Active structure
एक सक्रिय संरचना (जिसे एक स्मार्ट या अनुकूली संरचना के रूप में भी जाना जाता है) एक यांत्रिक संरचना है जिसमें पर्यावरण में परिवर्तनों के जवाब में अपने विन्यास, रूप या गुणों को बदलने की क्षमता होती है। सक्रिय संरचना शब्द उन संरचनाओं को भी संदर्भित करता है, जिन्हें पारंपरिक इंजीनियरिंग संरचनाओं (जैसे, पुलों, इमारतों) के विपरीत, निरंतर गति की आवश्यकता होती है और इसलिए स्थिर रहने के लिए बिजली इनपुट की आवश्यकता होती है। सक्रिय संरचनाओं का लाभ यह है कि वे एक पारंपरिक स्थिर संरचना की तुलना में कहीं अधिक विशाल हो सकते हैंः एक उदाहरण एक अंतरिक्ष फव्वारा होगा, एक इमारत जो अंतरिक्ष में पहुंचती है। कार्य गतिविधि का परिणाम एक ऐसी संरचना है जो उसके द्वारा वहन किए जा रहे भार के प्रकार और परिमाण के लिए अधिक उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, एक बीम का अभिविन्यास परिवर्तन अधिकतम तनाव या तनाव के स्तर को कम कर सकता है, जबकि एक आकार परिवर्तन एक संरचना को गतिशील कंपन के प्रति कम संवेदनशील बना सकता है। एक अनुकूली संरचना का एक अच्छा उदाहरण मानव शरीर है जहाँ कंकाल भार की एक विस्तृत श्रृंखला वहन करता है और मांसपेशियाँ ऐसा करने के लिए अपने विन्यास को बदल देती हैं। बैकपैक ले जाने पर विचार करें। यदि ऊपरी शरीर आगे झुककर पूरे तंत्र के द्रव्यमान के केंद्र को थोड़ा समायोजित नहीं करता है, तो व्यक्ति अपनी पीठ पर गिर जाएगा। एक सक्रिय संरचना में भार वहन करने वाले भाग के अलावा तीन अभिन्न घटक होते हैं। वे सेंसर, प्रोसेसर और एक्चुएटर हैं। मानव शरीर के मामले में, संवेदी नसें संवेदक हैं जो पर्यावरण की जानकारी एकत्र करती हैं। मस्तिष्क जानकारी का मूल्यांकन करने के लिए प्रोसेसर के रूप में कार्य करता है और तदनुसार कार्य करने का निर्णय लेता है और इसलिए मांसपेशियों को निर्देश देता है, जो प्रतिक्रिया करने के लिए एक्चुएटर के रूप में कार्य करते हैं। भारी इंजीनियरिंग में, हवा और भूकंप के भार के तहत कंपन को कम करने के लिए पुलों और गुंबदों में सक्रियण को शामिल करने के लिए पहले से ही एक उभरती प्रवृत्ति है। आधुनिक सक्रिय संरचनाओं के विकास में विमानन इंजीनियरिंग और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग मुख्य प्रेरक शक्ति रहे हैं। विमान (और अंतरिक्ष यान) को अनुकूलन की आवश्यकता होती है क्योंकि वे अपने जीवनकाल के दौरान कई अलग-अलग वातावरणों और इसलिए लोडिंग के संपर्क में आते हैं। प्रक्षेपण से पहले वे गुरुत्वाकर्षण या मृत भार के अधीन होते हैं, उड़ान के दौरान वे अत्यधिक गतिशील और जड़त्वीय भार के अधीन होते हैं और उड़ान में उन्हें एक ऐसे विन्यास में होने की आवश्यकता होती है जो खिंचाव को कम करता है लेकिन लिफ्ट को बढ़ावा देता है। अनुकूली विमान पंखों में ऐसा उत्पादन करने के लिए बहुत प्रयास किए गए हैं जो सीमा परतों और अशांति के पृथक्करण को नियंत्रित कर सके। कई अंतरिक्ष संरचनाएँ अंतरिक्ष में चरम पर्यावरणीय चुनौतियों से बचने या सटीक सटीकता प्राप्त करने के लिए अनुकूलनशीलता का उपयोग करती हैं। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष एंटेना और दर्पणों को सटीक अभिविन्यास के लिए सक्रिय किया जा सकता है। जैसे-जैसे अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी आगे बढ़ती है, कुछ संवेदनशील उपकरणों (अर्थात् इंटरफेरोमेट्रिक ऑप्टिकल और अवरक्त खगोलीय उपकरणों) को कुछ नैनोमीटर की तरह नाजुक स्थिति में सटीक होना आवश्यक है, जबकि सहायक सक्रिय संरचना आयामों में दसियों मीटर की होती है। बाजार में मौजूद डिजाइन मानव निर्मित एक्चुएटर, यहां तक कि सबसे परिष्कृत भी, लगभग सभी एक-आयामी हैं। इसका मतलब है कि वे केवल 1 अक्ष के आसपास विस्तार और संकुचन, या घूमने में सक्षम हैं। आगे और पीछे दोनों दिशाओं में गति करने में सक्षम एक्चुएटर्स को दो-तरफा एक्चुएटर्स के रूप में जाना जाता है, एक तरफा एक्चुएटर्स के विपरीत जो केवल एक दिशा में आगे बढ़ सकते हैं। एक्चुएटर्स की सीमित क्षमता ने सक्रिय संरचनाओं को दो मुख्य प्रकारों तक सीमित कर दिया हैः सक्रिय ट्रस संरचनाएं, जो रैखिक एक्चुएटर्स पर आधारित हैं, और मैनिपुलेटर आर्म्स, जो रोटरी एक्चुएटर्स पर आधारित हैं। एक अच्छी सक्रिय संरचना की कई आवश्यकताएँ होती हैं। सबसे पहले, इसे आसानी से सक्रिय करने की आवश्यकता है। सक्रियण ऊर्जा की बचत करने वाला होना चाहिए। एक संरचना जो बहुत कठोर है और दृढ़ता से मॉर्फिंग का विरोध करती है, इसलिए वांछनीय नहीं है। दूसरा, परिणामी संरचना में डिजाइन भार को ले जाने के लिए संरचनात्मक अखंडता होनी चाहिए। इसलिए, सक्रियण की प्रक्रिया से संरचना की ताकत को खतरा नहीं होना चाहिए। अधिक सटीक रूप से, हम कह सकते हैंः हम एक सक्रिय संरचना की तलाश करते हैं जहां कुछ सदस्यों के सक्रियण से इसकी तनाव स्थिति में काफी बदलाव किए बिना ज्यामिति में परिवर्तन होगा। दूसरे शब्दों में, एक संरचना जिसमें स्थैतिक निर्धारण और गतिज निर्धारण दोनों होते हैं, सक्रियण के लिए इष्टतम है। अनुप्रयोग सक्रिय-नियंत्रण प्रौद्योगिकी का उपयोग सिविल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में किया जाता है। हालांकि अधिकांश सिविल इंजीनियरिंग संरचनाएं स्थिर हैं, सक्रिय नियंत्रण का उपयोग कुछ नागरिक संरचनाओं में भूकंपीय लोडिंग, पवन लोडिंग और पर्यावरणीय कंपन के खिलाफ तैनाती के लिए किया जाता है। इसके अलावा, सक्रिय नियंत्रण का उपयोग क्षति सहिष्णुता उद्देश्यों के लिए किया जाना प्रस्तावित है जहां मानव हस्तक्षेप प्रतिबंधित है। कोर्कमाज़ एट अल। क्षति सहिष्णुता और एक पुल की तैनाती के लिए सक्रिय नियंत्रण प्रणाली के विन्यास का प्रदर्शन किया। जेम्स ई. हब्बर्ड, जूनियर को भी देखें। ट्यून्ड मास डैम्पर संदर्भ बाहरी लिंक स्विस फेडरल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (ई. पी. एफ. एल.), एप्लाइड कम्प्यूटिंग एंड मैकेनिक्स लेबोरेटरी (आई. एम. ए. सी.) कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी डिप्लॉयबल स्ट्रक्चर्स लैब होबरमैन एसोसिएट्स-ट्रांसफॉर्मेबल डिज़ाइन सी. आर. जी. टेक्नोलॉजीः मॉर्फिंग प्रोसेस एक फ्री-स्टैंडिंग स्पेस लिफ्ट स्ट्रक्चरः स्पेस टीथर इंजीनियरिंग अवधारणाओं के लिए एक व्यावहारिक विकल्प संरचना