রোবোটিক কিউব বাইরের মহাকাশে আকৃতি পরিবর্তন করে

রোবোটিক কিউব বাইরের মহাকাশে আকৃতি পরিবর্তন করে

এমআইটি পিএইচডি ছাত্র মার্টিন নিসার মাইক্রোগ্রাভিটিতে স্ব-পুনঃকনফিগারিং রোবট ব্লক বা ইলেক্ট্রোভক্সেল পরীক্ষা করছেন। ছবি: স্টিভ বক্সাল/জিরোজি

রাচেল গর্ডন দ্বারা | MIT CSAIL

যদি পূর্ণ আকারের, স্বতন্ত্র রোবটগুলির একটি ঝাঁককে মহাকাশে পাঠানোর বা ছোট রোবোটিক মডিউলগুলির একটি বৃহৎ ক্রু পাঠানোর পছন্দের সম্মুখীন হন, তাহলে আপনি পরবর্তীটিকে তালিকাভুক্ত করতে চাইতে পারেন। মডুলার রোবট, যেমন “বিগ হিরো 6” এর মতো চলচ্চিত্রে চিত্রিত করা হয়েছে, তাদের স্ব-একত্রিতকরণ এবং পুনরায় কনফিগার করার ক্ষমতার জন্য একটি বিশেষ ধরনের প্রতিশ্রুতি রয়েছে। কিন্তু মহাকাশ অন্বেষণ, অনুসন্ধান এবং উদ্ধার, এবং আকৃতি-বদল পর্যন্ত প্রসারিত ডোমেনে দ্রুত, নির্ভরযোগ্য স্থাপনার জন্য উচ্চাভিলাষী আকাঙ্ক্ষার জন্য, আজ পর্যন্ত নির্মিত মডুলার রোবটগুলি এখনও কিছুটা জটিল। এগুলি সাধারণত চলাচলের সুবিধার্থে বৃহৎ, ব্যয়বহুল মোটরগুলির একটি ধাঁধা থেকে তৈরি করা হয়, যা আরও স্কেলযোগ্য আর্কিটেকচারের উপর খুব প্রয়োজনীয় ফোকাস করার আহ্বান জানায় – পরিমাণে এবং আকারে কম।

MIT-এর কম্পিউটার সায়েন্স অ্যান্ড আর্টিফিশিয়াল ইন্টেলিজেন্স ল্যাবরেটরি (CSAIL)-এর বিজ্ঞানীরা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম – ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রগুলি যা বৈদ্যুতিক প্রবাহের গতিবিধি দ্বারা উত্পন্ন হয় -কে স্বতন্ত্র ব্লকগুলিতে ভারী এবং ব্যয়বহুল অ্যাকুয়েটরগুলির স্বাভাবিক স্টাফ এড়াতে আহ্বান জানিয়েছেন৷ পরিবর্তে, তারা কিউবগুলির প্রান্তে ছোট, সহজে তৈরি, সস্তা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটগুলি এম্বেড করেছে যা বিকর্ষণ এবং আকর্ষণ করে, রোবটগুলিকে ঘোরাতে এবং একে অপরের চারপাশে ঘোরাফেরা করতে এবং দ্রুত আকার পরিবর্তন করতে দেয়।

“ইলেক্ট্রোভক্সেল” এর পার্শ্ব দৈর্ঘ্য প্রায় 60 মিলিমিটার, এবং চুম্বকগুলি তামার তার দিয়ে মোড়ানো ফেরাইট কোর (এগুলি দেখতে ছোট কালো টিউবের মতো) নিয়ে গঠিত, যার মোট খরচ মাত্র 60 সেন্ট। প্রতিটি ঘনক্ষেত্রের ভিতরে রয়েছে ছোট মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড এবং ইলেকট্রনিক্স যা সঠিক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটের মাধ্যমে সঠিক দিকে কারেন্ট পাঠায়।

দুটি উপাদানের মধ্যে যান্ত্রিক সংযুক্তি প্রয়োজন এমন ঐতিহ্যবাহী কব্জাগুলির বিপরীতে, ইলেক্ট্রোভক্সেল সম্পূর্ণ বেতার, এটি একটি বড়-স্কেল সিস্টেমের জন্য রক্ষণাবেক্ষণ এবং উত্পাদন করা আরও সহজ করে তোলে।

ইলেক্ট্রোভক্সেল হল রোবোটিক কিউব যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেট ব্যবহার করে পুনরায় কনফিগার করতে পারে। কিউবগুলিকে সরানোর জন্য মোটর বা প্রপেলান্টের প্রয়োজন হয় না এবং মাইক্রোগ্রাভিটিতে কাজ করতে পারে।

মিথস্ক্রিয়া করার সময় একগুচ্ছ ব্লক কেমন দেখাবে তা আরও ভালভাবে কল্পনা করার জন্য, বিজ্ঞানীরা একটি সফ্টওয়্যার পরিকল্পনাকারী ব্যবহার করেছেন যা পুনর্বিন্যাসগুলি কল্পনা করে এবং অন্তর্নিহিত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক অ্যাসাইনমেন্টগুলি গণনা করে। একজন ব্যবহারকারী মাত্র কয়েকটি ক্লিকের মাধ্যমে হাজার কিউব পর্যন্ত ম্যানিপুলেট করতে পারে, অথবা একাধিক, পরপর ঘূর্ণন এনকোড করে এমন পূর্বনির্ধারিত স্ক্রিপ্ট ব্যবহার করতে পারে। সিস্টেমটি প্রকৃতপক্ষে ব্যবহারকারীকে ব্লকগুলির ভাগ্য পরিচালনা করতে দেয়, কারণের মধ্যে — আপনি গতি পরিবর্তন করতে পারেন, চুম্বকগুলিকে হাইলাইট করতে পারেন এবং সংঘর্ষ এড়াতে প্রয়োজনীয় পদক্ষেপগুলি প্রদর্শন করতে পারেন৷ আপনি ব্লকগুলিকে বিভিন্ন আকার নিতে নির্দেশ দিতে পারেন (যেমন একটি চেয়ার থেকে একটি পালঙ্ক, কারণ কার উভয়ের প্রয়োজন?)

সস্তা ছোট ব্লকগুলি মাইক্রোগ্রাভিটি পরিবেশের জন্য বিশেষভাবে শুভ, যেখানে আপনি কক্ষপথে লঞ্চ করতে চান এমন যে কোনও কাঠামো এটি উৎক্ষেপণের জন্য ব্যবহৃত রকেটের ভিতরে ফিট করা দরকার। একটি বায়ু টেবিলে প্রাথমিক পরীক্ষার পর, ইলেক্সট্রোভক্সেলগুলি মাইক্রোগ্রাভিটি ফ্লাইটে পরীক্ষা করার সময় সত্যিকারের ওজনহীনতা খুঁজে পেয়েছিল, যাতে প্রোপেলান্ট-মুক্ত পুনর্বিন্যাস বা মহাকাশযানের জড়তা বৈশিষ্ট্য পরিবর্তনের মতো ভাল মহাকাশ অনুসন্ধান সরঞ্জামগুলির সামগ্রিক প্রেরণা।

প্রপেলান্ট-মুক্ত অ্যাকচুয়েশনের সুবিধার মাধ্যমে, উদাহরণস্বরূপ, পুনর্বিন্যাস করার জন্য অতিরিক্ত জ্বালানী চালু করার প্রয়োজন নেই, যা লঞ্চের ভর এবং আয়তনের সাথে সম্পর্কিত অনেক চ্যালেঞ্জকে মোকাবেলা করে। আশা করা যায় যে, এই পুনর্বিন্যাস পদ্ধতিটি ভবিষ্যতের অগণিত মহাকাশ প্রচেষ্টায় সহায়তা করতে পারে: একাধিক উৎক্ষেপণের মাধ্যমে মহাকাশ কাঠামোর বৃদ্ধি এবং প্রতিস্থাপন, মহাকাশযান পরিদর্শন এবং মহাকাশচারী সহায়তায় সহায়তা করার জন্য অস্থায়ী কাঠামো, এবং (ভবিষ্যত পুনরাবৃত্তি) কিউবগুলি স্ব-স্ব হিসাবে কাজ করে। স্টোরেজ পাত্রে বাছাই করা।

ইউরোপীয় মহাকাশে অ্যাডভান্সড কনসেপ্ট টিমের প্রধান দারিও ইজো বলেছেন, “ইলেক্ট্রোভক্সেলগুলি দেখায় কীভাবে একটি সম্পূর্ণ পুনর্নির্মাণযোগ্য সিস্টেমকে প্রকৌশলী করা যায় এবং আমাদের বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়কে সেই চ্যালেঞ্জগুলির সামনে তুলে ধরে যা কক্ষপথে একটি সম্পূর্ণ কার্যকরী মডুলার রোবোটিক সিস্টেমের মোকাবিলা করতে হবে” এজেন্সি। “এই গবেষণাটি দেখায় যে কীভাবে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক্যালি অ্যাকচুয়েটেড পিভটিং কিউবগুলি তৈরি করা, পরিচালনা করা এবং বজায় রাখা সহজ, একটি নমনীয়, মডুলার এবং পুনর্বিন্যাসযোগ্য সিস্টেম সক্ষম করে যা ভবিষ্যতের অন্বেষণ মিশনের বুদ্ধিমান উপাদানগুলি ডিজাইন করার জন্য একটি অনুপ্রেরণা হিসাবে কাজ করতে পারে।”

ব্লকগুলি সরানোর জন্য, তাদের একটি ক্রম অনুসরণ করতে হবে, যেমন ছোট একজাতীয় টেট্রিস টুকরা। এই ক্ষেত্রে, পোলারাইজেশন সিকোয়েন্সের তিনটি ধাপ রয়েছে: লঞ্চ, ট্রাভেল এবং ক্যাচ, প্রতিটি ফেজে একটি ট্রাভেলিং কিউব (চলানোর জন্য), একটি মূল (যেখানে ট্রাভেলিং কিউব লঞ্চ হয়), এবং গন্তব্য (যা ট্রাভেলিং কিউবকে ক্যাচ করে) ঘনক)। সফ্টওয়্যারের ব্যবহারকারীরা নির্দিষ্ট করতে পারেন কোন ঘনক্ষেত্রটি কোন দিকে পিভট করতে হবে এবং অ্যালগরিদম স্বয়ংক্রিয়ভাবে এটি ঘটানোর জন্য প্রয়োজনীয় ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক অ্যাসাইনমেন্টের ক্রম এবং ঠিকানা গণনা করবে (প্রতিরোধ, আকর্ষণ বা বন্ধ)।

ভবিষ্যতের কাজের জন্য, মহাকাশ থেকে পৃথিবীতে যাওয়া ইলেক্ট্রোভক্সেলের জন্য স্বাভাবিক পরবর্তী পদক্ষেপ, যার জন্য এখানে মাধ্যাকর্ষণের বিরুদ্ধে পুনর্বিন্যাস করার জন্য এই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটগুলির আরও বিশদ মডেলিং এবং অপ্টিমাইজেশন করতে হবে।

“একটি বড়, জটিল কাঠামো তৈরি করার সময়, আপনি এটিকে একত্রিত করার লোকেদের প্রাপ্যতা এবং দক্ষতা, আপনার পরিবহন যানের আকার বা সমাবেশ সাইটের প্রতিকূল পরিবেশগত অবস্থার দ্বারা সীমাবদ্ধ হতে চান না। যদিও এই স্বতঃসিদ্ধগুলি পৃথিবীতে সত্য ধারণ করে, তারা মহাকাশে জিনিসগুলি তৈরি করার জন্য গুরুতরভাবে যৌগিক হয়, “এমআইটি CSAIL পিএইচডি ছাত্র মার্টিন নিসার বলেছেন, ইলেক্ট্রোভক্সেল সম্পর্কে একটি গবেষণাপত্রের প্রধান লেখক৷ “যদি আপনার কাছে এমন কাঠামো থাকতে পারে যা নিজেকে সহজ, সমজাতীয় মডিউলগুলি থেকে একত্রিত করে তবে আপনি এই সমস্যাগুলির অনেকগুলি দূর করতে পারেন। সুতরাং মহাকাশে সম্ভাব্য সুবিধাগুলি বিশেষভাবে দুর্দান্ত হলেও, প্যারাডক্স হল যে মাইক্রোগ্রাভিটি দ্বারা প্রদত্ত অনুকূল গতিবিদ্যার অর্থ হল এই সমস্যাগুলির মধ্যে কিছু আসলে সমাধান করাও সহজ — মহাকাশে, এমনকি ক্ষুদ্র শক্তিগুলিও বড় জিনিসগুলিকে সরাতে পারে। মহাকাশে বাস্তবিক নিকট-মেয়াদী সমস্যা সমাধানের জন্য এই প্রযুক্তি প্রয়োগ করে, আমরা আশা করি পৃথিবীতেও ভবিষ্যতে ব্যবহারের জন্য প্রযুক্তিটি উদ্ভাবন করতে পারি।”

নিসার এমআইটি সিএসএআইএল-এর লিওন চেং এবং যশস্বিনী মাকারমের সাথে কাগজটি লিখেছেন; রিও সুজুকি, ক্যালগারি বিশ্ববিদ্যালয়ের কম্পিউটার বিজ্ঞানের সহকারী অধ্যাপক; এবং এমআইটি প্রফেসর স্টেফানি মুলার। তারা 2022 সালের রোবোটিক্স এবং অটোমেশনের আন্তর্জাতিক সম্মেলনে কাজটি উপস্থাপন করবে। কাজটি আংশিকভাবে দ্য এমআইটি স্পেস এক্সপ্লোরেশন ইনিশিয়েটিভ দ্বারা সমর্থিত ছিল।

ট্যাগ: গ-গবেষণা-উদ্ভাবন, মডুলার


এমআইটি নিউজ