ऑक्टोपस-प्रेरित रोबोटिक भुजा आपल्या सकरांमध्ये बुद्धिमत्ता वितरीत करते

एक मऊ रोबोट ऑक्टोपसची सर्वात उपयुक्त युक्ती वापरतो

पाण्याखालील रोबोटिक्सवर दीर्घकाळ एका परिचित अभियांत्रिकी मॉडेलचे बंधन राहिले आहे: कडक संरचना, केंद्रीकृत प्रोसेसर, आणि आधीच प्रोग्राम केलेल्या हालचाली, ज्या वातावरण अंदाजे असेल तेव्हा उत्तम काम करतात. समुद्रतळ मात्र अंदाजे नसतो. प्रवाह बदलतात, दृश्यमानता कमी होते, आणि भूभाग इशारा न देता बदलतो. म्हणूनच इटालियन इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीची नवी मऊ रोबोटिक भुजा वेगळी ठरते. समुद्रातील गुंतागुंत अधिक वरून-खाली नियंत्रणाने झुंजण्याऐवजी, ही प्रणाली संवेदना आणि कृती भुजेच्या आतच वितरीत करते.

यामागची प्रेरणा ऑक्टोपस आहे, ज्याची मज्जासंस्था उल्लेखनीयपणे विकेंद्रित आहे. संशोधकांच्या मते, त्या प्राण्याच्या सुमारे 60% न्यूरॉन्स आठही भुजांमध्ये वितरीत झालेले आहेत, ज्यामुळे केंद्र मेंदूकडून सूचना येण्याची वाट न पाहता स्थानिक प्रक्रिया आणि प्रतिक्षिप्त कृती शक्य होते. IIT टीमने हा तत्त्व सिलिकॉन आणि इलेक्ट्रॉनिक्स-आधारित रचनेत रूपांतरित केला, जो पाण्याखालील शोधासाठी बनवला आहे.

भुजा कशी काम करते

हा रोबोटिक टेन्टॅकल 41 सेंटीमीटर लांब आणि मुळाशी 4 सेंटीमीटर व्यासाचा आहे. त्यावर 10 कृत्रिम सकर आहेत, जे टोकाकडे निमुळते होत जातात, अगदी खऱ्या ऑक्टोपसच्या भुजेच्या मांडणीसारखे. या रचनेला वेगळेपण देणारी गोष्ट केवळ तिची मऊपणा नाही, तर तिची नियंत्रण-तत्त्वज्ञानही आहे. मूलभूत स्पर्श-प्रतिसादासाठी ही भुजा कॅमेरे, बाह्य संगणक, किंवा केंद्रीकृत कमांड स्तरावर अवलंबून नाही.

प्रत्येक सकरमध्ये तीन जोड्या LEDs आणि phototransistors आहेत, जे परावर्तित प्रकाश मोजणारे प्रकाशीय घटक आहेत. एखादी वस्तू सकरला स्पर्श करताच, सिलिकॉन वाकते आणि परावर्तनाचा नमुना बदलतो. तो बदल प्रणाली तीन प्रकारच्या माहितीमध्ये रूपांतरित करते: संपर्क झाला की नाही, किती बल लावले गेले, आणि संपर्क कोणत्या कोनातून आला.

नोंदवलेली कार्यक्षमता अचूक आहे. संवेदनशीलता सुमारे 400 मिलिव्होल्ट प्रति न्यूटनपर्यंत पोहोचते, आणि बल मापनातील त्रुटीची मर्यादा केवळ 0.1 न्यूटन आहे. दिशात्मक अचूकताही घट्ट आहे, कमाल त्रुटी 18 अंशांपेक्षा कमी आणि सरासरी सुमारे 8 अंश. हे आकडे महत्त्वाचे आहेत, कारण संशोधक केवळ परिणामासाठी ऑक्टोपसची शरीररचना नक्कल करत नाहीत हे ते दाखवतात. ते अनिश्चित वातावरणात अर्थपूर्ण हाताळणीला साथ देऊ शकणारी संवेदन प्रणाली उभारत आहेत.

संवेदना आणि कृती एकाच ठिकाणी

मुख्य लेखिका बार्बरा मॅज्जोलाई यांनी या रचनेचे वर्णन असे केले की संवेदना आणि कृती एकत्रित आहेत आणि शरीरभर वितरीत आहेत. हे वाक्य प्रकल्पाचे व्यापक महत्त्व पकडते. अनेक रोबोट्समध्ये संवेदन एका ठिकाणी, गणना दुसऱ्या ठिकाणी, आणि हालचाल आणखी दुसऱ्या ठिकाणी होते. ऑक्टोपस-प्रेरित ही भुजा त्या भेदांना एकत्र करते. सकर केवळ डेटा वर पाठवत नाही. तो स्थानिक संपर्क समजावून घेतो आणि पकड प्रतिसादात थेट सहभागी होतो.

पाण्याखाली याचे व्यावहारिक फायदे आहेत. संवादात विलंब किंवा गोंगाटयुक्त परिस्थितींमुळे केंद्रीकृत नियंत्रण अवघड झाले, तर स्थानिक स्वायत्तता प्रतिसादक्षमता वाढवू शकते. अनियमित पृष्ठभाग, नाजूक वस्तू, किंवा गोंधळलेल्या भूभागावर अनपेक्षित संपर्क झाल्यास, वितरीत प्रणाली अधिक लवचिक ठरू शकते.

समुद्रतळ अन्वेषणासाठी हे का महत्त्वाचे आहे

जीवशास्त्रीय प्रेरणा ही अशा स्पष्ट उदाहरणांपैकी एक आहे जिथे ती पारंपरिक रोबोटिक्स गृहितकांपेक्षा चांगली कामगिरी करू शकते. समुद्रतळाजवळ काम करणाऱ्या यंत्राला स्पष्ट दिसण्यापूर्वी स्पर्श करावा लागू शकतो, तपशीलवार सूचनांची वाट न पाहता जुळवून घ्यावे लागू शकते, आणि जे भेटेल ते नुकसान न करता पकडावे लागू शकते. मऊ शरीरं आणि स्थानिक प्रतिक्षिप्त क्रिया या गरजांना चांगल्या प्रकारे बसतात.

IIT भुजा त्या भविष्याकडे जाणारा मार्ग सूचित करते. विकेंद्रित बुद्धिमत्ता ही कठीण प्लॅटफॉर्मवर लावलेली सॉफ्टवेअर सुविधा म्हणून न पाहता, टीमने ती थेट संपर्काच्या यांत्रिकीतच अंतर्भूत केली. परिणामी, वातावरण सहकार्य न केल्यावर नैसर्गिकरीत्या प्रतिसाद देण्यासाठी डिझाइन केलेला रोबोट मिळतो.

याचे परिणाम सागरी विज्ञानापलीकडेही जातात. अनिश्चित जागांमध्ये सुरक्षित हाताळणी आवश्यक असलेल्या कोणत्याही क्षेत्राला या मॉडेलकडून शिकता येऊ शकते. पण पाण्याखालील कामात ही संकल्पना सर्वात तात्काळ पटणारी वाटते, कारण केंद्रीकृत, दृष्टी-प्रधान रोबोटिक्स तिथेच सर्वाधिक अडचणीत येते.

रोबोटिक्स डिझाइनमधील व्यापक बदल

अनेक वर्षे, उच्च कार्यक्षम रोबोटिक्स म्हणजे अधिक सेन्सर्स, अधिक कंप्यूट, आणि अधिक स्पष्ट नियोजन असे समजले गेले. हा प्रकल्प वेगळी दिशा दाखवतो. तो असा युक्तिवाद करतो की बुद्धिमत्ता शरीरभर पसरू शकते, आणि रोबोटचा आकार व साहित्य हे संगणकीय ओझ्याचा काही भाग वाहू शकतात. दुसऱ्या शब्दांत, नियंत्रण प्रणाली फक्त कोडमध्ये नाही. ती संरचनेतही आहे.

यामुळे केंद्रीकृत प्रणाली कालबाह्य होत नाहीत. मात्र, पुढील पिढीच्या क्षेत्रीय रोबोटिक्सची ताकद तेव्हा अधिक असेल, जेव्हा ती केंद्रीय नियोजन आणि स्थानिक embodied intelligence यांचा मिलाप करेल, हे नक्की. ऑक्टोपसने हे कोडे खूप आधीच सोडवले. अभियंते आता त्याच्या मागावर आहेत.

• ही मऊ रोबोटिक भुजा ऑक्टोपसच्या विकेंद्रित मज्जासंस्थेवर आधारित आहे.
• प्रत्येक कृत्रिम सकर LEDs आणि phototransistors वापरून संपर्क, बल, आणि दिशा ओळखतो.
• स्थानिक प्रतिसादासाठी ही प्रणाली कॅमेरे, बाह्य संगणक, किंवा केंद्रीकृत नियंत्रणावर अवलंबून नाही.
• हे डिझाइन अनिश्चित पाण्याखालील वातावरणातील उत्तम कामगिरीसाठी उद्दिष्टित आहे.

हा लेख New Atlas च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.