रोबोटिक्स लैब में फॉग मशीन, स्ट्रोब लाइट और नकली चमगादड़ क्या कर रहे हैं? नहीं, वह कोई हेलोवीन पार्टी नहीं दे रहा है। यह अगली पीढ़ी के बचाव ड्रोनों का परीक्षण स्थल है। हालाँकि वर्तमान मॉडल कैमरों और लेज़र सेंसरों पर निर्भर हैं, लेकिन इस क्षेत्र के शोधकर्ता वॉर्सेस्टर पॉलिटेक्निक संस्थान वे ऐसे छोटे ड्रोन विकसित कर रहे हैं जो अल्ट्रासाउंड से "देख" सकते हैं। चमगादड़ों की तरह।
ये घने अंधेरे में, घने धुएँ में, कोहरे में भी काम करते हैं। इनकी लागत कम है, वज़न एक पाउंड से भी कम है, और ये उन जगहों पर जान बचा सकते हैं जहाँ पारंपरिक प्रणालियाँ विफल हो जाती हैं। प्रोफ़ेसर नितिन संकेत उसे बस मिल गया एनएसएफ से $705 उन्हें और बेहतर बनाने के लिए। और जानना चाहते हैं? मैं इसके लिए यहाँ हूँ।
जब दृष्टि एक सीमा बन जाती है
एक दशक से भी ज़्यादा समय से, हवाई रोबोटिक्स ने दृष्टि-आधारित प्रणालियों पर ध्यान केंद्रित किया है। कैमरे, ऑप्टिकल सेंसर, लिडार: ये सभी तब तक ठीक काम करते हैं जब तक रोशनी और साफ़ हवा हो। लेकिन जब रात में भूकंप आता है, जब आग से हवा धुएँ से भर जाती है, जब हिमस्खलन से बर्फ़ की धूल उड़ती है, तो ये प्रणालियाँ बेकार हो जाती हैं। कैमरे सिर्फ़ काला रंग ही रिकॉर्ड करते हैं। लेज़र निलंबित कणों में खो जाते हैं। बचाव प्रयास रुक गए।
संकेत यह अच्छी तरह से जानता है:
"जब भूकंप या सुनामी आती है, तो सबसे पहले बिजली की लाइनें गिरती हैं। अक्सर रात हो जाती है। आप जीवित बचे लोगों की तलाश के लिए सुबह तक इंतज़ार नहीं कर सकते।"
तो उसने प्रकृति की ओर देखा (यह सदैव धन्य रहे) biomimeticsक्या दुनिया में कोई ऐसा प्राणी है जो अँधेरे में भी पूरी तरह से रास्ता खोज सकता है? इसका जवाब लाखों सालों से गुफाओं में घूमता रहा है: चमगादड़।
मिनी ड्रोन जो देखने के बजाय सुनता है
Il नाशपाती बैट (शोध समूह के नाम से) धारणा और स्वायत्त रोबोटिक्स) का वज़न 100 ग्राम से कम और लंबाई 10 सेंटीमीटर से भी कम है। इसमें कोई कैमरा नहीं है। इसमें कोई LIDAR नहीं है। इसमें अल्ट्रासोनिक सेंसर लगे हैं: वो सस्ते सेंसर जो आपको सार्वजनिक शौचालयों के स्वचालित नलों में मिलते हैं। यह उच्च-आवृत्ति वाले ध्वनि स्पंदन उत्सर्जित करता है और बाधाओं से टकराने वाली गूँज को "सुनता" है। प्रकाश के विपरीत, ध्वनि धुएँ, कोहरे और धूल में प्रवेश करती है।
कृत्रिम कोहरे कक्ष में तब्दील प्रयोगशाला में परीक्षणों के दौरान, छात्र कॉलिन बाल्फोर उन्होंने पहले लाइटें जलाकर, फिर लगभग पूरी तरह अंधेरे में एक मिनी ड्रोन उड़ाया। नतीजा? बिल्कुल वैसा ही। ड्रोन ने एक प्लेक्सीग्लास की दीवार पहचान ली और बिना किसी दृश्य सहायता के, अपने आप दिशा बदल ली।
La ध्वनिक प्रौद्योगिकी नेविगेशन और बाधा से बचाव का प्रबंधन करती है ऑप्टिकल प्रणालियों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा दक्षता के साथ।
कैमरे गायब नहीं होते: एक बार जब आप उस इलाके में पहुँच जाते हैं, तो वे जीवित बचे लोगों का पता लगाने के लिए उपयोगी बने रहते हैं। लेकिन मुख्य नेविगेशन सिर्फ़ ध्वनि के ज़रिए ही होता है।
मिनी ड्रोन, शोर की (समाधानित) "हील"
विकास सुचारू रूप से नहीं हुआ। प्रोपेलर का शोर अल्ट्रासाउंड में बाधा डाल रहा था, जिससे सिस्टम लगभग बहरा हो गया था। इसका समाधान metamaterialsध्वनि तरंगों को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन की गई ज्यामिति वाली संरचनाएँ। रिकॉर्डिंग स्टूडियो में ध्वनि-अवशोषित करने वाले फोम की तरह, लेकिन ड्रोन पर लागू। टीम ने 3D प्रिंटेड सुरक्षात्मक आवरण बनाए हैं जो हस्तक्षेप को नाटकीय रूप से कम करते हैं।
फिर सॉफ्टवेयर हैकृत्रिम बुद्धिमत्ता को अल्ट्रासोनिक संकेतों को फ़िल्टर करने और व्याख्या करने के लिए प्रशिक्षित किया गया है ध्यान लगा के पढ़ना या सीखना भौतिकी से प्रेरित। एक पदानुक्रमित सुदृढीकरण अधिगम प्रणाली ड्रोन को गतिशील रूप से बाधाओं से बचते हुए निर्धारित लक्ष्यों तक पहुँचने में सक्षम बनाती है। सभी गणनाएँ बिना किसी बाहरी ढाँचे की आवश्यकता के, ड्रोन के अंदर ही होती हैं।
चमगादड़ों से परे, लेकिन बहुत ज्यादा नहीं
संकेत इन सीमाओं को स्वीकार करने वाले पहले व्यक्ति हैं: "चमगादड़ अद्भुत होते हैं। हम तो उनके आस-पास भी नहीं हैं।" चमगादड़ केवल कुछ खास प्रतिध्वनियाँ सुनने के लिए अपनी मांसपेशियों को सिकोड़ते और संकुचित करते हैं, और कई मीटर दूर से मानव बाल जितनी पतली वस्तुओं का भी पता लगा सकते हैं।
फिलहाल, पियर बैट लगभग 2 मीटर प्रति सेकंड की रफ़्तार से उड़कर बाधाओं से बच सकता है। वास्तविक दुनिया के बचाव अभियान के लिए यह थोड़ा धीमा ज़रूर है, लेकिन यह तो बस शुरुआत है।
इस परियोजना का उद्देश्य ऐसे ड्रोनों का समूह विकसित करना है जो ऐसे वातावरण में काम करें जहाँ पारंपरिक प्रणालियाँ अप्रभावी हों। जड़त्वीय मापन इकाइयों और अन्य सेंसरों के साथ इकोलोकेशन को एकीकृत करके सेंसर फ्यूजनये उपकरण परिस्थितिजन्य जागरूकता और नेविगेशन विश्वसनीयता में नाटकीय रूप से सुधार ला सकते हैं। भविष्य के संस्करण अल्ट्रासाउंड का उपयोग भी कर सकते हैं जीवित बचे लोगों के दिल की धड़कन का पता लगानाजिससे ड्रोन और भी अधिक सटीक स्थान निर्धारण उपकरण में परिवर्तित हो जाएंगे।
मिनी ड्रोन, जीवन भर की कीमत
एक हेलीकॉप्टर बचाव अभियान की लागत €100.000 तक होती है। LIDAR प्रभावी तो है, लेकिन ऊर्जा-गहन है, और धुएँ में तो वैसे भी बेकार है। 4K कैमरों वाले व्यावसायिक ड्रोन हज़ारों यूरो के होते हैं और सूरज ढलते ही या कोहरा छाते ही बाग़बानी के औज़ार बन जाते हैं।
पियर बैट व्यावसायिक स्तर के हॉबी कंपोनेंट्स से बना है। इसकी कीमत बस कुछ सौ यूरो है। विकास दल प्रयोगशाला परीक्षण से क्षेत्र परिनियोजन की ओर बढ़ने की योजना बना रहा है तीन से पांच साल के भीतर।
इसके अनुप्रयोग बचाव से आगे भी फैले हुए हैं: आपदा क्षेत्रों में निगरानी, खतरनाक वातावरण का निरीक्षण और पर्यावरण संरक्षण। संकेत का सुझाव है कि ध्वनि नेविगेशन के सिद्धांत विविध क्षेत्रों जैसे सेल्फ ड्राइविंग कार, प्रवाल भित्ति संरक्षण, ज्वालामुखी अन्वेषण।
शोधकर्ता पहले से ही गति को 2 मीटर प्रति सेकंड से आगे बढ़ाने पर काम कर रहे हैं। जंगल में हाईवे की गति पर, ध्वनियाँ संकुचित हो जाती हैं: एक ऐसी घटना जिसका मॉडलों में ध्यान रखना ज़रूरी है। यह कोई तकनीकी विवरण नहीं है। यह समय पर पहुँचने या न पहुँचने के बीच का अंतर है।
उड़ान पहले ही शुरू हो चुकी है
संयुक्त राज्य अमेरिका अकेला नहीं है। नॉर्वे सबसे ज़्यादा उत्पादन करता है। ब्लैक हॉरनेट 4पश्चिमी सेनाओं द्वारा इस्तेमाल किया जाने वाला हथेली के आकार का ड्रोन। इसे यह पुरस्कार मिला। ब्लू यूएएस रिफ्रेश बैटरी लाइफ और मौसम प्रतिरोधक क्षमता के लिए 2025 में अमेरिकी रक्षा विभाग द्वारा अनुमोदित। हार्वर्ड इस पर काम कर रहा है। रोबोबीएक माइक्रो ड्रोन जो उड़ने, उतरने और यहाँ तक कि पानी से हवा में जाने में भी सक्षम है। अमेरिकी वायु सेना ने लघु ड्रोन के विकास की पुष्टि की है, हालाँकि इसकी प्रगति के बारे में सार्वजनिक रूप से कोई जानकारी नहीं दी है।
ये छोटे ड्रोन नागरिक क्षेत्रों में भी क्रांति ला सकते हैं। सटीक कृषि, बुनियादी ढाँचे का निरीक्षण, वन्यजीव निगरानी: कहीं भी जहाँ चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में मानव जीवन को जोखिम में डाले बिना संचालन की आवश्यकता हो।
संकेत एक ऐसे विचार के साथ निष्कर्ष निकालते हैं जो लगभग स्पष्ट, फिर भी महत्वपूर्ण लगता है: "आपातकालीन परिस्थितियों में हम धुएँ के छंटने का इंतज़ार नहीं कर सकते।" यह एक साधारण कथन है। लेकिन यह इस बात की वजह को स्पष्ट करता है कि राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन से 705 डॉलर अगले तीन वर्षों में अल्ट्रासोनिक सेंसर, 3डी-प्रिंटेड मेटामटेरियल और दुनिया को "संवेदित" करने के लिए प्रशिक्षित न्यूरल नेटवर्क पर क्यों खर्च किए जाएँगे।
लाखों सालों के विकास ने चमगादड़ों को अँधेरे में उड़ना सिखाया है। अब रोबोट्स की बारी है कि वे भी यही सबक सीखें। और जब वे ऐसा करेंगे, तो शायद वे कुछ और जानें बचा पाएँगे।
