টেসলা বট বনাম মানব নমনীয়তা: কাটিং-এজ রোবোটিক্স অ্যাকিউউটারের সীমাবদ্ধতাগুলি কাটিয়ে উঠতে পারে এবং দক্ষতার নতুন সংজ্ঞা দেয়

শেষ পর্যন্ত, মানুষের মতো নমনীয়তা এবং দক্ষতা অর্জনের জন্য একটি রোবটের জন্য প্রয়োজনীয় অ্যাকিউটিউটারের সংখ্যা রোবটটি সম্পাদন করার জন্য ডিজাইন করা নির্দিষ্ট লক্ষ্য এবং কাজের উপর নির্ভর করবে।

একজন মানুষের কত ডিগ্রি স্বাধীনতা থাকে

1. ঘাড়: 3 ডিওএফ (পিচ, ইয়াও, রোল)
2. কাঁধ: কাঁধে 3 ডিওএফ (মোট 6)
3. কনুই: কনুই প্রতি 1 ডিওএফ (মোট 2)
4. কব্জি: প্রতি কব্জি 2 ডিওএফ (মোট 4)
5. আঙ্গুলগুলি: প্রতি হাতে 14 ডিওএফ (মোট 28 টি, থাম্বের জন্য 4 ডিওএফ এবং অন্য চারটি আঙ্গুলের প্রত্যেকটির জন্য 3 ডিওএফ ধরে)
6. মেরুদণ্ড: 12 এবং 24 ডিওএফের মধ্যে বিভিন্ন অনুমান (গ্রানুলারিটির স্তরের উপর নির্ভর করে)
7. হিপস: হিপ প্রতি 3 ডিওএফ (মোট 6)
8. হাঁটু: হাঁটুতে 1 ডিওএফ (মোট 2)
9. গোড়ালি: প্রতি গোড়ালি 2 ডফ (মোট 4)
10. পায়ের আঙ্গুল: প্রতি ফুট 9 ডিওএফ (মোট 18 টি, বড় পায়ের আঙ্গুলের জন্য 5 ডিওএফ এবং অন্য চারটি আঙ্গুলের প্রত্যেকটির জন্য 1 ডিওএফ ধরে)

এই ডিওএফ একসাথে যুক্ত করা হচ্ছে ফলাফল 83 থেকে 95 ডিওএফ এর আনুমানিক পরিসরে। মনে রাখবেন যে এটি একটি সরল উপস্থাপনা এবং প্রতিটি সম্ভাব্য যৌথ আন্দোলন বা মানবদেহে উপস্থিত থাকতে পারে এমন অতিরিক্ত ডিওএফের জন্য অ্যাকাউন্ট করে না। প্রকৃত সংখ্যাটি আরও বেশি হতে পারে, বিশেষত সূক্ষ্ম বিবরণ এবং ছোট জয়েন্টগুলি বিবেচনা করার সময়।

তবে এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে অনুশীলনে, রোবোটিক ডিজাইনগুলি মানব শারীরবৃত্তির থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক হতে পারে। ইঞ্জিনিয়াররা উদ্ভাবনী সমাধানগুলি বিকাশ করতে পারে বা বিভিন্ন প্রযুক্তি লাভ করতে পারে, যেমন প্যাসিভ বা অনুগত উপাদানগুলির (যেমন স্প্রিংস বা নমনীয় উপকরণগুলির মতো) এর সাথে সংমিশ্রণে কম, আরও বহুমুখী অ্যাকুয়েটর ব্যবহার করা, বা মানুষের মতো গতি এবং কার্যকারিতা অর্জনের জন্য উন্নত নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম নিয়োগ করা। একজন রোবোটের জন্য একই ধরণের ডিওএফ -এর একই স্তরে পৌঁছানোর জন্য প্রয়োজনীয় নির্দিষ্ট সংখ্যক অ্যাকিউইটরেটরগুলি লক্ষ্য, কার্যাদি এবং নকশার পদ্ধতির উপর নির্ভর করে। কিছু ক্ষেত্রে, কম অ্যাকুয়েটর সহ একটি রোবট এখনও এর উদ্দেশ্যযুক্ত প্রয়োগের উপর নির্ভর করে চিত্তাকর্ষক নমনীয়তা এবং দক্ষতা অর্জন করতে পারে।

কীভাবে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে যে কোনও রোবটের প্রয়োজনীয় পরিমাণের পরিমাণ হ্রাস করতে ব্যবহার করা যেতে পারে

এখানে কয়েকটি উপায় রয়েছে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি একটি রোবোটে অ্যাকুয়েটরের সংখ্যা হ্রাস করতে সহায়তা করতে পারে:

1. শেয়ার্ড অ্যাকুয়েশন: গিয়ারস, লিঙ্কেজস বা বেল্ট ব্যবহার করে একাধিক জয়েন্ট বা ডিওএফকে একক অ্যাকুয়েটরের সাথে সংযুক্ত করে, একই অ্যাক্টুয়েটর একাধিক যৌথের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এটি গতির কাঙ্ক্ষিত পরিসীমা বজায় রাখার সময় প্রয়োজনীয় অ্যাকিউটিউটারের সংখ্যা হ্রাস করে।
2. রিডানডেন্সি নির্মূল: কিছু রোবোটিক ডিজাইনে, অপ্রয়োজনীয় ডিওএফ থাকতে পারে যা রোবটের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত না করে একক অ্যাকিউউটর দ্বারা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। অ্যাকিউটিউটরগুলির আরও দক্ষ ব্যবহারের জন্য এই অপ্রয়োজনীয় ডিওএফ দম্পতি করতে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে।
3. প্যাসিভ কমপ্লায়েন্স: একটি রোবটকে বাহ্যিক শক্তির সাথে খাপ খাইয়ে নিতে বা পরিবেশের পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে সক্ষম করার জন্য স্প্রিংস বা নমনীয় উপকরণগুলির মতো প্যাসিভ মেনে চলার উপাদানগুলির সাথে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি একত্রিত করা যেতে পারে। এটি রোবটকে জটিল কাজ সম্পাদন করার ক্ষমতা সরবরাহ করার সময় প্রয়োজনীয় সক্রিয় অ্যাকিউটিউটরের সংখ্যা হ্রাস করতে সহায়তা করতে পারে।
4. সরলিকৃত নিয়ন্ত্রণ: ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি অ্যাকিউইউটরের সংখ্যা হ্রাস করে এবং এইভাবে নিয়ন্ত্রণ করা দরকার এমন ভেরিয়েবলের সংখ্যা হ্রাস করে একটি রোবটের নিয়ন্ত্রণকে সহজতর করতে পারে। এটি আরও দক্ষ এবং সহজ-বাস্তবায়ন নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমের দিকে নিয়ে যেতে পারে।

সামগ্রিকভাবে, রোবোটিক ডিজাইনে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলির ব্যবহার সংখ্যা হ্রাস করতে সহায়তা করতে পারে অ্যাকুয়েটরস প্রয়োজনীয়, সম্ভাব্যভাবে আরও ব্যয়বহুল, লাইটওয়েট এবং শক্তি-দক্ষ সিস্টেমের ফলস্বরূপ। যাইহোক, ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি বাস্তবায়নের ফলে নিজস্ব চ্যালেঞ্জগুলির নিজস্ব সেটগুলিও প্রবর্তন করা হয়, যেমন বর্ধিত যান্ত্রিক জটিলতা এবং পৃথক জয়েন্টগুলি বা ডিওএফের উপর স্বাধীন নিয়ন্ত্রণের সম্ভাব্য ক্ষতি।

একটি ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়া একটি উদাহরণ

রোবটগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে এমন একটি ডিফারেনশিয়াল মেকানিজমের উদাহরণ হ'ল হারমোনিক ড্রাইভ। হারমোনিক ড্রাইভ হ'ল এক ধরণের গিয়ার বিন্যাস যা ন্যূনতম ব্যাকল্যাশ এবং উচ্চ নির্ভুলতার সাথে একটি উচ্চ গিয়ার হ্রাস অনুপাত অর্জন করতে নমনীয় স্প্লাইন ব্যবহার করে।

একটি রোবোটিক অ্যাপ্লিকেশনটিতে, একটি সুরেলা ড্রাইভ একাধিক জয়েন্ট বা স্বাধীনতার ডিগ্রি (ডিওএফ) নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে একক অ্যাকুয়েটর সহ। হারমোনিক ড্রাইভের ইনপুটটি মোটর শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং আউটপুটটি রোবটের জয়েন্টগুলির সাথে সংযুক্ত থাকে। নমনীয় স্প্লাইন সুনির্দিষ্ট গতি নিয়ন্ত্রণ এবং টর্কের মসৃণ সংক্রমণের অনুমতি দেয়।

একটি রোবটে হারমোনিক ড্রাইভ ব্যবহার করে, আপনি এখনও উচ্চ স্তরের কার্যকারিতা এবং নমনীয়তা বজায় রেখে প্রয়োজনীয় অ্যাকিউটিউটারের সংখ্যা হ্রাস করতে পারেন। ডিফারেনশিয়াল মেকানিজম রোবটকে জটিল কাজগুলি সম্পাদন করতে সক্ষম করে যার জন্য একাধিক ডিগ্রি স্বাধীনতার প্রয়োজন কম অ্যাকিউটিউটর সহ, রোবটের সামগ্রিক ওজন এবং জটিলতা হ্রাস করে।

সামগ্রিকভাবে, সুরেলা ড্রাইভ এবং অন্যান্য ধরণের ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি রোবোটিক ডিজাইনের জন্য উল্লেখযোগ্য সুবিধা দেয়, রোবটের কার্যকারিতা এবং নমনীয়তা বজায় রাখার সময় বা এমনকি উন্নত করার সময় অ্যাকিউটরেটরগুলির আরও দক্ষ ব্যবহারের জন্য এবং যান্ত্রিক জটিলতা হ্রাস করার অনুমতি দেয়।

একটি সুরেলা ড্রাইভ কি

একটি সুরেলা ড্রাইভ হয় রোবট সহ যান্ত্রিক সিস্টেমে ব্যবহৃত এক ধরণের উচ্চ-নির্ভুলতা গিয়ার বিন্যাস। এটি তিনটি প্রধান উপাদান নিয়ে গঠিত: একটি বিজ্ঞপ্তি স্প্লাইন, একটি ফ্লেক্স স্প্লাইন এবং একটি তরঙ্গ জেনারেটর। ফ্লেক্স স্প্লাইনটি বিজ্ঞপ্তি স্প্লাইন এবং ওয়েভ জেনারেটরের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা হয় এবং গিয়ার সিস্টেমের আউটপুট শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত থাকে।

তরঙ্গ জেনারেটরটি একটি মোটর বা অন্যান্য পাওয়ার উত্সের সাথে সংযুক্ত এবং ফ্লেক্স স্প্লিনে একটি তরঙ্গ গতি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। তরঙ্গ জেনারেটরটি ঘোরার সাথে সাথে তরঙ্গ গতিটি ফ্লেক্স স্প্লিনে প্রেরণ করা হয়, যা পরে এটি বৃত্তাকার স্প্লিন দিয়ে ঘোরানো এবং জাল করে। ফ্লেক্স স্প্লাইনটির ফলস্বরূপ গতি আউটপুট শ্যাফটে প্রেরণ করা হয়।

হারমোনিক ড্রাইভের মূল সুবিধাটি হ'ল এর উচ্চ গিয়ার হ্রাস অনুপাত, সাধারণত 50: 1 থেকে 100: 1 এর মধ্যে ন্যূনতম ব্যাকল্যাশ এবং উচ্চ নির্ভুলতা সহ। এটি সুনির্দিষ্ট গতি নিয়ন্ত্রণ এবং টর্ক সংক্রমণের অনুমতি দেয়, এটি রোবোটিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে যা একাধিক জোড় বা স্বাধীনতার ডিগ্রিগুলির সঠিক নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।

হারমোনিক ড্রাইভগুলি রোবোটিক ডিজাইনে বিশেষত ছোট আকারের রোবটগুলির জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেখানে তারা এখনও উচ্চ স্তরের কার্যকারিতা এবং নমনীয়তা বজায় রেখে প্রয়োজনীয় অ্যাকুয়েটরের সংখ্যা হ্রাস করতে পারে। এগুলি অন্যান্য নির্ভুলতা যন্ত্রপাতি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে যেমন মহাকাশ, চিকিত্সা সরঞ্জাম এবং কারখানার অটোমেশনেও ব্যবহৃত হয়।

একটি রোবটে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়া ব্যবহার করার সময় ট্রেড-অফগুলি কী কী

1. যান্ত্রিক জটিলতা: ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলিতে প্রায়শই অতিরিক্ত গিয়ার, লিঙ্কেজ বা বেল্ট জড়িত থাকে যা রোবটের যান্ত্রিক নকশার জটিলতা বাড়িয়ে তুলতে পারে। এটি বানোয়াট, সমাবেশ এবং রক্ষণাবেক্ষণে চ্যালেঞ্জের দিকে পরিচালিত করতে পারে।
2. হ্রাস স্বাধীন নিয়ন্ত্রণ: একাধিক জয়েন্ট বা স্বাধীনতার ডিগ্রি (ডিওএফ) এর সাথে একক অ্যাকিউউটারে সংযুক্ত করে আপনি পৃথক জয়েন্টগুলি বা ডিওএফের উপর কিছুটা স্বাধীন নিয়ন্ত্রণ হারাতে পারেন। এটি নির্দিষ্ট কাজগুলি সম্পাদন করা বা নির্দিষ্ট কনফিগারেশনগুলি অর্জন করা আরও চ্যালেঞ্জিং করে তুলতে পারে, কারণ একটি যৌথ গতি অন্যের গতিতে প্রভাবিত করতে পারে।
3. সম্ভাব্য ব্যাকল্যাশ এবং ঘর্ষণ: ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত অতিরিক্ত যান্ত্রিক উপাদানগুলি ব্যাকল্যাশ এবং ঘর্ষণ প্রবর্তন করতে পারে, যা রোবটের যথার্থতা, প্রতিক্রিয়া সময় এবং দক্ষতাকে প্রভাবিত করতে পারে। এটি উচ্চতর নির্ভুলতা বা দ্রুত, গতিশীল গতি প্রয়োজন এমন কাজের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।
4. নিয়ন্ত্রণ জটিলতা: যদিও সামগ্রিক অ্যাকুয়েটর এবং কন্ট্রোল ভেরিয়েবলগুলির সংখ্যা হ্রাস পেতে পারে, তবে একাধিক জয়েন্ট বা ডিওএফের সংযোগ সিস্টেমের ইনপুট এবং আউটপুটগুলির মধ্যে আরও জটিল সম্পর্কের দিকে নিয়ে যেতে পারে। এটি কার্যকর নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমগুলি বিকাশ এবং প্রয়োগ করা আরও চ্যালেঞ্জিং করে তুলতে পারে।
5. লোড এবং টর্ক বিতরণ: ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি রোবটের কাঠামো জুড়ে লোড এবং টর্কগুলির বিতরণকে প্রভাবিত করতে পারে, যা সিস্টেমের সামগ্রিক কর্মক্ষমতা এবং স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করতে পারে। ডিজাইনের উপর নির্ভর করে, এর জন্য অতিরিক্ত শক্তিবৃদ্ধি বা ব্যবহৃত উপকরণগুলির যত্ন সহকারে বিবেচনা করতে পারে।
6. আপসড রিডানডেন্সি: কিছু ক্ষেত্রে, রিডানডেন্সি দূর করতে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করার ফলে কম শক্তিশালী ব্যবস্থা হতে পারে, কারণ একক অ্যাকিউটেটরের ব্যর্থতা একাধিক জয়েন্ট বা ডিওএফকে প্রভাবিত করতে পারে।

কোনও রোবোটে ডিফারেনশিয়াল প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করবেন কিনা তা সিদ্ধান্ত নেওয়ার সময়, সম্ভাব্য সুবিধাগুলির তুলনায় এই বাণিজ্য-অফগুলি ওজন করা প্রয়োজনীয়, যেমন হ্রাস অ্যাকুয়েটর গণনা, কম ব্যয় এবং ওজন হ্রাস করা। পছন্দটি শেষ পর্যন্ত রোবোটিক সিস্টেমের নির্দিষ্ট লক্ষ্য এবং প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করবে।