রোবোটিক বজ্রপাতের বাগ উড়ে যায়

রোবোটিক বজ্রপাতের বাগ উড়ে যায়

ফায়ারফ্লাইস দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, এমআইটি গবেষকরা নরম অ্যাকচুয়েটর তৈরি করেছেন যা বিভিন্ন রঙ বা প্যাটার্নে আলো নির্গত করতে পারে। ক্রেডিট: গবেষকদের সৌজন্যে

অ্যাডাম জিউ দ্বারা | এমআইটি নিউজ অফিস

উষ্ণ গ্রীষ্মের সন্ধ্যায় ধূসর বাড়ির উঠোন আলোকিত করে এমন ফায়ারফ্লাইস যোগাযোগের জন্য তাদের আলোকসজ্জা ব্যবহার করে — একজন সঙ্গীকে আকৃষ্ট করতে, শিকারীদের তাড়াতে বা শিকারকে প্রলুব্ধ করতে।

এই ঝলকানো বাগগুলি MIT-এর বিজ্ঞানীদের অনুপ্রেরণার জন্ম দিয়েছে। প্রকৃতির কাছ থেকে একটি ইঙ্গিত নিয়ে, তারা উড়ন্ত, পোকামাকড়ের রোবটের জন্য ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট নরম কৃত্রিম পেশী তৈরি করেছিল। রোবটের ডানা নিয়ন্ত্রণকারী ক্ষুদ্র কৃত্রিম পেশীগুলি উড্ডয়নের সময় রঙিন আলো নির্গত করে।

এই ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্স রোবটগুলিকে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম করতে পারে। যদি একটি ধসে পড়া বিল্ডিং-এ অনুসন্ধান-উদ্ধার মিশনে পাঠানো হয়, উদাহরণস্বরূপ, একটি রোবট যেটি বেঁচে থাকা ব্যক্তিদের খুঁজে পায় সে লাইট ব্যবহার করে অন্যদের সংকেত দিতে এবং সাহায্যের জন্য কল করতে পারে।

আলো নির্গত করার ক্ষমতা এই মাইক্রোস্কেল রোবটগুলিকে নিয়ে আসে, যেগুলির ওজন একটি কাগজের ক্লিপের চেয়ে সবেমাত্র বেশি, ল্যাবের বাইরে তাদের নিজস্বভাবে উড়ে যাওয়ার এক ধাপ কাছাকাছি। এই রোবটগুলি এতই হালকা যে তারা সেন্সর বহন করতে পারে না, তাই গবেষকদের অবশ্যই বিশাল ইনফ্রারেড ক্যামেরা ব্যবহার করে ট্র্যাক করতে হবে যা বাইরে ভাল কাজ করে না। এখন, তারা দেখিয়েছে যে তারা নির্গত আলো এবং মাত্র তিনটি স্মার্টফোন ক্যামেরা ব্যবহার করে রোবটগুলিকে সঠিকভাবে ট্র্যাক করতে পারে।

“আপনি যদি বড় মাপের রোবটের কথা ভাবেন, তারা অনেকগুলি বিভিন্ন সরঞ্জাম ব্যবহার করে যোগাযোগ করতে পারে — ব্লুটুথ, ওয়্যারলেস, এই সমস্ত ধরণের জিনিস। কিন্তু একটি ক্ষুদ্র, শক্তি-সীমাবদ্ধ রোবটের জন্য, আমরা যোগাযোগের নতুন মোড সম্পর্কে চিন্তা করতে বাধ্য হই। বাইরের পরিবেশে এই রোবটগুলিকে উড্ডয়নের দিকে এটি একটি বড় পদক্ষেপ যেখানে আমাদের কাছে একটি সু-সংযুক্ত, অত্যাধুনিক গতি ট্র্যাকিং সিস্টেম নেই,” বলেছেন কেভিন চেন, যিনি ডি. রিড উইডন, জুনিয়র সহকারী৷ ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যান্ড কম্পিউটার সায়েন্স (ইইসিএস) বিভাগের অধ্যাপক, ইলেকট্রনিক্সের রিসার্চ ল্যাবরেটরির (আরএলই) সফট অ্যান্ড মাইক্রো রোবোটিক্স ল্যাবরেটরির প্রধান এবং গবেষণাপত্রের সিনিয়র লেখক।

তিনি এবং তার সহযোগীরা কৃত্রিম পেশীগুলিতে ক্ষুদ্রতর ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট কণা এম্বেড করে এটি সম্পন্ন করেছিলেন। প্রক্রিয়াটি রোবটের ফ্লাইট কর্মক্ষমতা প্রভাবিত না করে মাত্র 2.5 শতাংশ বেশি ওজন যোগ করে।

কাগজে চেনের সাথে যোগদানকারীরা হলেন EECS স্নাতক ছাত্র সুহান কিম, প্রধান লেখক, এবং Yi-Hsuan Hsiao; ইউ ফ্যান চেন এসএম ’14, পিএইচডি ’17; এবং জি মাও, নিংজিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগী অধ্যাপক। গবেষণাটি চলতি মাসে প্রকাশিত হয় IEEE রোবোটিক্স এবং অটোমেশন লেটার।

একটি লাইট-আপ অ্যাকচুয়েটর

এই গবেষকরা এর আগে নরম অ্যাকচুয়েটর বা কৃত্রিম পেশী তৈরি করার জন্য একটি নতুন বানোয়াট কৌশল প্রদর্শন করেছিলেন যা রোবটের ডানাগুলিকে ফ্ল্যাপ করে। এই টেকসই অ্যাকচুয়েটরগুলি একটি স্ট্যাকের মধ্যে ইলাস্টোমার এবং কার্বন ন্যানোটিউব ইলেক্ট্রোডের আল্ট্রাথিন স্তরগুলিকে পর্যায়ক্রমে তৈরি করে এবং তারপর এটিকে একটি স্কুইসি সিলিন্ডারে ঘূর্ণায়মান করে। যখন সেই সিলিন্ডারে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন ইলেক্ট্রোডগুলি ইলাস্টোমারকে চেপে দেয় এবং যান্ত্রিক স্ট্রেন ডানাটিকে ফ্ল্যাপ করে।

একটি প্রদীপ্ত অ্যাকচুয়েটর তৈরি করার জন্য, দলটি ইলাস্টোমারে ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট জিঙ্ক সালফেট কণা যুক্ত করেছিল কিন্তু পথ ধরে বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জ অতিক্রম করতে হয়েছিল।

প্রথমত, গবেষকদের এমন একটি ইলেক্ট্রোড তৈরি করতে হয়েছিল যা আলোকে বাধা দেবে না। তারা অত্যন্ত স্বচ্ছ কার্বন ন্যানোটিউব ব্যবহার করে এটি তৈরি করেছে, যা মাত্র কয়েক ন্যানোমিটার পুরু এবং আলোকে অতিক্রম করতে সক্ষম করে।

যাইহোক, দস্তা কণাগুলি শুধুমাত্র একটি খুব শক্তিশালী এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উপস্থিতিতে আলোকিত হয়। এই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি দস্তা কণার ইলেকট্রনকে উত্তেজিত করে, যা ফোটন নামে পরিচিত আলোর সাবটমিক কণা নির্গত করে। গবেষকরা নরম অ্যাকচুয়েটরে একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করতে উচ্চ ভোল্টেজ ব্যবহার করেন এবং তারপরে রোবটটিকে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে চালান, যা কণাগুলিকে উজ্জ্বলভাবে আলোকিত করতে সক্ষম করে।

“ঐতিহ্যগতভাবে, ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট উপাদানগুলি খুব শক্তিশালীভাবে ব্যয়বহুল, তবে এক অর্থে, আমরা সেই ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্সটি বিনামূল্যে পাই কারণ আমরা উড়তে যাওয়ার জন্য আমাদের প্রয়োজনীয় ফ্রিকোয়েন্সিতে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহার করি। আমাদের নতুন অ্যাকচুয়েশন, নতুন তার বা অন্য কিছুর দরকার নেই। কেভিন চেন বলেছেন, আলো জ্বালাতে প্রায় 3 শতাংশ বেশি শক্তি লাগে।

তারা অ্যাকচুয়েটরটির প্রোটোটাইপ করার সময়, তারা দেখতে পেল যে দস্তা কণা যোগ করার ফলে এটির গুণমান হ্রাস পায়, যার ফলে এটি আরও সহজে ভেঙে যায়। এটি প্রায় পেতে, কিম শুধুমাত্র উপরের ইলাস্টোমার স্তরে দস্তা কণা মিশ্রিত করেন। আউটপুট শক্তির কোনো হ্রাসের জন্য তিনি সেই স্তরটিকে কয়েক মাইক্রোমিটার পুরু করে তোলেন।

যদিও এটি অ্যাকচুয়েটরকে 2.5 শতাংশ ভারী করেছে, এটি ফ্লাইটের কার্যকারিতা প্রভাবিত না করে আলো নির্গত করেছে।

“আমরা ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে ইলাস্টোমার স্তরগুলির গুণমান বজায় রাখার জন্য অনেক যত্ন নিই। এই কণা যোগ করা প্রায় আমাদের ইলাস্টোমার স্তরে ধুলো যোগ করার মত ছিল। এটিতে অনেকগুলি ভিন্ন পদ্ধতি এবং প্রচুর পরীক্ষা নেওয়া হয়েছিল, তবে আমরা অ্যাকচুয়েটরের গুণমান নিশ্চিত করার একটি উপায় নিয়ে এসেছি, “কিম বলেছেন।

দস্তা কণার রাসায়নিক সংমিশ্রণ সামঞ্জস্য করা হালকা রঙ পরিবর্তন করে। গবেষকরা তাদের তৈরি অ্যাকুয়েটরগুলির জন্য সবুজ, কমলা এবং নীল কণা তৈরি করেছিলেন; প্রতিটি অ্যাকচুয়েটর একটি কঠিন রঙ উজ্জ্বল করে।

তারা ফ্যাব্রিকেশন প্রক্রিয়াকেও টুইক করেছে যাতে অ্যাকচুয়েটররা বহু রঙের এবং প্যাটার্নযুক্ত আলো নির্গত করতে পারে। গবেষকরা উপরের স্তরের উপর একটি ছোট মাস্ক স্থাপন করেছেন, দস্তা কণা যোগ করেছেন, তারপর অ্যাকচুয়েটরকে নিরাময় করেছেন। এমআইটি বানান একটি হালকা প্যাটার্ন তৈরি করতে তারা বিভিন্ন মুখোশ এবং রঙিন কণা দিয়ে এই প্রক্রিয়াটি তিনবার পুনরাবৃত্তি করেছিল।

এই কৃত্রিম পেশীগুলি, যা পালকের ওজনের উড়ন্ত রোবটের ডানাগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে, রোবটটি উড্ডয়নের সময় আলোকিত হয়, যা রোবটগুলিকে ট্র্যাক করার জন্য একটি কম খরচের উপায় প্রদান করে এবং তাদের যোগাযোগ করতে সক্ষম করে। গরিডিটস: গবেষকদের সৌজন্যে

ফায়ারফ্লাইস অনুসরণ

একবার তারা বানোয়াট প্রক্রিয়াটি সূক্ষ্মভাবে তৈরি করার পরে, তারা অ্যাকুয়েটরগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি পরীক্ষা করে এবং আলোর তীব্রতা পরিমাপের জন্য একটি লুমিনেসেন্স মিটার ব্যবহার করে।

সেখান থেকে, তারা একটি বিশেষভাবে ডিজাইন করা মোশন-ট্র্যাকিং সিস্টেম ব্যবহার করে ফ্লাইট পরীক্ষা চালায়। প্রতিটি ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্ট অ্যাকচুয়েটর একটি সক্রিয় মার্কার হিসাবে কাজ করে যা আইফোন ক্যামেরা ব্যবহার করে ট্র্যাক করা যেতে পারে। ক্যামেরা প্রতিটি হালকা রঙ সনাক্ত করে, এবং তাদের তৈরি করা একটি কম্পিউটার প্রোগ্রাম অত্যাধুনিক ইনফ্রারেড মোশন ক্যাপচার সিস্টেমের 2 মিলিমিটারের মধ্যে রোবটের অবস্থান এবং মনোভাব ট্র্যাক করে।

“অত্যাধুনিকের তুলনায় ট্র্যাকিং ফলাফল কতটা ভালো তা নিয়ে আমরা খুব গর্বিত। আমরা সস্তা হার্ডওয়্যার ব্যবহার করছিলাম, এই বৃহৎ মোশন-ট্র্যাকিং সিস্টেমগুলির দাম হাজার হাজার ডলারের তুলনায়, এবং ট্র্যাকিং ফলাফলগুলি খুব কাছাকাছি ছিল,” কেভিন চেন বলেছেন।

ভবিষ্যতে, তারা সেই মোশন ট্র্যাকিং সিস্টেমটিকে উন্নত করার পরিকল্পনা করেছে যাতে এটি রিয়েল-টাইমে রোবটগুলিকে ট্র্যাক করতে পারে। দলটি নিয়ন্ত্রণ সংকেত অন্তর্ভুক্ত করার জন্য কাজ করছে যাতে রোবটগুলি ফ্লাইটের সময় তাদের আলো চালু এবং বন্ধ করতে পারে এবং বাস্তব ফায়ারফ্লাইসের মতো আরও যোগাযোগ করতে পারে। কেভিন চেন বলেছেন, তারা কীভাবে ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্স এমনকি এই নরম কৃত্রিম পেশীগুলির কিছু বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে পারে তাও অধ্যয়ন করছে।

“এই কাজটি সত্যিই আকর্ষণীয় কারণ এটি ফ্লাইট পারফরম্যান্সের সাথে আপোস না করে আলোক উত্পাদনের জন্য ওভারহেড (ওজন এবং শক্তি) কমিয়ে দেয়,” বোল্ডারের কলোরাডো বিশ্ববিদ্যালয়ের মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের একজন সহকারী অধ্যাপক কৌশিক জয়রাম বলেছেন, যিনি এর সাথে জড়িত ছিলেন না। এই গবেষণা। “এই কাজে প্রদর্শিত উইংবিট সিঙ্ক্রোনাইজড ফ্ল্যাশ জেনারেশন ঘরের ভিতরে এবং বাইরে উভয় কম আলোর পরিবেশে একাধিক মাইক্রোরোবটের গতি ট্র্যাকিং এবং ফ্লাইট নিয়ন্ত্রণকে সহজ করে তুলবে।”

“যদিও আলোর উৎপাদন, জৈবিক ফায়ারফ্লাইসের স্মৃতিচারণ, এবং এই কাজে উপস্থাপিত যোগাযোগের সম্ভাব্য ব্যবহার অত্যন্ত আকর্ষণীয়, আমি বিশ্বাস করি যে সত্যিকারের গতিবেগ হল এই সর্বশেষ বিকাশ এই রোবটগুলির বাইরের প্রদর্শনের দিকে একটি মাইলফলক হতে পারে। নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষাগারের অবস্থা,” পাকপং চিরাত্তানানন যোগ করেন, হংকং এর সিটি ইউনিভার্সিটির বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের একজন সহযোগী অধ্যাপক, যিনি এই কাজের সাথে জড়িত ছিলেন না। “আলোকিত অ্যাকুয়েটরগুলি বর্তমান মোশন ক্যাপচার সিস্টেমকে প্রতিস্থাপন করার জন্য ফ্লাইট স্থিতিশীলতার জন্য রিয়েল-টাইম প্রতিক্রিয়া প্রদান করতে বহিরাগত ক্যামেরাগুলির জন্য সক্রিয় মার্কার হিসাবে কাজ করে৷ ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্স কম পরিশীলিত সরঞ্জাম ব্যবহার করার অনুমতি দেবে এবং রোবটগুলিকে দূর থেকে ট্র্যাক করা যেতে পারে, সম্ভবত অন্য বৃহত্তর মোবাইল রোবটের মাধ্যমে, বাস্তব-বিশ্ব স্থাপনের জন্য। যে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি হবে. লেখকরা পরবর্তীতে কী অর্জন করেন তা দেখে আমি রোমাঞ্চিত হব।”

এই কাজটি এমআইটিতে ইলেকট্রনিক্সের গবেষণা ল্যাবরেটরি দ্বারা সমর্থিত ছিল।

ট্যাগ: জৈব-অনুপ্রাণিত, গ-গবেষণা-উদ্ভাবন


এমআইটি নিউজ