Robots 1:00

बच्चों के लिए ऊँचाई पर खड़े रोबोट

1सीधे खड़े रहने का विज्ञान

क्या आपने कभी सोचा है कि जब आप ठोकर खाते हैं तो आप गिरते क्यों नहीं हैं? आपके शरीर में अद्भुत प्रतिक्रियाएं हैं, लेकिन एक रोबोट के लिए, सीधा खड़ा रहना इंजीनियरिंग की सबसे कठिन नौकरियों में से एक है! जहाँ मनुष्य संतुलन महसूस करने के लिए हमारे अंदरूनी कान में मौजूद तरल पदार्थ का उपयोग करते हैं, वहीं रोबोट हार्डवेयर और गणित के एक जटिल मेल पर निर्भर करते हैं। एक द्विपाद (Bipedal) रोबोट—जिसके दो पैर होते हैं—को हर एक मिलीसेकंड में अपने "द्रव्यमान केंद्र" (Center of Mass) की गणना करनी होती है। यदि उसका वज़न थोड़ा सा भी बाईं ओर अधिक शिफ्ट हो जाता है, तो गिरने से बचने के लिए उसे तुरंत अपने दाहिने पैर को हिलाना होगा या अपनी बाहों को घुमाना होगा।

2यांत्रिक मांसपेशियाँ और डिजिटल दिमाग

इन हाई-टेक मशीनों के अंदर जड़त्वीय मापन इकाइयाँ (Inertial Measurement Units), या IMUs नामक सेंसर होते हैं। इनमें छोटे जाइरोस्कोप होते हैं जो 'ऊपर' के लिए एक कंपास की तरह काम करते हैं और एक्सेलेरोमीटर जो गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव को महसूस करते हैं। जब बोस्टन डायनेमिक्स के एटलस जैसा कोई रोबोट बैकफ्लिप करता है, तो यह सिर्फ़ एक भाग्यशाली छलांग नहीं होती। उसके पैरों को सही कोण पर ज़मीन पर उतारना सुनिश्चित करने के लिए उसका कंप्यूटर दिमाग प्रति सेकंड हजारों डेटा के टुकड़ों को प्रोसेस कर रहा होता है। उसके जोड़ों में मौजूद मोटरें, जो यांत्रिक मांसपेशियों की तरह काम करती हैं, ज़मीन के प्रभाव को अवशोषित करने के लिए आवश्यक बल की सटीक मात्रा लगानी होती हैं।

3भविष्य की ओर चलना

इंजीनियर रोबोटों को और भी अधिक स्थिर बनाने के नए तरीके लगातार खोज रहे हैं। कुछ रोबोट अब "प्रोप्रियोसेप्शन" (Proprioception) का उपयोग करते हैं, जो बिना देखे यह महसूस करने की क्षमता है कि उनके अंग ठीक कहाँ हैं। यह तकनीक उन रोबोटों के लिए महत्वपूर्ण है जो खतरनाक जगहों पर काम करते हैं, जैसे कि ढही हुई इमारतों के अंदर या मंगल ग्रह की चट्टानी सतह पर। भविष्य में, पैरों वाले रोबोट खड़ी पहाड़ों पर चढ़ सकेंगे, मलबे पर भारी सामान ले जा सकेंगे, और उन तरीकों से इंसानों की मदद कर सकेंगे जिनकी हम अभी कल्पना करना शुरू कर रहे हैं!

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परिचय

चलना और संतुलन बनाना हमारे लिए आसान लग सकता है, लेकिन एक रोबोट के लिए, यह एक बहुत बड़ी चुनौती है! पैरों वाले रोबोटों को सीधा खड़े रहने के लिए सुपर स्मार्ट होना पड़ता है, खासकर ऊबड़-खाबड़ ज़मीन पर या धक्का लगने पर। वे अपने संतुलन को बनाए रखने के लिए अविश्वसनीय तकनीक का उपयोग करते हैं, लगातार अपने वज़न और पैरों की स्थिति को समायोजित करते हैं, ठीक वैसे ही जैसे आप गिरने से बचने के लिए अपने अंदरूनी कान और मांसपेशियों का उपयोग करते हैं।

मुख्य तथ्य

क्या आप जानते हैं कि कुछ रोबोट इंसानों से तेज़ दौड़ सकते हैं, बाधाओं पर कूद सकते हैं, और यहाँ तक कि गिरे बिना बैकफ्लिप भी कर सकते हैं? वे जाइरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर नामक विशेष सेंसर का उपयोग करते हैं, ठीक वैसे ही जैसे आपके स्मार्टफोन में होते हैं, ताकि छोटी सी झुकाव और गति का भी पता लगा सकें। ये सेंसर एक शक्तिशाली कंप्यूटर दिमाग को जानकारी भेजते हैं जो तुरंत रोबोट के मोटरों को बताता है कि संतुलन को पूरी तरह बनाए रखने के लिए अपने पैरों को कैसे समायोजित करना है।

सोचिए

कल्पना कीजिए कि एक रोबोट बहुत ऊबड़-खाबड़, असमान ज़मीन पर चलने की कोशिश कर रहा है। वह हर कदम के साथ गिरने से खुद को कैसे रोकता है?

उत्तर

रोबोट कई सेंसर और एक चतुर कंप्यूटर दिमाग का उपयोग करते हैं। जाइरोस्कोप उन्हें यह जानने में मदद करते हैं कि 'ऊपर' क्या है, और एक्सेलेरोमीटर मापते हैं कि वे कितनी तेज़ी से झुक रहे हैं। फिर उनका कंप्यूटर दिमाग तुरंत अपने पैर की मोटरों को संदेश भेजता है ताकि वे अपना वज़न बदल सकें, अपने पैर हिला सकें, या संतुलन फिर से बनाने के लिए अपने हाथों का भी उपयोग कर सकें—यह सब पलक झपकने से भी कम समय में होता है। यह सुपर-फास्ट प्रतिक्रियाओं जैसा है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

रोबोटों को चलने के लिए सेंसर की आवश्यकता क्यों होती है?

रोबोटों को यह समझने के लिए सेंसर की आवश्यकता होती है कि वे अंतरिक्ष में कहाँ हैं। झुकाव और गति को मापने के लिए जाइरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर के बिना, रोबोट को यह पता नहीं चलेगा कि वह बहुत अधिक झुक रहा है या नहीं और वह तुरंत गिर जाएगा।

क्या रोबोट इंसानों से बेहतर चल सकते हैं?

हालांकि कुछ रोबोट तेज़ी से दौड़ सकते हैं या बैकफ्लिप कर सकते हैं, लेकिन अधिकांश के लिए रेत या बर्फ़ जैसी अप्रत्याशित सतहों पर चलना अभी भी मुश्किल है। इंसानों के पास संतुलन बनाने में मदद के लिए लाखों वर्षों का विकास है, जबकि रोबोट अभी भी हर तरह की ज़मीन को संभालना सीख रहे हैं।

अगर रोबोट को धक्का लगे तो क्या होता है?

अगर रोबोट को धक्का लगता है, तो उसके सेंसर अचानक हुई गति का पता लगाते हैं और कंप्यूटर दिमाग को एक संकेत भेजते हैं। फिर कंप्यूटर ज़मीन पर गिरने से पहले अपना वज़न संभालने के लिए एक 'रिकवरी स्टेप' लेने की गणना करता है।

कुछ संतुलन बनाने वाले रोबोटों की पूंछ क्यों होती है?

कुछ रोबोट तेज़ी से अपना वज़न बदलने के लिए एक यांत्रिक पूंछ का उपयोग करते हैं, ठीक वैसे ही जैसे चीता तेज़ गति से मुड़ते समय संतुलन बनाने के लिए अपनी पूंछ का उपयोग करता है। पूंछ घुमाकर, रोबोट अपने पैरों को हिलाए बिना झुकाव का मुकाबला कर सकता है और सीधा खड़ा रह सकता है।

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