आइस रोबोट भविष्य के अंतरिक्ष अन्वेषण की कुंजी हो सकते हैं

“यह शनि के छठे सबसे बड़े चंद्रमा एन्सेलेडस की ठंडी दुनिया में सुबह के समय था, जब बर्फ के रोबोटों ने हलचल शुरू कर दी। आधा अरब मील दूर से उनके मार्चिंग आदेश प्राप्त करते हुए, जमे हुए रोवर्स हिमांक बिंदु से सैकड़ों डिग्री नीचे तापमान में हिलते, गुनगुनाते और टूटते रहे।

“ये रोबोट नहीं थे जो बस बर्फ की एक पतली परत में ढंके हुए थे, जैसे कि एक कार जिसे ठंडी रात में छोड़ दिया गया हो। इसके बजाय, वे लगभग विशेष रूप से बर्फ के बड़े टुकड़ों से बनाये गये थे; विशाल, जमी हुई मूर्तियां, जो जीवन की खोज से अनुप्राणित होकर, सौर मंडल की सबसे आकर्षक रूप से अज्ञात दुनिया में से एक की सतह को हिलाती और जांचती हैं।

रोबोट बनाने की एक नई अवधारणा के बारे में एक लेख खोलने का एक नाटकीय, विज्ञान कथा तरीका? काफी संभवतः। लेकिन अगर शोधकर्ताओं से ग्रैस्प लैब (यह जनरल रोबोटिक्स, ऑटोमेशन, सेंसिंग और परसेप्शन है) फिलाडेल्फिया में पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में सही हैं, यह बहुत लंबे समय तक विज्ञान कथा नहीं रह सकता है।

अरे, यह जल्द ही सामान्य ज्ञान की श्रेणी में आ सकता है।

रोवर के साथ परेशानी

रिमोट-नियंत्रित रोवर्स का उपयोग दशकों से अंतरिक्ष अन्वेषण के हिस्से के रूप में किया जाता रहा है। नासा ने अपने तीन अपोलो मिशनों में लूनर रोविंग व्हीकल को शामिल किया, जिसकी शुरुआत अपोलो 15 से हुई, जो जुलाई 1971 में चंद्रमा पर उतरा था। मार्स एक्सप्लोरेशन रोवर अपॉर्चुनिटी 2004 से 2019 की शुरुआत तक, डेढ़ दशक तक लाल ग्रह पर सक्रिय सेवा में था।

लेकिन हालाँकि इस प्रकार के खोजी रोबोट मजबूत होने के लिए बनाए जाते हैं, लेकिन उनकी जीवित रहने की क्षमता की एक सीमा होती है। कार के आकार की जिज्ञासा मंगल ग्रह की सतह पर अपना रास्ता बनाते समय टायरों को कुछ गंभीर क्षति पहुँची, क्योंकि यह तेज़ चट्टानों से भरा हुआ था। "यदि मंगल ग्रह पर यांत्रिकी होते, तो नासा अब तक क्यूरियोसिटी रोवर को दुकान में ले गया होता," Space.com ने राय दी.

इस बीच, 2018 में तीव्र धूल भरी आंधी के बाद लंबे समय से चल रहा अवसर मिशन हमेशा के लिए बंद हो गया। इससे इसके सौर पैनल अस्पष्ट हो गए, जिससे इसकी बैटरी ख़त्म हो गई। अंततः मिशन को स्वीकार करने से पहले नासा एक और वर्ष तक अटका रहा शीघ्र, अनौपचारिक अंत पर पहुँचें. इसके समान जुड़वां स्पिरिट को पहले 2011 में मंगल ग्रह की रेत में फंसने के बाद मृत घोषित कर दिया गया था।

यह एक समस्या है क्योंकि, जबकि रोबोट को बनाने में लाखों की लागत आ सकती है, वे उन मिशनों के केंद्र में हैं जिनकी लागत अरबों डॉलर हो सकती है। यदि उन्हें क्षति या तकनीकी दुर्भाग्य का सामना करना पड़ता है, चाहे वह क्षतिग्रस्त टायर हो या सौर पैनलों पर धूल हो, इसका मतलब है कि तब तक के सभी प्रयास - निर्माण प्रक्रिया, रॉकेट लॉन्च, लैंडिंग - के लिए हैं शून्य. यह अपनी नई सुपरकार को हमेशा के लिए सड़क के किनारे छोड़ने जैसा है क्योंकि आपको एक दुर्घटना का सामना करना पड़ा है।

इसीलिए शोधकर्ता ऐसे मॉड्यूलर रोबोट बनाना चाहते हैं जो खुद की मरम्मत कर सकें या अन्यथा सुधार कर सकें ऐसे परिदृश्यों में जहां किसी प्रतिस्थापन में शिपिंग लागत और लॉजिस्टिक्स से संभव नहीं है परिप्रेक्ष्य। सिद्धांत रूप में, वे पूरी तरह से स्वयं या अन्य रोबोटों की प्रतिकृतियां भी बना सकते हैं। ऐसा करने के लिए, वे स्थानीय सामग्रियों का उपयोग करेंगे - जैसे, मान लीजिए, बर्फ के चंद्रमा पर बर्फ।

आइसबॉट दर्ज करें

यहीं पर GRASP लैब का आइसबॉट प्रोजेक्ट सामने आता है। "आइसबॉट बर्फ से बना अपनी तरह का पहला रोबोट है," डेविन कैरोलप्रोजेक्ट के मुख्य लेखक ने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया। “[हमारे नए काम में, हम बर्फ से रोबोट बनाने की व्यवहार्यता दिखाने के लिए अवधारणा का प्रमाण, दो-पहिया रोबोट प्रस्तुत करते हैं। इस तकनीक के साथ हमारा इरादा अन्वेषण रोबोटों की स्व-मरम्मत, स्व-पुनर्विन्यास और स्व-प्रतिकृति क्षमताओं को आगे बढ़ाना है। इस तरह का रोबोट बनाने में, हम एक वास्तविक स्व-प्रतिकृति प्रणाली के करीब एक कदम हैं - एक ऐसी प्रणाली जो मरम्मत, संवर्द्धन और खुद को दोहराने के लिए स्थानीय वातावरण से सामग्री का उपयोग कर सकती है।

कैरोल और सहयोगी मार्क यिम मिली सामग्रियों का उपयोग करके रोबोट बनाने के तरीकों की खोज करके अपना प्रोजेक्ट शुरू किया। इससे दूर या प्रतिकूल स्थानों में काम करने वाली ऐसी प्रणालियों की मजबूती का विस्तार करने में मदद मिलेगी, जिससे उन्हें स्थानीय वातावरण में पाए जाने वाले उपकरणों को रीसायकल और पुन: उपयोग करने की अनुमति मिलेगी।

कैरोल ने आगे कहा, "हमने इसकी डिज़ाइन लचीलेपन के कारण बर्फ को अपनी प्राथमिक निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग करना चुना।" “जलवायु परिवर्तन से संबंधित अनुसंधान के साथ-साथ अतिरिक्त-स्थलीय अन्वेषण के कारण बर्फीले वातावरण में रुचि अपेक्षाकृत अधिक है। निर्माण सामग्री के रूप में बर्फ का उपयोग करने से हम तुरंत रोबोट की मरम्मत कर सकते हैं, जिससे सिस्टम के कुल परिचालन जीवन का विस्तार होता है क्योंकि यह इन दूरस्थ और कठोर वातावरणों में डेटा एकत्र करता है।

निःसंदेह, यह एन्सेलाडस जितना दूर-दराज का स्थान नहीं होगा। यह अंटार्कटिका की तरह घर के करीब कहीं हो सकता है, जहां रिमोट-नियंत्रित रोबोट भी अनुसंधान करने के लिए उपयोगी हो सकते हैं। किसी भी स्थिति में, जब तत्व घिसने लगते हैं या टूटने लगते हैं, तो प्रतिस्थापन के रूप में नए तत्व बनाए जा सकते हैं, ठीक उसी तरह जैसे कि जैविक निकाय पुनर्जीवित हो सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने अब तक एक प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट डेमो रोबोट बनाया है जो दोनों में अवधि के लिए काम करने में सक्षम है कमरे का तापमान और शून्य से नीचे का वातावरण, कठोर रबर सतहों पर यात्रा करना और बर्फीले, झुके हुए सतहों पर चढ़ना रैंप. आइस बॉडी के साथ, यह एक Arduino माइक्रो माइक्रोकंट्रोलर, ब्लूटूथ मॉड्यूल और कुछ अन्य निर्मित घटकों का उपयोग करता है।

अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है

हालाँकि, अभी भी शुरुआती दिन हैं। यह साबित करना कि बर्फ से बने शरीर वाला रोबोट काम कर सकता है, एक बात है। लेकिन परियोजना का एक बड़ा, और बहुत कठिन हिस्सा - बर्फ के घटकों का स्वायत्त रूप से निर्माण - अभी तक प्रदर्शित नहीं किया गया है। शोधकर्ता 3डी प्रिंटिंग, मोल्डिंग और मशीनिंग सहित कई तरीकों पर विचार कर रहे हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं।

कैरोल ने कहा, "हमारा तात्कालिक लक्ष्य एक मॉड्यूल संयुक्त डिजाइन करना है जो हमें असेंबली प्रक्रिया को स्वचालित करने की अनुमति देगा।" “हम हाथ से रोबोट बनाने के बजाय अपने एक्चुएटर्स को बर्फ से जोड़ने के लिए स्वचालन का उपयोग करने में सक्षम होंगे। इसके संयोजन में, हम बर्फ के ब्लॉकों को स्थायी रूप से विकृत किए बिना हेरफेर करने के लिए एक अंतिम प्रभावक विकसित कर रहे हैं, जैसा कि स्क्रू जैसे पारंपरिक फास्टनरों के उपयोग के माध्यम से होगा।

उन्होंने जारी रखा: “एक दिलचस्प डिजाइन चुनौती जिसे हमें इन दोनों दिशाओं के साथ हल करना चाहिए वह यह सुनिश्चित करना है कि हम बर्फ के साथ घटकों को जोड़ने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा को अधिकतम करते हुए कनेक्शन की ताकत को अधिकतम करें न्यूनतम किया गया। सुदूर परिवेश में, ऊर्जा एक मूल्यवान वस्तु है। आइसबॉट जैसे सिस्टम तभी प्रभावी होंगे जब हम उन्हें डिजाइन करते समय ऊर्जा के उपयोग पर विचार करेंगे।

इस तरह की परियोजनाएँ और भी महत्वपूर्ण होती जा रही हैं। अग्रणी परंपरा में, हर चीज़ के लिए नई, स्थानीय सामग्रियों का उपयोग करने में सक्षम होना बढ़ती हुई खाद्य को आवासों का निर्माण अंतरिक्ष में जीवित रहने और फलने-फूलने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। जिन रोबोटों को पृथ्वी से जहां भी जाना हो, भारी खर्च पर भेजना नहीं पड़ता, यह पहेली का एक और हिस्सा है।

आइसबोट परियोजना का वर्णन करने वाला एक पेपर, जिसका शीर्षक है "बर्फ से बने रोबोट: विनिर्माण तकनीकों का विश्लेषण,” हाल ही में IROS (इंटेलिजेंट रोबोटिक्स एंड सिस्टम्स पर अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन) 2020 में प्रस्तुत किया गया था।

संपादकों की सिफ़ारिशें

• विकसित हो रहे, स्व-प्रतिकृति करने वाले रोबोट यहां हैं - लेकिन विद्रोह के बारे में चिंता न करें
• स्पेसएक्स को अपने क्रू ड्रैगन कैप्सूल से आपातकालीन भागने का अभ्यास करते हुए देखें
• मानव अन्वेषण का युग हमारे पीछे है। यहां से मशीनें ले जाएंगी
• सोलर ऑर्बिटर प्रक्षेपण के कुछ ही दिनों बाद अंतरिक्ष से पहला माप भेजता है
• नासा का नवीनतम डीप स्पेस नेटवर्क एंटीना मंगल ग्रह से लेजर सिग्नल प्राप्त करेगा