जहां तक हम जानते हैं, दुनिया में सबसे छोटा चलने वाला रोबोट है
कुछ साल पहले, स्पेक्ट्रम आईईईई
ने पहले से ही सबसे छोटे चार पैरों वाले रोबोट के बारे में
लिखा था - जो केवल 20 मिमी आकार का था, जिसकी लंबाई 5.6 मिमी और 1.5 ग्राम वजन के पैर थे। मैरीलैंड विश्वविद्यालय
में सारा बर्गब्राइटर की
प्रयोगशाला से इसके डेवलपर, रयान सेंट-पियरे ने हमें केवल 100 मिलीग्राम वजन वाले एक छोटे रोबोट की तस्वीर भी दिखाई। जब हमने ICRA 2016 सम्मेलन में यह सब देखा, तो हमने रयान से पूछा कि क्या वह कटौती के रास्ते पर आगे बढ़ने वाला है:
"यह हमेशा संभव है कि सबसे छोटे रोबोटों के निर्माण की समस्या को हल किया जाए," उन्होंने हमें बताया। - जबकि मैं एक ही योजना के अनुसार 2.5 मिमी लंबा एक रोबोट बनाने पर काम कर रहा हूं, जो कि हम आईसीआरए में प्रस्तुत किए गए छोटे से परिमाण का एक क्रम है। छोटे रोबोट उन जगहों पर घुसना आसान होते हैं जहां बड़े लोग क्रॉल नहीं कर सकते हैं, और आकारों में विविधता उनकी उपयोगिता बढ़ाती है। ”
लेकिन यह पता चला कि एक आदेश पर्याप्त नहीं था, और इसके बजाय सेंट-पियरे ने नियोजित की तुलना में 10 गुना कम एक चार-पैर वाला रोबोट विकसित किया: इसका वजन केवल एक मिलीग्राम होता है, और एक चींटी के सिर से कम होता है।
रेयान ने हमें एक काम करने वाले रोबोट के वीडियो भेजे, हालांकि यह कल्पना करना मुश्किल है कि यह कितना छोटा है। पैमाने के लिए, एक चींटी की कल्पना करें - यह पूरी तरह से बहुत बड़ी नहीं है, बस कुछ सेंटीमीटर लंबी है, और माइक्रोबॉट के आयाम 2.5 मिमी × 1.6 मिमी × 0.7 मिमी हैं। उनका सर्किट रोबोट को घूमने वाले अंगों से मिलता-जुलता है, जैसे कि
आरएचईएक्स , जिसका द्रव्यमान इस माइक्रो-
ट्राईप्रोड की तुलना में एक लाख गुना अधिक है।
अपने पूर्ववर्तियों की तरह, यह रोबोट पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स या मोटर्स का उपयोग करने के लिए बहुत छोटा है। इसके पैरों को बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिससे पैरों में एम्बेडेड छोटे क्यूबिक मैग्नेट प्रभावित होते हैं। चुंबकीय क्षेत्र घूमने से मैग्नेट घूमता है, जिससे पैरों को 150 हर्ट्ज तक की रोटेशन गति मिलती है। मैग्नेट को पैरों में अलग-अलग तरीकों से रखकर, आप विभिन्न प्रकार के चाल को प्राप्त कर सकते हैं। रोबोट की अधिकतम गति एक प्रभावशाली 37.3 मिमी / सेकंड या उसके शरीर की प्रति सेकंड 14.9 लंबाई है, और, आश्चर्यजनक रूप से, रोबोट काफी लचीला हो गया, ऑपरेशन के एक मिलियन चक्र "जीवित पहनने या कम दक्षता के दृश्यमान संकेतों के बिना।"
इस तरह के रोबोट के उपयोग के वास्तविक उदाहरण सहित अधिक जानने के लिए, हमने रयान सेंट-पियरे के साथ ईमेल द्वारा बात की।
IEEE स्पेक्ट्रम : क्या आप अपने रोबोट की तुलना अन्य छोटे पैमाने पर चलने वाले रोबोट से कर सकते हैं?
रयान सेंट-पियरे : इस काम में आंदोलन के लिए पैरों का उपयोग करने वाले सबसे छोटे और सबसे तेज सूक्ष्म रोबोटों में से एक प्रस्तुत किया गया है। छोटे माइक्रोबोबॉट्स हैं, लेकिन वे आमतौर पर आंदोलन के लिए पैरों का उपयोग नहीं करते हैं। यह काम रोबोटिक्स और जीव विज्ञान दोनों में, एक मिलीग्राम पैमाने पर आंदोलन की गतिशीलता को समझने में मदद करता है।
एक सूखे उष्णकटिबंधीय चींटी परपोनेरा क्लैवाटा के सिर के बगल में एक मिलीग्राम रोबोटकागज का दावा है कि पैरों में चुम्बक का झुकाव रोबोट की गति को रोक देता है। इस तरह के गैट को क्यों चुना गया और अन्य गैट के संभावित लाभ क्या हो सकते हैं?एक दूसरे के सापेक्ष चुम्बकों के उन्मुखीकरण को चुनकर यंत्रवत् सेट किया जा सकता है। प्रारंभ में, मैंने hopping विकल्प को चुना, जब सभी चार मैग्नेट को एक दिशा में निर्देशित किया जाता है, जिससे मैग्नेट की मैनुअल असेंबली और व्यवस्था की जा सके। बाद के संस्करणों में, जब मैंने मैग्नेट की विकर्ण व्यवस्था को संयोग किया, तो मैंने ट्रॉटिंग का उपयोग किया। चिकनी और ऊबड़-खाबड़ जमीन पर चलते समय गैट महत्वपूर्ण हो जाता है, और सतहों को बदलते समय गैट को बदलना आवश्यक होता है, लेकिन प्रोजेक्ट के इस चरण में यह संभव नहीं है।
इस आकार के चार-पैर वाले रोबोट का संभावित उपयोग क्या है?बहुत पहली बात यह है कि एक मिलीग्राम पैमाने पर पैरों के साथ आंदोलन की गतिशीलता को समझने में मदद करना, और चींटियों के अधिक प्रतिनिधि कम्प्यूटेशनल और भौतिक मॉडल प्राप्त करना। इस पैमाने के स्वायत्त रोबोट के विकास और प्रबंधन के लिए एक मिलीग्राम पैमाने पर आंदोलन के बुनियादी सिद्धांतों की बेहतर समझ उपयोगी होगी।
क्या आप रोबोट को और भी छोटा कर सकते हैं? क्या लाभ और चुनौतियां हैं?निश्चित रूप से संभव है। यह सब चुंबकीय सामग्री के उत्पादन और रोबोट के शरीर के लिए उपलब्ध तकनीक पर निर्भर करता है। लेकिन यदि आप आकार को कम करते हैं, तो पैरों को प्रयास के हस्तांतरण की योजना को छोड़कर, समस्याएं पैदा हो सकती हैं। जोड़ों पर घर्षण बल हावी होने लगेगा, जिससे पैरों को घुमाने के लिए टोक़ में वृद्धि और आंदोलन की दक्षता कम हो जाएगी। वर्तमान मिलीग्राम की तुलना में आकार में कमी से मोटर रणनीति में बदलाव की आवश्यकता होगी। हालांकि, कार्य की योजना को बदलने के बिना पैमाने को कम करने और प्रयासों को स्थानांतरित करने से हमें पैरों की मदद से जमीनी आंदोलन को स्केल करने के बारे में विचार मिलेगा, आंदोलन पर मौलिक प्रतिबंधों का पता चलेगा और जैविक प्रणालियों में विकासवादी दबाव के बारे में विचार देगा।
मैं स्वीकार करता हूं, मैं इन छोटे रोबोटों को तुरंत हमारे शरीर के अंदर भेजने की योजना की कमी से निराश हूं ताकि वे वहां दौड़ें और सब कुछ ठीक करें, हालांकि, छोटे पैमाने पर पैरों के साथ रोबोट के आंदोलन का अध्ययन करने से जुड़े निकट भविष्य के लक्ष्य इस दिशा में बहुत छोटे कदम बन सकते हैं।
रयान सेंट-पियरे, वॉकर गोशरीक और मैरीलैंड विश्वविद्यालय के सारा बर्गब्राइटर (जो अब कार्नेगी मेलॉन यूनिवर्सिटी में काम करते हैं) द्वारा "एक 3 डी-मिलिग्राम रोबोट, जो प्रति सेकंड 15 शरीर की लंबाई की गति से आगे बढ़ता है" पर प्रस्तुत किया गया था। 2018 हिल्टन हेड सॉलिड-स्टेट सेंसर, एक्ट्यूएटर्स और माइक्रोसिस्टम्स कार्यशाला सम्मेलन, जहां उन्हें सर्वश्रेष्ठ काम के लिए पुरस्कार मिला।