का लक्ष्य यह पता लगाना है कि क्या सौर-ऊर्जा संचालित संस्करण वास्तव में हार्डवेयर को सही जगह पर रखता है ताकि इसे निरंतर उड़ान मिल सके, संभवतः एक उपयोगी के साथ पेलोड।

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