လက်တွေ့ကမ္ဘာပတ်ဝန်းကျင်တွင် စက်ရုပ်လက်နက်များ လည်ပတ်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေမည့် အပင်မှုတ်သွင်းကိရိယာ ထိန်းချုပ်ကိရိယာ

ရှိပြီးသား စက်ရုပ်စနစ်များစွာသည် တိကျသောရည်မှန်းချက်များအောင်မြင်ရန် ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာလုပ်ငန်းစဉ်များ၊ သဘာဝဖွဲ့စည်းပုံများ သို့မဟုတ် တိရစ္ဆာန်အမူအကျင့်များကို အတုယူ၍ သဘာဝမှလှုံ့ဆော်မှုရယူသည်။ အကြောင်းမှာ တိရစ္ဆာန်များနှင့် အပင်များသည် ၎င်းတို့၏ သက်ဆိုင်ရာ ပတ်ဝန်းကျင်တွင် ရှင်သန်ရန် ကူညီပေးသည့် စွမ်းရည်များ ပါ၀င်နေသောကြောင့်ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ဓာတ်ခွဲခန်းအပြင်ဘက်တွင် စက်ရုပ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကိုလည်း မြှင့်တင်ပေးနိုင်သောကြောင့် ဖြစ်သည်။

Brain-Inspired Robotics (BRAIR) Lab၊ BioRobotics Institute of Sant'Anna School of Advanced Study Italy နှင့် Singapore National University of Italy မှ သုတေသီများသည် မကြာသေးမီကပင် အပင်မှုတ်သွင်းထားသော အပင်ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံမရှိသော၊ လက်တွေ့ကမ္ဘာပတ်ဝန်းကျင်တွင် စက်ရုပ်လက်နက်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည်။ ဒီ Controller ကို ညီလာခံမှာ တင်ပြထားတဲ့ စာတမ်းမှာ မိတ်ဆက်ခဲ့ပါတယ်။IEEE RoboSoft 2023စင်္ကာပူတွင် အကောင်းဆုံး ကျောင်းသား စက္ကူဆုအတွက် ဆန်ကာတင်စာရင်းကို အထူးပြု ရွေးချယ်ထားသည်။၎င်းတို့၏ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ သတ်မှတ်ထားသောနေရာများ သို့မဟုတ် အရာဝတ္ထုများရောက်ရှိခြင်း ပါ၀င်သည့် အလုပ်များကို ပြီးမြောက်ရန်။

“ပျော့ပျောင်းသော စက်ရုပ်လက်မောင်းများသည် ရေဘဝဲ၊ ဆင်နှာမောင်းများ၊ အပင်များ စသည်တို့ကဲ့သို့ 'အရိုးမဲ့' သက်ရှိများဖြင့် ပြသထားသော အဆင့်မြင့် ခြယ်လှယ်နိုင်စွမ်းများမှ လှုံ့ဆော်မှုရယူသည့် မျိုးဆက်သစ် စက်ရုပ်များဖြစ်သည်” ဟု သုတေသီတစ်ဦးဖြစ်သည့် Enrico Donato၊ အဆိုပါလေ့လာမှုကို Tech Xplore သို့ပြောကြားခဲ့သည်။ “ဤအခြေခံမူများကို အင်ဂျင်နီယာဖြေရှင်းနည်းများအဖြစ် ဘာသာပြန်ခြင်းသည် လိုက်လျောညီထွေရှိပြီး လက်သွက်သောရွေ့လျားမှုကို ထုတ်လုပ်ရန် ချောမွေ့သော elastic ပုံပျက်ခြင်းကိုခံနိုင်သော ပျော့ပြောင်းပေါ့ပါးသောပစ္စည်းများဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် စနစ်များကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ဤနှစ်လိုဖွယ်ကောင်းသော သွင်ပြင်လက္ခဏာများကြောင့်၊ ဤစနစ်များသည် မျက်နှာပြင်များနှင့် လိုက်လျောညီထွေရှိပြီး ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကြံ့ခိုင်မှုနှင့် လူသားတို့ဘေးကင်းသော လည်ပတ်မှုကို ဖြစ်နိုင်ချေ သက်သာသော ကုန်ကျစရိတ်ဖြင့် ပြသသည်။"

ပျော့ပျောင်းသော စက်ရုပ်လက်မောင်းများကို လက်တွေ့ကမ္ဘာပြဿနာများစွာတွင် အသုံးချနိုင်သော်လည်း တောင့်တင်းသောစက်ရုပ်များ လက်လှမ်းမမီနိုင်သော အလိုအလျောက်ရောက်ရှိနိုင်သည့်နေရာများသို့ အလိုအလျောက်ရောက်ရှိစေသည့် အလုပ်များကို အလိုအလျောက်လုပ်ဆောင်ရန်အတွက် ၎င်းတို့သည် အထူးအသုံးဝင်ပါသည်။ မကြာသေးမီက သုတေသနအဖွဲ့အများအပြားသည် ဤလုပ်ဆောင်စရာများကို ထိထိရောက်ရောက်ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းနိုင်စေမည့် အဆိုပါပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်လက်နက်များကို တီထွင်ရန် ကြိုးပမ်းနေပါသည်။

"ယေဘူယျအားဖြင့်၊ ထိုကဲ့သို့သော ထိန်းချုပ်ကိရိယာများ၏ လုပ်ဆောင်မှုသည် စက်ရုပ်၏ လုပ်ငန်းလည်ပတ်နေရာနှစ်ခုကြားတွင် မှန်ကန်သောမြေပုံညွှန်းဖန်တီးနိုင်သည့် တွက်ချက်မှုပုံစံများပေါ်တွင် မှီခိုနေရသည်" ဟု Donato မှ ရှင်းပြခဲ့သည်။ “သို့သော်လည်း၊ ဤထိန်းချုပ်ကိရိယာများ၏ သင့်လျော်သောလုပ်ဆောင်မှုသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ဓာတ်ခွဲခန်းပတ်ဝန်းကျင်အတွင်း ၎င်းတို့၏တရားဝင်မှုကို ကန့်သတ်ထားသည့် ရူပါရုံတုံ့ပြန်ချက်အပေါ်တွင် မူတည်ပြီး သဘာဝနှင့် တက်ကြွသောပတ်ဝန်းကျင်များတွင် ဤစနစ်များကို အသုံးချနိုင်မှုကို ကန့်သတ်ထားသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းမထားသော ကန့်သတ်ချက်များကို ကျော်လွှားပြီး ဤစနစ်များ၏ မွမ်းမံထားသော ပတ်၀န်းကျင်များသို့ ရောက်ရှိရန် ပထမဆုံး ကြိုးပမ်းမှုဖြစ်သည်။”

အပျော့စား စက်ရုပ်လက်ရုံးများအတွက် ရှိပြီးသား ထိန်းချုပ်ကိရိယာအများစုသည် ဓာတ်ခွဲခန်းပတ်ဝန်းကျင်တွင် ကောင်းစွာလုပ်ဆောင်နိုင်သည်ကို တွေ့ရှိသောကြောင့် Donato နှင့် ၎င်း၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် လက်တွေ့ကမ္ဘာပတ်ဝန်းကျင်များတွင်လည်း အသုံးပြုနိုင်သော ထိန်းချုပ်ကိရိယာအမျိုးအစားအသစ်ကို ဖန်တီးရန် စီစဉ်ခဲ့ကြသည်။ သူတို့အဆိုပြုထားသော ထိန်းချုပ်ကိရိယာသည် အပင်များ၏ လှုပ်ရှားမှုနှင့် အပြုအမူကြောင့် မှုတ်သွင်းခြင်းဖြစ်သည်။

"အပင်များ မရွေ့ရှားဘူးဆိုတဲ့ အယူအဆမှားနဲ့ ဆန့်ကျင်ဘက်၊ အပင်တွေက ကြီးထွားမှုအပေါ် အခြေခံတဲ့ လှုပ်ရှားမှုနည်းဗျူဟာတွေကို အသုံးပြုပြီး အချက်တစ်ခုကနေ အခြားတစ်ခုကို ရည်ရွယ်ချက်ရှိရှိ လှုပ်ရှားနေပါတယ်" ဟု Donato က ပြောကြားခဲ့သည်။ “ဤနည်းဗျူဟာများသည် အလွန်ထိရောက်သောကြောင့် အပင်များသည် ကမ္ဘာပေါ်ရှိ သတ္တဝါအားလုံးနီးပါးကို နယ်မြေချဲ့ထွင်နိုင်စေရန်၊ တိရစ္ဆာန်နိုင်ငံ၌ စွမ်းဆောင်နိုင်စွမ်းမရှိသော၊ စိတ်ဝင်စားစရာမှာ၊ တိရစ္ဆာန်များနှင့်မတူဘဲ အပင်လှုပ်ရှားမှုနည်းဗျူဟာများသည် ဗဟိုအာရုံကြောစနစ်မှ ပေါက်ဖွားလာခြင်းမဟုတ်သော်လည်း၊ ရှုပ်ထွေးသောဗဟိုချုပ်ကိုင်မှုလျှော့ချထားသော တွက်ချက်မှုယန္တရားများ၏ ရှုပ်ထွေးသောပုံစံများကြောင့် ပေါ်ပေါက်လာခြင်းဖြစ်သည်။”

သုတေသီများ၏ ထိန်းချုပ်သူ၏ လုပ်ဆောင်ချက်ကို ထောက်ကူပေးသည့် ထိန်းချုပ်ဗျူဟာသည် အပင်များ၏ ရွေ့လျားမှုကို ထောက်ကူပေးသည့် ခေတ်မီသော ဗဟိုချုပ်ကိုင်မှုလျှော့ချထားသော ယန္တရားများကို ပုံတူပွားရန် ကြိုးစားသည်။ အဖွဲ့သည် အောက်ခြေအဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံတွင် ဗဟိုချုပ်ကိုင်မှုလျှော့ချထားသော ကွန်ပြူတာအေးဂျင့်များပါ၀င်သည့် အပြုအမူ-အခြေခံ ဉာဏ်ရည်တုကိရိယာများကို အထူးအသုံးပြုထားသည်။

"ကျွန်ုပ်တို့၏ဇီဝမှုတ်သွင်းခံထိန်းချုပ်ကိရိယာ၏အသစ်အဆန်းသည်၎င်း၏ရိုးရှင်းမှုတွင်တည်ရှိသည်၊၊ ကျွန်ုပ်တို့သည်အလုံးစုံရောက်ရှိနိုင်သောအပြုအမူကိုဖန်တီးရန်အပျော့စက်စက်လက်၏အခြေခံစက်မှုဆိုင်ရာလုပ်ဆောင်ချက်များကိုအသုံးပြုသည်" ဟု Donato မှပြောကြားခဲ့သည်။ “အထူးသဖြင့်၊ ပျော့ပျောင်းသော စက်ရုပ်လက်တံတွင် ပျော့ပြောင်းသော module များ မလိုအပ်သော အစီအစဉ်များ ပါ၀င်ပြီး တစ်ခုချင်းစီကို radially စီစဉ်ပေးသည့် actuators သုံးမျိုးဖြင့် activate လုပ်ပါသည်။ ထိုသို့သောဖွဲ့စည်းမှုတစ်ခုအတွက်၊ စနစ်သည် လမ်းညွှန်မှုခြောက်ခုကို ဖန်တီးပေးနိုင်ကြောင်း လူသိများသည်။"

အဖွဲ့၏ controller ၏လုပ်ဆောင်မှုကို ထောက်ကူပေးသည့် ကွန်ပျူတာအေးဂျင့်များသည် ကျယ်ပြန့်သောပမာဏကိုအသုံးချပြီး ကွဲပြားသောအပင်လှုပ်ရှားမှုအမျိုးအစားနှစ်ခုကို မျိုးပွားရန် လည်ပတ်မှုပုံစံနှစ်မျိုးကို မျိုးပွားရန် အချိန်သတ်မှတ်ပေးသည်။ Circumnutation သည် အပင်များတွင် တွေ့ရလေ့ရှိသော တုန်ခါမှုဖြစ်ပြီး phototropism သည် အပင်၏အကိုင်းအခက်များ သို့မဟုတ် အရွက်များကို အလင်းနှင့်ပိုမိုနီးကပ်စေသော ဦးတည်ရွေ့လျားမှုများဖြစ်သည်။

Donato နှင့် သူ၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များက ဖန်တီးထားသည့် ထိန်းချုပ်ကိရိယာသည် အဆင့်နှစ်ဆင့်ကိုဖြတ်၍ စက်ရုပ်လက်ရုံးများ၏ ဆက်တိုက်ထိန်းချုပ်မှုကို ရရှိပြီး ဤအပြုအမူနှစ်ခုကြားတွင် ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ ဤအဆင့်များအနက် ပထမအဆင့်သည် စူးစမ်းလေ့လာရေးအဆင့်ဖြစ်ပြီး၊ လက်နက်များသည် ၎င်းတို့၏ပတ်ဝန်းကျင်ကို စူးစမ်းလေ့လာသည့်အဆင့်ဖြစ်ပြီး ဒုတိယအဆင့်မှာ ၎င်းတို့အလိုရှိသောနေရာ သို့မဟုတ် အရာဝတ္တုတစ်ခုသို့ရောက်ရှိရန် ရွှေ့သည့်အဆင့်ဖြစ်သည်။

"ဒီအထူးသဖြင့် အလုပ်ကနေ အရေးအကြီးဆုံးက ဖယ်ထုတ်လိုက်တာက ဒါဟာ အလွန်ရိုးရှင်းတဲ့ ထိန်းချုပ်မှုမူဘောင်တစ်ခုနဲ့ ဓာတ်ခွဲခန်းပတ်ဝန်းကျင်ရဲ့ အပြင်ဘက်မှာ ရှိတဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်တွေအထိ ရောက်နိုင်တဲ့ မလိုအပ်တော့တဲ့ စက်ရုပ်လက်မောင်းတွေကို ပထမဆုံးအကြိမ် ဖွင့်လိုက်တာပါပဲ" ဟု Donato က ပြောကြားခဲ့သည်။ “ထို့ပြင်၊ ထိန်းချုပ်ကိရိယာသည် ပျော့ပျောင်းသော မည်သည့်အရာနှင့်မဆို သက်ဆိုင်သည်။လက်မောင်းသည် အလားတူ လှုံ့ဆော်မှု အစီအစဉ်ကို ပေးထားသည်။ ၎င်းသည် အဆက်မပြတ်နှင့် ပျော့ပျောင်းသော စက်ရုပ်များတွင် ထည့်သွင်းထားသော အာရုံခံခြင်းနှင့် ဖြန့်ဝေထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာများကို အသုံးပြုခြင်းဆီသို့ ဦးတည်သော ခြေလှမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။"

ယခုအချိန်အထိ၊ သုတေသီများသည် လွတ်လပ်မှု 9 ဒီဂရီ (9-DoF) ပါရှိသော မော်ဂျူလာကြိုးဖြင့်မောင်းနှင်သော၊ ပေါ့ပါးပြီး ပျော့ပျောင်းသော စက်ရုပ်လက်တံကို အသုံးပြု၍ ၎င်းတို့၏ ထိန်းချုပ်ကိရိယာကို စမ်းသပ်မှု ဆက်တိုက်ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ထိန်းချုပ်သူသည် လက်နှစ်ဖက်လုံးကို ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်ကို စူးစမ်းလေ့လာပြီး ပစ်မှတ်တည်နေရာကို ယခင်ယခင်က အဆိုပြုထားသော အခြားထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာများထက် ပိုမိုထိရောက်စွာရောက်ရှိနိုင်သောကြောင့် ထိန်းချုပ်သူသည် အလားအလာအလွန်ကောင်းမွန်ပါသည်။

အနာဂတ်တွင်၊ ထိန်းချုပ်ကိရိယာအသစ်ကို အခြားအပျော့စား စက်ရုပ်လက်ရုံးများတွင် အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်ပြီး တက်ကြွသောပတ်ဝန်းကျင်ပြောင်းလဲမှုများကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းနိုင်စွမ်းကို ထပ်မံအကဲဖြတ်ရန်အတွက် ဓာတ်ခွဲခန်းနှင့် လက်တွေ့ကမ္ဘာအပြင်အဆင်များတွင် စမ်းသပ်အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းတွင်၊ Donato နှင့် သူ၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များသည် စက်ရုပ်လက်မောင်းလှုပ်ရှားမှုများနှင့် အပြုအမူများကို ထပ်မံထုတ်လုပ်နိုင်စေရန် ၎င်းတို့၏ထိန်းချုပ်မှုဗျူဟာကို ထပ်မံဖန်တီးရန် စီစဉ်လျက်ရှိသည်။

"ကျွန်ုပ်တို့သည် ပစ်မှတ်ခြေရာခံခြင်း၊ လက်တစ်ဘက်လုံးလိမ်ခြင်းစသည်ဖြင့် ပိုမိုရှုပ်ထွေးသောအပြုအမူများကို လုပ်ဆောင်နိုင်စေရန် ထိန်းချုပ်ကိရိယာ၏စွမ်းရည်များကို မြှင့်တင်ရန် လောလောဆယ် ကျွန်ုပ်တို့ ရှာဖွေနေပါသည်" ဟု Donato မှ ထပ်လောင်းပြောကြားခဲ့သည်။


စာတိုက်အချိန်- ဇွန်လ-၀၆-၂၀၂၃