ऑक्टोपस-प्रेरित रोबोटिक भुजा अपनी सकर्स में बुद्धिमत्ता वितरित करती है

एक नरम रोबोट ऑक्टोपस की सबसे उपयोगी तरकीब अपनाता है

पानी के भीतर काम करने वाली रोबोटिक्स लंबे समय से एक परिचित इंजीनियरिंग मॉडल से बंधी रही है: कठोर संरचनाएँ, केंद्रीकृत प्रोसेसर, और पहले से प्रोग्राम की गई गतियाँ, जो तब सबसे अच्छा काम करती हैं जब वातावरण अनुमानित हो। समुद्र तल अनुमानित नहीं होता। धाराएँ बदलती हैं, दृश्यता घटती है, और भूभाग बिना चेतावनी बदल जाता है। यही कारण है कि इटालियन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी की नई नरम रोबोटिक भुजा अलग दिखती है। समुद्री जटिलता से अधिक ऊपर से नीचे नियंत्रण के साथ लड़ने के बजाय, यह प्रणाली धारणा और क्रिया को पूरी भुजा में वितरित करती है।

प्रेरणा ऑक्टोपस से ली गई है, जिसकी तंत्रिका प्रणाली उल्लेखनीय रूप से विकेंद्रित है। शोधकर्ताओं के अनुसार, जानवर के लगभग 60% न्यूरॉन उसकी आठों भुजाओं में वितरित हैं, जिससे केंद्रीय मस्तिष्क से निर्देशों की प्रतीक्षा किए बिना स्थानीय प्रसंस्करण और प्रतिवर्ती क्रिया संभव होती है। IIT टीम ने उस सिद्धांत को सिलिकॉन और इलेक्ट्रॉनिक्स से बनी एक संरचना में बदला, जिसे पानी के भीतर अन्वेषण के लिए बनाया गया है।

भुजा कैसे काम करती है

यह रोबोटिक टेंटेकल 41 सेंटीमीटर लंबा है और आधार पर 4 सेंटीमीटर व्यास का है। इसमें 10 कृत्रिम सकर्स हैं, जो सिरे की ओर संकीर्ण होते जाते हैं, ठीक एक वास्तविक ऑक्टोपस भुजा की बनावट की तरह। इस डिज़ाइन को खास बनाने वाली बात सिर्फ इसकी नरमी नहीं, बल्कि इसका नियंत्रण दर्शन भी है। मूल स्पर्श-प्रतिक्रिया के लिए यह भुजा कैमरों, बाहरी कंप्यूटरों, या केंद्रीकृत कमांड परत पर निर्भर नहीं करती।

हर सकर में LEDs और phototransistors की तीन जोड़ियाँ होती हैं, जो परावर्तित प्रकाश मापने वाले ऑप्टिकल घटक हैं। जब कोई वस्तु सकर को छूती है, तो सिलिकॉन विकृत होता है और परावर्तन पैटर्न बदल जाता है। सिस्टम उस बदलाव को तीन प्रकार की जानकारी में बदल देता है: संपर्क हुआ या नहीं, कितना बल लगाया गया, और संपर्क किस कोण से आया।

रिपोर्ट किया गया प्रदर्शन सटीक है। संवेदनशीलता लगभग 400 मिलीवोल्ट प्रति न्यूटन तक पहुँचती है, और बल-त्रुटि सीमा केवल 0.1 न्यूटन है। दिशा-सम्बंधी सटीकता भी मजबूत है, अधिकतम त्रुटि 18 डिग्री से कम और औसत लगभग 8 डिग्री। ये आँकड़े इसलिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे दिखाते हैं कि शोधकर्ता केवल दिखावे के लिए ऑक्टोपस की शारीरिक रचना की नकल नहीं कर रहे। वे एक ऐसी संवेदन प्रणाली बना रहे हैं जो अनिश्चित वातावरण में अर्थपूर्ण हेरफेर का समर्थन कर सके।

धारणा और क्रिया एक ही जगह

मुख्य लेखिका बारबरा मज़्ज़ोलाई ने इस डिज़ाइन को ऐसा बताया जिसमें धारणा और क्रिया एकीकृत हैं और शरीर भर में वितरित हैं। यह वाक्य इस परियोजना के बड़े महत्व को पकड़ता है। कई रोबोटों में, संवेदन एक जगह, गणना दूसरी जगह, और गति कहीं और होती है। ऑक्टोपस-प्रेरित भुजा इन भेदों को मिटा देती है। एक सकर केवल डेटा ऊपर नहीं भेजता। वह स्थानीय संपर्क की व्याख्या करता है और सीधे पकड़ प्रतिक्रिया में भाग लेता है।

पानी के भीतर इसके व्यावहारिक लाभ हैं। जब संचार में देरी या शोरभरी स्थितियाँ केंद्रीकृत नियंत्रण को कठिन बनाती हैं, स्थानीय स्वायत्तता प्रतिक्रिया क्षमता बढ़ा सकती है। अनियमित सतहों, नाज़ुक वस्तुओं, या अव्यवस्थित भूभाग पर अप्रत्याशित संपर्क होने पर वितरित प्रणाली अधिक लचीली साबित हो सकती है।

समुद्र तल अन्वेषण के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है

जीव-जगत से प्रेरणा लेना उन स्पष्ट मामलों में से एक है जहाँ यह पारंपरिक रोबोटिक्स धारणाओं से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है। समुद्र तल के पास काम करने वाली मशीन को साफ़ देखने से पहले छूना पड़ सकता है, विस्तृत निर्देशों की प्रतीक्षा किए बिना अनुकूलित होना पड़ सकता है, और जो कुछ भी मिले उसे नुकसान पहुँचाए बिना पकड़ना पड़ सकता है। नरम शरीर और स्थानीय प्रतिवर्ती क्रियाएँ इन जरूरतों के लिए उपयुक्त हैं।

IIT भुजा उस भविष्य की ओर एक रास्ता सुझाती है। विकेंद्रित बुद्धिमत्ता को किसी कठोर प्लेटफ़ॉर्म पर ऊपर से जोड़े जाने वाले सॉफ़्टवेयर फ़ीचर की तरह देखने के बजाय, टीम ने उसे सीधे संपर्क की यांत्रिकी में ही समाहित कर दिया। परिणाम एक ऐसा रोबोट है जो तब स्वाभाविक रूप से प्रतिक्रिया देने के लिए बना है जब वातावरण सहयोग करने से इनकार कर दे।

इसके निहितार्थ समुद्री विज्ञान से आगे तक जाते हैं। कोई भी क्षेत्र जिसे अनिश्चित स्थानों में सुरक्षित हैंडलिंग की आवश्यकता होती है, इस मॉडल से सीख सकता है। लेकिन पानी के भीतर काम करना वह क्षेत्र है जहाँ यह अवधारणा सबसे तुरंत विश्वसनीय लगती है, क्योंकि केंद्रीकृत, दृष्टि-प्रधान रोबोटिक्स वहीं सबसे अधिक संघर्ष करती है।

रोबोटिक्स डिज़ाइन में व्यापक बदलाव

सालों से, उच्च-प्रदर्शन रोबोटिक्स का मतलब अक्सर अधिक सेंसर, अधिक कंप्यूट, और अधिक स्पष्ट योजना रहा है। यह परियोजना एक अलग दिशा दिखाती है। यह तर्क देती है कि बुद्धिमत्ता शरीर में फैलाई जा सकती है, और रोबोट का आकार और सामग्री कम्प्यूटेशनल बोझ का हिस्सा उठा सकते हैं। दूसरे शब्दों में, नियंत्रण प्रणाली केवल कोड में नहीं होती। वह संरचना में भी होती है।

इसका मतलब यह नहीं है कि केंद्रीकृत प्रणालियाँ अप्रासंगिक हो जाती हैं। लेकिन यह ज़रूर संकेत देता है कि अगली पीढ़ी की फील्ड रोबोटिक्स तब सबसे मजबूत हो सकती है जब वह केंद्रीय योजना और स्थानीय embodied intelligence को मिलाए। ऑक्टोपस ने यह समस्या बहुत पहले सुलझा ली थी। इंजीनियर अब उसके करीब पहुँच रहे हैं।

• यह नरम रोबोटिक भुजा ऑक्टोपस की विकेंद्रित तंत्रिका प्रणाली पर आधारित है।
• हर कृत्रिम सकर LEDs और phototransistors का उपयोग करके संपर्क, बल, और दिशा का पता लगाता है।
• स्थानीय प्रतिक्रिया के लिए यह प्रणाली कैमरों, बाहरी कंप्यूटरों, या केंद्रीकृत नियंत्रण पर निर्भर नहीं करती।
• यह डिज़ाइन अनिश्चित पानी के नीचे के वातावरण में बेहतर प्रदर्शन के लिए बनाया गया है।

यह लेख New Atlas की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.