ఆక్టోపస్‌ ప్రేరణతో రూపొందిన రోబో భుజం తన సక్కర్లకు మేధస్సును పంచుతుంది

ఒక మృదువైన రోబో ఆక్టోపస్ యొక్క అత్యంత ఉపయోగకరమైన తంత్రాన్ని అప్పుచేసుకుంటుంది

నీటిలో పనిచేసే రోబోటిక్స్ చాలా కాలంగా ఒక సుపరిచితమైన ఇంజినీరింగ్ నమూనా చేత పరిమితమయ్యాయి: దృఢమైన నిర్మాణాలు, కేంద్రీకృత ప్రాసెసర్లు, మరియు ముందే ప్రోగ్రామ్ చేసిన కదలికలు, ఇవి పర్యావరణం ఊహించదగినప్పుడు ఉత్తమంగా పనిచేస్తాయి. సముద్రతలం ఊహించదగినది కాదు. ప్రవాహాలు మారుతాయి, కనిపించే పరిధి తగ్గుతుంది, భూభాగం హెచ్చరిక లేకుండానే మారిపోతుంది. అందుకే ఇటాలియన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ నుండి వచ్చిన కొత్త మృదువైన రోబో భుజం ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది. సముద్ర సంక్లిష్టతను మరింత పై నుండి కిందకు నియంత్రణతో ఎదుర్కోవడానికి బదులు, ఈ వ్యవస్థ గ్రహణశక్తి మరియు చర్యను భుజం అంతటా పంచుతుంది.

ఇక్కడ ప్రేరణ ఆక్టోపస్. దాని నాడీ వ్యవస్థ గణనీయంగా వికేంద్రీకృతంగా ఉంటుంది. పరిశోధకుల ప్రకారం, ఆ జంతువులోని న్యూరాన్లలో సుమారు 60% దాని ఎనిమిది చేతులలో విస్తరించి ఉండటం వల్ల, కేంద్ర మెదడు నుంచి ఆదేశాల కోసం వేచి ఉండకుండా స్థానిక ప్రాసెసింగ్ మరియు ప్రతిచర్య సాధ్యమవుతాయి. IIT బృందం ఆ సూత్రాన్ని నీటిలో అన్వేషణ కోసం రూపొందించిన సిలికాన్-మరియు-ఎలక్ట్రానిక్స్ నిర్మాణంగా మార్చింది.

భుజం ఎలా పనిచేస్తుంది

ఈ రోబోటిక్ టెంటకిల్ 41 సెంటీమీటర్ల పొడవు, మరియు అడుగుభాగంలో 4 సెంటీమీటర్ల వ్యాసం కలిగి ఉంది. ఇది కొనివైపు సన్నబడే 10 కృత్రిమ సక్కర్లను కలిగి ఉంది, ఇది నిజమైన ఆక్టోపస్ చేతి అమరికను గుర్తు చేస్తుంది. ఈ డిజైన్‌ను ప్రత్యేకంగా నిలబెట్టేది దాని మృదుత్వం మాత్రమే కాదు, దాని నియంత్రణ తత్వం కూడా. ప్రాథమిక స్పర్శ-ప్రతిస్పందన కోసం ఈ భుజం కెమెరాలు, బాహ్య కంప్యూటర్లు, లేదా కేంద్రీకృత కమాండ్ లేయర్‌పై ఆధారపడదు.

ప్రతి సక్కర్‌లో మూడు జంటల LEDs మరియు phototransistors ఉంటాయి, ఇవి ప్రతిఫలిత కాంతిని కొలిచే ఆప్టికల్ భాగాలు. ఒక వస్తువు సక్కర్‌ను తాకినప్పుడు, సిలికాన్ రూపాంతరం చెంది ప్రతిబింబ నమూనాను మార్చుతుంది. ఆ మార్పును వ్యవస్థ మూడు రకాల సమాచారంగా మారుస్తుంది: స్పర్శ జరిగిందా, ఎంత బలం ప్రయోగించబడిందో, మరియు ఆ స్పర్శ ఏ కోణం నుండి వచ్చిందో.

నివేదించిన పనితీరు ఖచ్చితమైనది. సున్నితత్వం సుమారు 400 మిల్లీవోల్ట్స్ प्रति న్యూటన్ వరకు చేరుతుంది, బలం కొలతలో పొరపాటు పరిమితి కేవలం 0.1 న్యూటన్ మాత్రమే. దిశా ఖచ్చితత్వం కూడా బలంగా ఉంది, గరిష్ఠ పొరపాటు 18 డిగ్రీల కంటే తక్కువగా, సగటు సుమారు 8 డిగ్రీలుగా ఉంది. ఈ సంఖ్యలు ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే పరిశోధకులు ఆక్టోపస్ శరీర నిర్మాణాన్ని కేవలం ఆకర్షణ కోసం అనుకరించడం లేదని అవి చూపిస్తున్నాయి. వారు అనిశ్చిత వాతావరణాల్లో అర్థవంతమైన చేతలపాటును మద్దతు ఇచ్చే ఒక గ్రహణ వ్యవస్థను నిర్మిస్తున్నారు.

గ్రహణం మరియు చర్య ఒకే చోట

ప్రధాన రచయిత బార్బరా మజ్జోలై, ఈ డిజైన్‌ను గ్రహణం మరియు చర్య ఏకీకృతంగా, శరీరం అంతటా పంపిణీ చేయబడిన విధంగా వివరించారు. ఆ వాక్యం ఈ ప్రాజెక్టు యొక్క పెద్ద ప్రాముఖ్యతను పట్టిస్తుంది. చాలా రోబోల్లో, సెన్సింగ్ ఒక చోట, లెక్కింపు మరొక చోట, కదలిక ఇంకొక చోట జరుగుతుంది. ఆక్టోపస్ ప్రేరణతో రూపొందిన ఈ భుజం ఆ తేడాలను తొలగిస్తుంది. ఒక సక్కర్ కేవలం డేటాను పైకి పంపదు. అది స్థానిక స్పర్శను అర్థం చేసుకుని, గ్రిప్ ప్రతిస్పందనలో నేరుగా పాల్గొంటుంది.

నీటిలో దీని వల్ల ప్రాయోగిక ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. కమ్యూనికేషన్ ఆలస్యాలు లేదా శబ్దభరిత పరిస్థితులు కేంద్ర నియంత్రణను క్లిష్టం చేసినప్పుడు, స్థానిక స్వయం ప్రతిపత్తి ప్రతిస్పందన వేగాన్ని మెరుగుపరచగలదు. అసమాన ఉపరితలాలు, సున్నితమైన వస్తువులు, లేదా గజిబిజి భూభాగంలో అప్రతീക്ഷిత స్పర్శ సంభవించినప్పుడు, పంపిణీ చేయబడిన వ్యవస్థ మరింత స్థిరంగా కూడా ఉండవచ్చు.

సముద్రతల అన్వేషణకు ఇది ఎందుకు ముఖ్యం

జీవజాల ప్రేరణ సంప్రదాయ రోబోటిక్స్ అంచనాల కంటే మెరుగ్గా పనిచేయగల అత్యంత స్పష్టమైన సందర్భాలలో సముద్రం ఒకటి. సముద్రతల సమీపంలో పనిచేసే యంత్రం స్పష్టంగా చూడడానికి ముందు తాకాల్సి రావచ్చు, వివరమైన సూచనల కోసం వేచి ఉండకుండా తన్నుతాను మార్చుకోవాల్సి రావచ్చు, మరియు తాను ఎదుర్కొనే వాటిని దెబ్బతీయకుండా పట్టుకోవాల్సి రావచ్చు. మృదువైన దేహాలు మరియు స్థానిక ప్రతిచర్యలు ఆ అవసరాలకు బాగా సరిపోతాయి.

IIT భుజం ఆ భవిష్యత్తుకు ఒక మార్గాన్ని సూచిస్తుంది. వికేంద్రీకృత మేధస్సును ఒక దృఢమైన వేదికపై పొరగా వేసే సాఫ్ట్‌వేర్ లక్షణంగా పరిగణించడానికి బదులు, బృందం దానిని స్పర్శ యాంత్రికతలోనే నిక్షిప్తం చేసింది. ఫలితంగా, పర్యావరణం సహకరించనప్పుడు సహజంగా స్పందించేందుకు రూపొందించిన రోబో ఒకటి లభించింది.

దీని ప్రభావాలు సముద్ర శాస్త్రాన్ని దాటి విస్తరిస్తాయి. అనిశ్చిత ప్రదేశాల్లో సురక్షిత నిర్వహణ అవసరమయ్యే ఏ రంగమైనా ఈ నమూనా నుండి నేర్చుకోవచ్చు. కానీ ఈ భావన అత్యంత నమ్మదగినదిగా అనిపించేది నీటిలో పనిచేసే సందర్భంలోనే, ఎందుకంటే కేంద్రీకృత, దృష్టి-ఆధారిత రోబోటిక్స్ ఎక్కువగా ఇబ్బంది పడేది అక్కడే.

రోబోటిక్స్ రూపకల్పనలో విస్తృత మార్పు

ఏళ్ల తరబడి, అధిక పనితీరు రోబోటిక్స్ అంటే ఎక్కువ సెన్సర్లు, ఎక్కువ కంప్యూట్, మరియు మరింత స్పష్టమైన ప్రణాళిక అని అర్థమయ్యేది. ఈ ప్రాజెక్టు వేరే దిశను సూచిస్తుంది. మేధస్సు శరీరం అంతటా పంచవచ్చని, అలాగే రోబో యొక్క ఆకారం మరియు పదార్థం గణన భారంలో కొంత భాగాన్ని మోయగలవని ఇది వాదిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, నియంత్రణ వ్యవస్థ కేవలం కోడ్‌లో మాత్రమే కాదు. అది నిర్మాణంలో కూడా ఉంది.

దీని అర్థం కేంద్రీకృత వ్యవస్థలు అప్రస్తుతం అవుతాయని కాదు. అయితే, తదుపరి తరం ఫీల్డ్ రోబోటిక్స్ కేంద్ర ప్రణాళికను స్థానిక embodied intelligenceతో మిళితం చేసినప్పుడు అత్యంత శక్తివంతంగా ఉండవచ్చని ఇది సూచిస్తుంది. ఆ సమస్యను ఆక్టోపస్ చాలా కాలం క్రితమే పరిష్కరించింది. ఇంజినీర్లు ఇప్పుడు దానికి తగినట్లు చేరుకుంటున్నారు.

• ఈ మృదువైన రోబో భుజం ఆక్టోపస్ యొక్క వికేంద్రీకృత నాడీ వ్యవస్థను ఆదర్శంగా తీసుకుంది.
• ప్రతి కృత్రిమ సక్కర్ LEDs మరియు phototransistors ఉపయోగించి స్పర్శ, బలం, మరియు దిశను గుర్తిస్తుంది.
• స్థానిక ప్రతిస్పందన కోసం ఈ వ్యవస్థ కెమెరాలు, బాహ్య కంప్యూటర్లు, లేదా కేంద్రీకృత నియంత్రణపై ఆధారపడదు.
• ఈ డిజైన్ అనిశ్చిత నీటిలోని వాతావరణాల్లో మెరుగైన పనితీరును లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.

ఈ వ్యాసం New Atlas నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.