Insectoid robot
ઇન્સેક્ટોઇડ રોબોટ એક, સામાન્ય રીતે નાનો, રોબોટ છે જે કેટલાક જંતુ જેવા લક્ષણો ધરાવે છે. આમાં હલનચલનની પદ્ધતિઓ (ઉડ્ડયન સહિત), નેવિગેશનની પદ્ધતિઓ અને જંતુના નમૂનાઓ પર આધારિત કૃત્રિમ બુદ્ધિનો સમાવેશ થઈ શકે છે. લઘુચિત્ર રોબોટ ડિઝાઇનરો દ્વારા સામનો કરવામાં આવતી ઘણી સમસ્યાઓ જંતુ ઉત્ક્રાંતિ દ્વારા હલ કરવામાં આવી છે. સંશોધકો કુદરતી રીતે પ્રેરણા અને ઉકેલો માટે જંતુઓ તરફ જુએ છે. લોકોમોશન વૉકિંગ રોબોટ લોકોમોશન વારંવાર જંતુના શરીરવિજ્ઞાનથી પ્રેરિત છે. આ રોબોટ્સ સામાન્ય રીતે હેક્સાપોડનું સ્વરૂપ લે છે. સંશોધન બહુશાખાકીય બની ગયું છે, જેમાં માત્ર રોબોટિક્સ ઇજનેરો જ નહીં, પણ જીવવિજ્ઞાનીઓ, ખાસ કરીને ન્યુરોબાયોલોજિસ્ટ્સ પણ સામેલ છે. ઇજનેરો તેમના રોબોટ્સના નમૂના બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા જંતુઓની કામગીરીની વધુ સારી સમજણ પ્રાપ્ત કરીને આ સંબંધમાંથી લાભ મેળવે છે. જીવવિજ્ઞાનીઓ બદલામાં, એક મંચ મેળવે છે જેના પર તેઓ જંતુ મોટર નિયંત્રણના તેમના સિદ્ધાંતો ચકાસી શકે છે. પ્રયોગશાળામાં સપાટ સપાટી પર ચાલી શકે તેવો રોબોટ બનાવવો એ એકદમ સરળ કાર્ય છે. પગ માટે યાંત્રિક રીતે જોડાયેલા સરળ ડટ્ટાઓ સાથેનું હેક્સાપોડ રોબોટ આ કાર્ય હાંસલ કરશે. પછી ફરીથી, ચક્રવાળા રોબોટ વધુ સરળ હોઈ શકે છે, પરંતુ અણધારી અવરોધો સાથે ખરબચડા ભૂપ્રદેશને પાર કરવાની વધુ મુશ્કેલ સમસ્યાને હલ કરવામાં સંપૂર્ણપણે અસમર્થ હોઈ શકે છે. આ માટે, વાસ્તવિક જંતુના ન્યુરોલોજી જેવા સેન્સર-મોટર નિયંત્રણ સાથે વાસ્તવિક જંતુની જેમ પગમાં સ્પષ્ટ સાંધા જરૂરી છે. પગનું એક સરળ લયબદ્ધ ચક્ર કામ નહીં કરે. અંગની સ્થિતિ અને ભાર સંવેદક પાસેથી પ્રાપ્ત માહિતી અનુસાર પગ અને સાંધાને વ્યક્તિગત રીતે અને સંયોજનમાં નિયંત્રિત કરવા જોઈએ. જંતુઓની ચાલ ઇચ્છિત ગતિ સાથે બદલાય છે. સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે કેન્દ્રીય ચેતાતંત્રથી સંપૂર્ણપણે વિચ્છેદિત હોવા છતાં પણ આ ચાલની પેટર્ન ઘણા જંતુઓમાં સ્થાનિક રીતે પેદા થઈ શકે છે. કેટલાક જંતુઓમાં, ઉદાહરણ તરીકે વંદોમાં, ચાલી રહેલા જંતુમાં ચાલ બદલાય છે કારણ કે જંતુની ચેતાતંત્ર ઝડપથી પૂરતો પ્રતિસાદ આપી શકતી નથી. દોડતો કોકરોચ તેની ચાલને બદલીને ત્રણેય પગને એક બાજુએ રાખીને દબાણ કરે છે. પ્રાણીની લાક્ષણિક બાજુ-થી-બાજુની ગતિ જંતુના વજન અને સંયુક્ત પગની વસંતની જડતા દ્વારા નિર્ધારિત બાયોમિકેનિકલ પ્રતિધ્વનિત આવર્તન પર હોય છે. આ સ્થિતિને બાહ્ય નિયંત્રક પાસેથી કોઈ ઇનપુટની જરૂર નથી અને તે કાર્યક્ષમ અને સ્થિર બંને છે. સંશોધકો વાસ્તવિક જંતુઓના લક્ષણોના ફાયદાઓને ઓળખે છે, પરંતુ 2004 સુધીમાં, "તેઓ ભાગ્યે જ રોબોટમાં એક સાથે આવ્યા છે". ખૂબ જ નાના વિમાન માટે, કદ સાથે ઝડપથી ઘટતા લિફ્ટ-ટુ-ડ્રેગ ગુણોત્તરને કારણે ફિક્સ્ડ-વિંગ ફ્લાઇટ અવ્યવહારુ બની જાય છે. બીજી બાજુ, જંતુઓની ઉડાન હંમેશા ઓર્નિથોપ્ટેરિક હોય છે જે જંતુનાશક રોબોટ્સ માટેનો અભિગમ સૂચવે છે. મા એટ અલ. દાખલા તરીકે, પીઝોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીથી બનેલી ફ્લેપિંગ પાંખો સાથે બાંધેલ રોબોટ ફ્લાય વિકસાવવામાં આવી છે. માએ રોબોટને ફ્લાય પર મોડેલિંગ કરવાનું પસંદ કર્યું કારણ કે, તેમના પેપર અનુસાર, તે જીવંત સૌથી ચપળ પ્રાણી છે, અને તેથી રોબોટ તરીકે અનુકરણ કરવું સૌથી મુશ્કેલ છે. કૃત્રિમ બુદ્ધિ જંતુઓ પાસે મગજની પ્રક્રિયા શક્તિના માનવીય અર્થમાં બુદ્ધિને સમર્પિત કરવા માટે બહુ ઓછા સંસાધનો છે. જંતુઓમાં ચેતાકોષોની સંખ્યા પ્રજાતિઓ અનુસાર એક મિલિયનથી લઈને દસ હજાર જેટલી હોય છે. તુલનાત્મક રીતે, મનુષ્યોમાં 86 અબજ ચેતાકોષો હોય છે. વધુમાં, મોટા મગજ અત્યંત ઉર્જાના ભૂખ્યા હોય છે. તેથી જંતુઓએ બુદ્ધિ વિકસાવવાની અન્ય પદ્ધતિઓ શોધવી જોઈએ જેમ કે હાર્ડવેરમાં બુદ્ધિનું મૂર્ત સ્વરૂપ, સ્થાનિક સેન્સર-મોટર જોડાણો અને સ્વાર્મ ઇન્ટેલિજન્સ. એક સમયે એવી આશા રાખવામાં આવતી હતી કે ઝડપથી વધતી પ્રક્રિયા શક્તિ અને મૂરેના કાયદા અનુસાર કોમ્પ્યુટરના કદમાં ઘટાડાને કારણે રોબોટ્સ આવા ઉકેલોની જરૂરિયાતને ટાળશે. જો કે, આ પ્રક્રિયા તેની મર્યાદા સુધી પહોંચી રહી હોવાનું જણાય છે અને જંતુના ઉકેલો વધુને વધુ આકર્ષક લાગે છે. વંદોમાં કેન્દ્રીય ચેતાતંત્રથી સ્વતંત્ર ચાલવાના લયનો ઉલ્લેખ પહેલેથી જ કરવામાં આવ્યો છે. ઉડતા જંતુનાશક રોબોટ્સમાં એક મોટી સફળતા પાંખો પર સમાન સિદ્ધાંતોને લાગુ કરીને મળી. કેન્દ્રીય પ્રોસેસર સાથે પાંખોના હુમલાના કોણને નિયંત્રિત કરવાના પ્રયાસો સફળ થયા ન હતા કારણ કે લિફ્ટ અને વજનનો ગુણોત્તર એકતા કરતા વધારે પ્રાપ્ત કરી શકાયો ન હતો. પ્રોસેસરને દૂર કરવાથી અને યાંત્રિક પ્રણાલીની કુદરતી આવર્તન પર પાંખોને નિષ્ક્રિય રીતે ફેરવવાની મંજૂરી આપવાથી વજનમાં પૂરતો ઘટાડો થયો જેથી 2008 માં પ્રથમ વખત ફ્લાય જેવા રોબોટ સાથે નિયંત્રિત જંતુનાશક ઉડાનને મંજૂરી આપી શકાય. જો કે, રોબોટ સંપૂર્ણપણે મુક્ત ઉડાનને બદલે નાભિ દ્વારા બાહ્ય રીતે સંચાલિત હતો. રોબોટ્સના ઝુંડ એવી સમસ્યાઓનું સમાધાન કરી શકે છે જે એક જ રોબોટના મર્યાદિત પ્રક્રિયા સંસાધન સાથે ઉકેલવી શક્ય નથી. તેઓ સંશોધન કાર્યોમાં ખાસ ઉપયોગી છે. તેનો ઉપયોગ ગંતવ્ય સુધી પહોંચવાનો સૌથી ટૂંકો માર્ગ શોધવા માટે થઈ શકે છે, અને જોખમી વાતાવરણમાં ગેસ સ્ત્રોતો શોધવા માટે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. અન્ય દરખાસ્ત એ રોબોટ્સ છે જે માળખામાં સ્વ-ભેગા થાય છે જેથી ટોળાને કીડીઓની રીતે અંતર પાર કરવાની મંજૂરી મળે. નેવિગેશન ઉડતા જંતુઓમાં દ્રશ્ય અવકાશી રીઝોલ્યુશન નબળું હોય છે, ઝડપથી પ્રતિસાદ આપવો જોઈએ, અને તેમાં કોઈ અદ્યતન ચેતા પ્રક્રિયા શક્તિ નથી. જગ્યા અને વજનની મર્યાદાઓને કારણે, ઉડતા જંતુનાશક રોબોટ્સમાં ઘણી સમાન સમસ્યાઓ હોય છે. 2003 માં, ફ્રાન્સેશિની એટ અલ. રોબોટ નેવિગેશન સમસ્યાઓને ઉકેલવા માટે જંતુના ઉકેલોનો ઉપયોગ કરવાની સંભાવનાની તપાસ કરી. ફ્રાન્સેશિનીએ માખીના ન્યુરલ ફિઝિયોલોજી પર આધારિત એક સંશોધન રોબોટ બનાવ્યો. આ રોબોટ વાસ્તવમાં ઉડતો રોબોટ ન હતો, પરંતુ તે એક પૈડાંવાળું વાહન હતું. સંશોધનનો ઉદ્દેશ એ બતાવવાનો હતો કે માત્ર વિઝ્યુઅલ મોશન ડિટેક્શનનો ઉપયોગ કરીને સરળ સેન્સર-મોટર નિયંત્રણ કોર્સને નેવિગેટ કરી શકે છે. રોબોટ નેવિગેશનમાં જંતુ બુદ્ધિનો ઉપયોગ 1986 થી ચાલી રહ્યો છે, પરંતુ શરૂઆતમાં રોબોટ્સ બનાવતા ઇજનેરો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવ્યો ન હતો. એવું અનુભવાયું હતું કે જંતુઓમાં દ્રશ્ય આચ્છાદનનો અભાવ હોવાથી અને તેથી અદ્યતન દ્રશ્ય પ્રક્રિયા અને છબી નિર્માણ કરી શકતા નથી, તેથી આવી તકનીક પર આધારિત રોબોટ ખૂબ સફળ નહીં થાય. ફ્રાન્સેશિની દલીલ કરે છે કે નેવિગેશન કાર્ય માટે દ્રશ્ય આચ્છાદન હોવું જરૂરી નથી, અને હકીકતમાં તે જંતુના રોબોટ પર બિનજરૂરી બોજ હશે (વજન અને પ્રક્રિયાનો સમય બંને મુદ્દાઓ હશે). ફ્રાન્સેશિની નિર્દેશ કરે છે કે મનુષ્યમાં ઘણી દ્રશ્ય પ્રણાલીઓ દ્રશ્ય આચ્છાદનમાંથી પણ પસાર થતી નથી. છબીઓ બનાવવી અને વસ્તુઓને ઓળખવી હંમેશા જરૂરી નથી. મટિરીયલી એન્જિનિયર્ડ આર્ટિફિશિયલ પોલિનેટર રોબોબી રેફરન્સ ગ્રંથસૂચિ G.C.H.E પણ જુઓ. ડી ક્રોન, જે. જે. જી. ડુપેરોક્સ, એસ. બી. ફુલર, જે. એ. આર. માર્શલ, "ઇન્સેક્ટ-પ્રેરિત AI ફોર ઓટોનોમસ રોબોટ્સ", સાયન્સ રોબોટિક્સ, વોલ્યુમ. 7, ના. 67, 2022. ફ્રેડ ડેલકોમિન, "ઇન્સેક્ટ વૉકિંગ એન્ડ રોબોટિક્સ", એન્ટોમોલોજીની વાર્ષિક સમીક્ષા, વો. 49, પૃ. 51-70,2004. એન. ફ્રાન્સેશિની, જે. એમ. પિચોન, સી. બ્લેન્સ, "જંતુ દ્રષ્ટિથી રોબોટ દ્રષ્ટિ સુધી", ફિલોસોફિકલ ટ્રાન્ઝેક્શન્સ ઓફ ધ રોયલ સોસાયટી બી, વોલ્યુમ. 337, ઇસ. 1281, 29 સપ્ટેમ્બર 1992. કેવિન વાય. મા, પાકપોંગ ચિરારટ્ટનોન, સોયર બી. ફુલર અને રોબર્ટ જે. વુડ, "જૈવિક રીતે પ્રેરિત, જંતુ-સ્કેલ રોબોટની નિયંત્રિત ઉડાન", સાયન્સ, વોલ્યુમ. 340, ઇસ. 6132, પૃ. 603-607,3 મે 2013. બ્રેડલી વોયટેક, "શું ખરેખર માનવ મગજમાં આકાશગંગાના તારાઓ જેટલા ચેતાકોષો છે? ", સિટેબલ, 20 મે 2013. રોબર્ટ જે. વુડ, "જૈવિક રીતે પ્રેરિત એટ-સ્કેલ રોબોટિક જંતુની પ્રથમ ટેકઓફ", IEEE ટ્રાન્ઝેક્શન્સ ઓન રોબોટિક્સ, વોલ્યુમ. 24, ઇસ. 2, પીપી. 341-347, એપ્રિલ 2008. રોબોટ્સ જંતુઓ અને મનુષ્યો