लेग्ड रोबोट

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हेक्सापॉड (रोबोटिक्स)

लेग्ड रोबोट एक प्रकार के मोबाइल रोबोट हैं जो रोबोट को गति प्रदान करने के लिए लेग्ड मेकैनिज़्म्स जैसे गतिशीलता प्रदान का उपयोग करते हैं। वह लेग्ड रोबोट की तुलना में अधिक बहुमुखी हैं और अनेक भिन्न-भिन्न क्षेत्रो को पार कर सकते हैं, चूंकि इन लाभों के लिए बढ़ी हुई सम्मिश्रता और विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता होती है। इस प्रकार बायोमिमिक्री के उदाहरण में, एक लेग्ड रोबोट अधिकांशतः मनुष्यों या कीड़ों जैसे लेग्ड जानवरों का अनुकरण करते हैं।[1]

[2]

गति और समर्थन क्रम

लेग्ड रोबोट, या चलने वाले वाहन, अपूर्ण क्षेत्रो में चलने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और संतुलन बनाए रखने के लिए लेग्ड एक्चुएटर्स के नियंत्रण की आवश्यकता होती है, लेग्ड की स्थिति निर्धारित करने के लिए सेंसर और गति की दिशा और गति निर्धारित करने के लिए गति नियोजन एल्गोरिदम की आवश्यकता होती है।[3][4] इस प्रकार रोबोट लेग्स का भूमि के साथ आवधिक संपर्क को वॉकर की गति कहा जाता है।

गति बनाए रखने के लिए वॉकर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को स्थिर या गतिशील रूप से समर्थित किया जाना चाहिए। इस प्रकार स्थिर समर्थन यह सुनिश्चित करके प्रदान किया जाता है कि गुरुत्वाकर्षण का केंद्र भूमि के संपर्क में लेग्स द्वारा बनाए गए समर्थन क्रम के अन्दर है। गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के प्रक्षेप पथ को स्थित रखते हुए गतिशील समर्थन प्रदान किया जाता है जिससे इसे अधिक लेग्स फ़ोर्स द्वारा पुन: स्थापित किया जा सकता है।[5]

प्रकार

लेग्ड रोबोट को उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले अंगों की संख्या के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है, जो उपलब्ध गति को निर्धारित करता है। विभिन्न लेग्ड रोबोट अधिक स्थिर होते हैं, जबकि कम लेग्ड रोबोट अधिक गतिशीलता प्रदान करते हैं।

वन लेग्ड

वन लेग्ड या पोगो स्टिक रोबोट नेविगेशन के लिए हॉपिंग मोशन का उपयोग करते हैं। इस प्रकार 1980 के दशक में, कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय ने संतुलन का अध्ययन करने के लिए लेग्ड रोबोट विकसित किया था।[6] इस प्रकार कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले का साल्टो अन्य उदाहरण है।[7][8][9][10]

टू लेग्ड

Main articles: ह्यूमनॉइड रोबोट and चिकन वॉकर
एएसआईएमओ - द्विपद रोबोट

द्विपद या टू लेग्ड रोबोट द्विपद गति प्रदर्शित करते हैं। इस प्रकार, उन्हें दो प्राथमिक समस्याओं का सामना करना पड़ता है:

  1. स्थिरता नियंत्रण, जो रोबोट के संतुलन को संदर्भित करता है, और
  2. गति नियंत्रण, जो रोबोट की चलने की क्षमता को संदर्भित करता है।

द्विपद प्रणालियों के लिए स्थिरता नियंत्रण विशेष रूप से कठिन है, जिन्हें आराम की स्थिति में भी आगे-पीछे की दिशा में संतुलन (क्षमता) बनाए रखना चाहिए।[1] कुछ रोबोट, विशेष रूप से खिलौने, बड़े लेग्स के साथ इस समस्या का समाधान करते हैं, जो गतिशीलता को कम करते हुए अधिक स्थिरता प्रदान करते हैं। वैकल्पिक रूप से, अधिक उन्नत प्रणाली मानव के संतुलन का अनुमान लगाने वाले विधि से गतिशील प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए एक्सेलेरोमीटर या जाइरोस्कोप जैसे सेंसर का उपयोग करते हैं।[1] इस प्रकार ऐसे सेंसर का उपयोग गति नियंत्रण और चलने के लिए भी किया जाता है। इन कार्यों की सम्मिश्रता मशीन लर्निंग के कारण उत्पन्न होती है।[2]

सरल द्विपद गति का अनुमान रोलिंग बहुभुज द्वारा लगाया जा सकता है जहां प्रत्येक पक्ष की लंबाई चरण से मेल खाती है। जैसे-जैसे चरण की लंबाई छोटी होती जाती है, भुजाओं की संख्या बढ़ती जाती है और गति वृत्त के निकट पहुंचती जाती है। इस प्रकार यह चरण की लंबाई की सीमा के रूप में द्विपद गति को पहिये वाली गति से जोड़ता है।[2]

टू लेग्ड रोबोट में सम्मिलित हैं:

  • बोस्टन डायनेमिक्स एटलस (रोबोट)
  • टॉय रोबोट जैसे क्यूआरआईओ और एएसआईएमओ।
  • नासा का वाल्कीरी रोबोट, जिसका उद्देश्य मंगल ग्रह पर मनुष्यों की सहायता करना है।[11]
  • पिंग-पोंग प्लेयिंग टोपियो रोबोट।

फोर लेग्ड

फ़ाइल:जैव-प्रेरित बिग डॉग चौगुने रोबोट को खच्चर के रूप में विकसित किया जा रहा है जो कठिन क्षेत्रो को पार कर सकता है।tiff|215x215px|left|thumb|quadruped रोबोट बिगडॉग को खच्चर के रूप में विकसित किया जा रहा है जो कठिन क्षेत्रो को पार कर सकता है।

चतुर्पद या फोर लेग्ड रोबोट चतुष्पद गति का प्रदर्शन करते हैं। वह विशेषकर गति के समय द्विपद रोबोटों की तुलना में बढ़ी हुई स्थिरता से लाभान्वित होते हैं। इस प्रकार धीमी गति पर, चतुष्पद रोबोट एक समय में केवल लेग्ड हिला सकता है, जिससे स्थिर ट्राइपोड सुनिश्चित होती है। फोर लेग्ड रोबोट भी टू लेग्ड सिस्टम की तुलना में गुरुत्वाकर्षण के निचले केंद्र से लाभान्वित होते हैं।[1]

फोर लेग्ड रोबोट में सम्मिलित हैं:

  • टाइटन सीरीज, 1980 के दशक से हिरोसे-योनेडा प्रयोगशाला द्वारा विकसित की गई थी।[1]
  • गतिशील रूप से स्थिर बिग डॉग , 2005 में बोस्टन डायनेमिक्स, नासा की जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला और हार्वर्ड यूनिवर्सिटी कॉनकॉर्ड फील्ड स्टेशन द्वारा विकसित किया गया था।[12]
  • बिग डॉग का उत्तराधिकारी, लेग्ड स्क्वाड सपोर्ट सिस्टम है।
  • बोस्टन डायनेमिक्स द्वारा स्पॉट
  • एनीबोटिक्स द्वारा एनिमल और एनिमल एक्स (विस्फोट रोधी संस्करण)[13]
  • एमआईटी का न्यू बैक फ़्लिपिंग मिनी चीता रोबोट
  • यूनिट्री रोबोटिक्स द्वारा एलिएन्गो [14]
  • स्टैनफोर्ड पपर [15]
  • 8डीओएफ और 12डीओएफ के साथ ओपन डायनेमिक रोबोट इनिशिएटिव रोबोट [16] [17]
  • मूविंग स्पिन बॉटकैट-रोबोट [18] [19]
  • बायोरोबोटिक्स प्रयोगशाला से चीता-कब रोबोट [20][21]
  • बायोरोबोटिक्स प्रयोगशाला से ऑन्सिला रोबोट (ओपन सोर्स) [22] [23]
  • डायनेमिक लोकोमोशन ग्रुप से मोर्टी रोबोट [24] [25]
  • एमएबी रोबोटिक्स द्वारा हनी बेजर[26]

सिक्स लेग्ड

सिक्स लेग्ड रोबोट, या हेक्सापॉड (रोबोटिक्स), द्विपद या चतुर्पद रोबोट की तुलना में अधिक स्थिरता की इच्छा से प्रेरित होते हैं। उनके अंतिम डिज़ाइन अधिकांशतः कीड़ों की यांत्रिकी की अनुकरण करते हैं, और उनकी गति को समान रूप से वर्गीकृत किया जा सकता है। इसमे सम्मिलित है:

  • तरंग गति: सबसे धीमी गति, जिसमें लेग्स पेयर्स पीछे से सामने की ओर प्रवाह में चलते हैं।
  • ट्राइपॉड गति: कम तेज़ चरण, जिसमें तीन लेग्ड साथ चलते हैं। शेष तीन लेग्ड रोबोट के लिए स्थिर ट्राइपॉड प्रदान करते हैं।[1]

सिक्स लेग्ड रोबोट में सम्मिलित हैं:

  • ओडेक्स, 1980 के दशक में ओडेटिक्स द्वारा विकसित 375 पाउंड का हेक्सापॉड है। इस प्रकार ओडेक्स ने अपने ऑनबोर्ड कंप्यूटरों से भिन्न पहचान बनाई थी, जो प्रत्येक लेग्ड को नियंत्रित करता था।[6]
  • चंगेज, सबसे प्रारंभिक ऑटोनोमस सिक्स लेग्ड रोबोट में से एक है, 1980 के दशक में रॉडनी ब्रूक्स द्वारा एमआईटी में विकसित किया गया था।[1][27]
  • आधुनिक टॉय सीरीज, हेक्सबग है।

एट लेग्ड

एट लेग्ड रोबोट मकड़ियों और अन्य अरचिन्डों के साथ-साथ कुछ पानी के नीचे चलने वालों से प्रेरित हैं। वह अब तक की सबसे बड़ी स्थिरता प्रदान करते हैं, जिससे लेग्ड रोबोट के साथ कुछ प्रारंभिक सफलताएँ प्राप्त हुईं थी।[1]

एट लेग्ड रोबोट में सम्मिलित हैं:

  • दांते, कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय की परियोजना है जिसे माउंट एरेबस का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।[1]
  • टी8एक्स, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रोबोट है जिसे स्पीडर की उपस्थिति और गति का अनुकरण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।[28]

हाइब्रिड

कुछ रोबोट लेग्स और पहियों के संयोजन का उपयोग करते हैं। यह मशीन को पहिएदार गति और ऊर्जा दक्षता के साथ-साथ लेग्ड नेविगेशन की गतिशीलता प्रदान करता है। इस प्रकार बोस्टन डायनेमिक्स का बोस्टन डायनेमिक्स या हैंडल, दोनों लेग्स पर पहियों वाला एक द्विपाद रोबोट इसका एक उदाहरण है[29]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Bekey, George A. (2005). Autonomous robots: from biological inspiration to implementation and control. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN 978-0-262-02578-2.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Wang, Lingfeng.; Tan, K. C.; Chew, Chee Meng. (2006). Evolutionary robotics: from algorithms to implementations. Hackensack, N.J.: World Scientific Pub. ISBN 978-981-256-870-0.
  3. ↑ S. M. Song and K. J. Waldron, Machines that Walk: The Adaptive Suspension Vehicle, The MIT Press, 327 pp
  4. ↑ J. Michael McCarthy (March 2019). Kinematic Synthesis of Mechanisms: a project based approach. MDA Press.
  5. ↑ M. H. Raibert, Legged Robots That Balance. Cambridge, MA: MIT Press, 1986.
  6. ↑ 6.0 6.1 Britton, Peter (September 1984). "Engineering the new breed of walking machines". Popular Science. Vol. 225, no. 3. pp. 67–69.
  7. ↑ Israel, Brett (2016-12-06). "Wall-jumping robot is most vertically agile ever built". Berkeley News. Retrieved 2017-06-07.
  8. ↑ Jason Falconer. "Two-part “stutter jumps" could reduce jumping robot power consumption". 2012.
  9. ↑ Byron Spice. "BowGo! CMU robotics researchers develop a pogo stick that aims high". 2001.
  10. ↑ Liv. "Explosive Pogo Stick Robot Leaps Over 25-Foot Obstacles" Archived 2011-08-06 at the Wayback Machine 2009
  11. ↑ Subbaraman, Nidhi. 2013. "'Hero' Humanoid Valkyrie Is NASA's Newest Biped Robot." Archived 2018-03-22 at the Wayback Machine NBC News. December 11.
  12. ↑ "BigDog - The Most Advanced Rough-Terrain Robot on Earth". Boston Dynamics. Archived from the original on 2017-05-18. Retrieved 2017-06-07.
  13. ↑ "ANYbotics | Autonomous Legged Robots for Industrial Inspection". ANYbotics.
  14. ↑ Chen, Zhongkai. "यूनिट्री". यूनिट्री (in English).
  15. ↑ "Pupper — Stanford Student Robotics". Stanford Student Robotics.
  16. ↑ "डायनेमिक रोबोट पहल खोलें". open-dynamic-robot-initiative.github.io (in English).
  17. ↑ Grimminger, F., Meduri, A., Khadiv, M., Viereck, J., Wüthrich, M., Naveau, M., Berenz, V., Heim, S., Widmaier, F., Flayols, T., Fiene, J., Badri-Spröwitz, A., & Righetti, L. (2020). An Open Torque-Controlled Modular Robot Architecture for Legged Locomotion Research. IEEE Robotics and Automation Letters, 5(2), 3650–3657. https://doi.org/10.1109/LRA.2020.2976639
  18. ↑ "बॉबकैट रोबोट". Bobcat robot, Biorobotics Laboratory EPFL.
  19. ↑ Khoramshahi, M., Spröwitz, A., Tuleu, A., Ahmadabadi, M. N., & Ijspeert, A. (2013). Benefits of an Active Spine Supported Bounding Locomotion With a Small Compliant Quadruped Robot. Proceedings of 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 3329--3334. https://doi.org/10.1109/ICRA.2013.6631041
  20. ↑ "Cheetah-Cub – a compliant quadruped robot". Cheetah-cub, Biorobotics Laboratory EPFL.
  21. ↑ Spröwitz, A., Tuleu, A., Vespignani, M., Ajallooeian, M., Badri, E., & Ijspeert, A. (2013). Towards Dynamic Trot Gait Locomotion: Design, Control and Experiments with Cheetah-cub, a Compliant Quadruped Robot. International Journal of Robotics Research, 32(8), 932–950. https://doi.org/10.1177/0278364913489205
  22. ↑ "ऑन्सिला चौपाया रोबोट". Oncilla robot, Biorobotics Laboratory EPFL.
  23. ↑ Spröwitz, A. T., Tuleu, A., Ajallooeian, M., Vespignani, M., Möckel, R., Eckert, P., D’Haene, M., Degrave, J., Nordmann, A., Schrauwen, B., Steil, J., & Ijspeert, A. J. (2018). Oncilla Robot: A Versatile Open-Source Quadruped Research Robot With Compliant Pantograph Legs. Frontiers in Robotics and AI, 5. https://doi.org/10.3389/frobt.2018.00067
  24. ↑ "एक मृत चार पैर वाला रोबोट". Dynamic Locomotion Group, Max Planck Institute for Intelligent Systems.
  25. ↑ Ruppert, F., & Badri-Spröwitz, A. (2022). Learning plastic matching of robot dynamics in closed-loop central pattern generators. Nature Machine Intelligence, 4(7), 652–660. https://doi.org/10.1038/s42256-022-00505-4
  26. ↑ MAB Robotics. "एमएबी रोबोटिक्स कंपनी की वेबसाइट".
  27. ↑ Brooks, R. (1989). A robot that walks: Emergent behaviors from a carefully evolved network. Neural Computation 1(2): 253-262; reprinted in R. Brooks, Cambrian Intelligence: The Early History of the New AI (Cambridge, Massachusetts: MIT Press), chap. 2.
  28. ↑ Walsh, Michael (2017-02-11). "Giant Robot Spiders Will Soon Rule Us All". Nerdist. Archived from the original on 2017-02-15. Retrieved 2017-06-07.
  29. ↑ Ackerman, Erico Guizzo and Evan (2017-02-27). "Boston Dynamics Officially Unveils Its Wheel-Leg Robot: "Best of Both Worlds"". IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News. Retrieved 2017-06-07.
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