ह्यूमनॉइड रोबोट कोरलेस मोटर अनुप्रयोगों के लिए एक नया नीला महासागर क्यों खोलते हैं?

 

ह्यूमनॉइड रोबोट, सामान्य-उद्देश्य वाले रोबोटों के उत्कृष्ट प्रतिनिधियों और "अवशोषित बुद्धिमत्ता" के आदर्श वाहक के रूप में, एक तरफ सामान्य कृत्रिम बुद्धिमत्ता के तेजी से विकास से लाभान्वित होते हैं, और दूसरी ओर, एआई और वास्तविक दुनिया के बीच पुल बनकर लाभान्वित होते हैं। "अवतरित बुद्धिमत्ता", धीरे-धीरे सामान्य कृत्रिम बुद्धिमत्ता की अगली पीढ़ी के लिए टर्मिनल प्लेटफ़ॉर्म में विकसित हो रही है। रोबोट कार्यों में, एआई बड़े मॉडल तर्क और निर्णय लेने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, प्राकृतिक भाषा आदेशों का विश्लेषण करके जटिल निर्देशों को रोबोट के लिए निष्पादन योग्य चरणों में परिवर्तित करते हैं। इसके अलावा, मल्टीमॉडल एआई बड़े मॉडल को जोड़ने से तर्क और निर्णय लेने की सटीकता और दक्षता में काफी सुधार होता है, जिससे ह्यूमनॉइड रोबोट को सामान्यीकरण की दिशा में प्रगति करने में महत्वपूर्ण सहायता मिलती है।

 

 

रोबोटिक्स उद्योग का तेजी से विकास प्रमुख घटक प्रौद्योगिकियों में नवाचार और उनकी आपूर्ति की स्थिरता पर निर्भर करता है। ह्यूमनॉइड रोबोट में, रेड्यूसर, सर्वो सिस्टम और कंट्रोलर को तीन मुख्य घटक माना जाता है, जो कुल लागत का 70% से अधिक के लिए जिम्मेदार होते हैं। इसके अतिरिक्त, एक मुख्य घटक के रूप में, मोटर के मूल्य को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। ऑप्टिमस जैसे ह्यूमनॉइड रोबोट में, मोटर की लागत कुल घटक मूल्य का लगभग 25% होती है।

 

यह मानते हुए कि अगले दशक में ह्यूमनॉइड रोबोट की वैश्विक शिपमेंट मात्रा 5 मिलियन यूनिट तक पहुंच जाएगी, इस अवधि के दौरान कोरलेस मोटर्स (लोहे के कोर के बिना) की मांग में बड़े पैमाने पर बाजार वृद्धि देखी जाएगी। यूनिट कीमतों के आधार पर, कोरलेस मोटर्स के लिए बाजार में वृद्धि 350 बिलियन आरएमबी तक पहुंच सकती है, जबकि कोरलेस मोटर्स के लिए वृद्धिशील बाजार 78 बिलियन आरएमबी से अधिक होने की उम्मीद है। ये दोनों मिलकर 428 बिलियन आरएमबी का विशाल बाज़ार बनाएंगे।

 

 

निश्चित कामकाजी वातावरण में उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक रोबोटों के विपरीत, ह्यूमनॉइड रोबोट मुख्य रूप से मानव दैनिक जीवन परिदृश्यों की सेवा करते हैं। इन रोबोटों को न केवल धारणा, निर्णय लेने और कार्य क्षमताओं की आवश्यकता है, बल्कि पर्यावरण और उपयोगकर्ताओं के साथ अधिक प्राकृतिक तरीके से बातचीत करने के लिए मानव व्यवहार पैटर्न का अनुकरण करने की भी आवश्यकता है। इसलिए, संयुक्त एक्चुएटर्स के मुख्य घटकों के रूप में मोटर्स, सीधे रोबोट के लचीलेपन, सटीकता और स्थिरता को प्रभावित करते हैं।

 

विभिन्न ड्राइव प्रौद्योगिकियों के बीच, इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइव हाइड्रोलिक ड्राइव पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदर्शित करता है। इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइव समाधान परिपक्व गति नियंत्रण तकनीक से लाभान्वित होता है, जो सटीक नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए उच्च परिशुद्धता एनकोडर के माध्यम से गति स्थिति की वास्तविक समय प्रतिक्रिया प्रदान करता है। साथ ही, हाइड्रोलिक सिस्टम की तुलना में इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइव सिस्टम की लागत कम होती है, जिसमें रखरखाव की भी कम आवश्यकता होती है। यह लागत प्रभावी विशेषता इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइव को ह्यूमनॉइड रोबोट विकास के लिए मुख्यधारा के विकल्पों में से एक बनाती है।

 

उनमें से, कोरलेस मोटर्स, अपने हल्के वजन, उच्च दक्षता और कम जड़ता विशेषताओं के साथ, ह्यूमनॉइड रोबोट के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण घटक बन गए हैं।कोरलेस मोटरें छोटी मात्रा में अधिक शक्ति घनत्व और उच्च प्रतिक्रिया गति प्रदान कर सकती हैं, जिससे रोबोट मल्टी-डिग्री-ऑफ़-फ़्रीडम संयुक्त नियंत्रण में बेहतर प्रदर्शन प्रदर्शित करने में सक्षम हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, कोरलेस मोटर्स में ऊर्जा की खपत कम होती है, जिससे रोबोट को लंबी बैटरी लाइफ हासिल करने में मदद मिलती है।

 

1.1 ह्यूमनॉइड रोबोट दैनिक जीवन में एकीकृत हो रहे हैं, राष्ट्रीय तकनीकी ताकत का प्रदर्शन कर रहे हैं

ह्यूमनॉइड रोबोट धीरे-धीरे दैनिक मानव जीवन में विश्वसनीय सहायक बन गए हैं, जो विभिन्न प्रकार के जटिल कार्यों में सहायता करने में सक्षम हैं। औद्योगिक रोबोटों के विपरीत, जो आम तौर पर निश्चित वातावरण में काम करते हैं, ह्यूमनॉइड रोबोट मानव दैनिक परिवेश में एकीकृत होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इन रोबोटों में न केवल धारणा, निर्णय लेने और कार्यों जैसी मुख्य क्षमताएं होती हैं, बल्कि उनमें मानव जैसी गति संबंधी विशेषताएं और अनुकूल उपस्थिति डिजाइन भी होते हैं, जिससे वे मनुष्यों द्वारा अधिक आसानी से स्वीकार किए जाते हैं और परिचित होने की भावना पैदा करते हैं। विभिन्न वातावरणों में लचीले ढंग से अनुकूलन करके, ह्यूमनॉइड रोबोट घर, सेवाओं और स्वास्थ्य देखभाल जैसे क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग क्षमता दिखाते हैं।

 

उन्नत बुद्धिमान उपकरणों के रूप में, ह्यूमनॉइड रोबोट को राष्ट्रीय तकनीकी ताकत का प्रतीक माना जाता है। उनके विकास के लिए मैकेनिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, सामग्री विज्ञान, सेंसिंग प्रौद्योगिकी, नियंत्रण प्रणाली और कृत्रिम बुद्धिमत्ता सहित कई विषयों में तकनीकी बाधाओं पर काबू पाने की आवश्यकता है। मानव जैसी दिखने वाली विशेषताओं, दो पैरों पर चलने की क्षमताओं और अत्यधिक समन्वित गति नियंत्रण प्रौद्योगिकियों के साथ, ह्यूमनॉइड रोबोट शारीरिक कार्य कर सकते हैं और भाषा या चेहरे के भावों के माध्यम से मनुष्यों के साथ संवाद कर सकते हैं। पारंपरिक रोबोटों की तुलना में, ह्यूमनॉइड रोबोट मानव-मशीन संपर्क, पर्यावरण अनुकूलन और कार्य बहुमुखी प्रतिभा में महत्वपूर्ण लाभ प्रदर्शित करते हैं।

 

 

1.2 ह्यूमनॉइड रोबोट का विकास: अवधारणा से औद्योगीकरण तक

रोबोट की अवधारणा एक सदी से भी अधिक समय से अस्तित्व में है, और ह्यूमनॉइड रोबोट पर शोध {{0}वीं सदी के मध्य में शुरू हुआ, जिसमें प्रयोगशाला प्रोटोटाइप से लेकर औद्योगीकरण के प्रारंभिक चरण तक एक लंबी विकास प्रक्रिया का अनुभव किया गया। "रोबोट" शब्द का सबसे पहला उपयोग चेक लेखक कारेल कापेक के नाटक आरयूआर (रॉसम के यूनिवर्सल रोबोट्स) से हुआ है, जिसका अर्थ है मशीन गुलाम जो मानवता की सेवा करते हैं। औद्योगिक रोबोटों का बड़े पैमाने पर उत्पादन 1960 के दशक में अमेरिकी कंपनी यूनिमेशन द्वारा लॉन्च किए गए "यूनीमेट" रोबोटिक आर्म के साथ शुरू हुआ, जिसने वाणिज्यिक औद्योगिक रोबोटों के युग की शुरुआत की।

 

ह्यूमनॉइड रोबोट का अनुसंधान और विकास जापान में शुरू हुआ और धीरे-धीरे व्यवस्थितकरण और उच्च गतिशीलता के चरणों में प्रवेश किया:

 

प्रारंभिक अन्वेषण चरण (लगभग 1970 के दशक): 1973 में, जापान में वासेदा विश्वविद्यालय के प्रोफेसर इचिरो काटो ने दुनिया का पहला ह्यूमनॉइड रोबोट, WABOT विकसित किया, और इसके WL -5 द्विपाद चलने वाले तंत्र ने ह्यूमनॉइड की नींव रखी। रोबोट.

 

प्रौद्योगिकी एकीकरण चरण (1980 के दशक): 1986 में, होंडा ने ह्यूमनॉइड रोबोट ASIMO पर शोध शुरू किया, और 2000 में, पहली पीढ़ी के ASIMO मॉडल को जारी किया गया, जो एक उच्च एकीकृत तकनीकी चरण में ह्यूमनॉइड रोबोट के प्रवेश को चिह्नित करता है।

 

डायनेमिक परफॉर्मेंस ब्रेकथ्रू स्टेज (2000-2020): 2016 में, संयुक्त राज्य अमेरिका के बोस्टन डायनेमिक्स ने द्विपाद रोबोट एटलस जारी किया, जो अपनी शक्तिशाली संतुलन क्षमता और बाधा-पार प्रदर्शन के साथ, डायनेमिक मूवमेंट और कार्य निष्पादन में नई ऊंचाइयों तक पहुंच गया। खतरनाक वातावरण.

 

प्रारंभिक औद्योगीकरण चरण (2020-वर्तमान): 2022 में, टेस्ला ने टेस्ला एआई दिवस पर अत्यधिक एकीकृत कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मोटर ड्राइव तकनीक का प्रदर्शन करते हुए ह्यूमनॉइड रोबोट प्रोटोटाइप ऑप्टिमस लॉन्च किया। ऑप्टिमस का 2023 संस्करण ऑब्जेक्ट वर्गीकरण और सटीक संतुलन में सक्षम है, जो दर्शाता है कि ह्यूमनॉइड रोबोट धीरे-धीरे व्यावहारिक अनुप्रयोग की ओर बढ़ रहे हैं।

 

1.3 ह्यूमनॉइड रोबोट और मोटर प्रौद्योगिकी का गहन एकीकरण

ह्यूमनॉइड रोबोट का निरंतर विकास मोटर प्रौद्योगिकी के समर्थन से अविभाज्य है। रोबोट संयुक्त ड्राइव के मुख्य घटक के रूप में, मोटर्स न केवल रोबोट के गति प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं बल्कि इसके लचीलेपन और स्थायित्व को भी प्रभावित करते हैं। अपनी उच्च परिशुद्धता, कम ऊर्जा खपत और विश्वसनीयता के साथ, मोटर ड्राइव धीरे-धीरे ह्यूमनॉइड रोबोट के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला बिजली समाधान बन गया है। इस बीच, हल्के वजन, उच्च दक्षता और कम जड़ता जैसे फायदों के साथ कोरलेस मोटर्स, ह्यूमनॉइड रोबोट के तेजी से विकास के लिए महत्वपूर्ण तकनीकी सहायता प्रदान कर रहे हैं।

 

भविष्य में, प्रौद्योगिकी में और अधिक प्रगति के साथ, ह्यूमनॉइड रोबोट विभिन्न जीवन परिदृश्यों में अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाएंगे, जिससे वैश्विक आर्थिक और सामाजिक विकास में नई जीवन शक्ति का संचार होगा। यह मोटर बाज़ार, विशेषकर कोरलेस मोटर बाज़ार को एक नया और बहुप्रतीक्षित नीला सागर बनाता है।

 

1.4 ह्यूमनॉइड रोबोट संरचना: प्रमुख घटकों का विश्लेषण

ह्यूमनॉइड रोबोट की मुख्य संरचना को तीन मुख्य मॉड्यूल में विभाजित किया जा सकता है: एक्चुएटर्स, कंट्रोलर और सेंसर। मोटर, रिड्यूसर और सेंसर जैसे प्रमुख घटक रोबोट के प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं। नीचे इन घटकों का विस्तृत विश्लेषण दिया गया है:

 

1.4.1 मोटर

मोटर ह्यूमनॉइड रोबोट गति निष्पादन का मूल है, जिसमें सर्वो मोटर्स, स्टेपर मोटर्स, टॉर्क मोटर्स और गोलाकार मोटर्स शामिल हैं। उनमें से, टोक़ मोटर्स को मध्यम और कम गति पर उच्च टोक़ प्रदान करने की क्षमता के कारण कम गति, उच्च टोक़ मांगों वाले ह्यूमनॉइड रोबोट जोड़ों के लिए आदर्श माना जाता है। हालाँकि, उनके अनुसंधान और उत्पादन की कठिनाई अपेक्षाकृत अधिक है, जिसके लिए तकनीकी बाधाओं में सफलता की आवश्यकता है।

 

1.4.2 रेड्यूसर

हार्मोनिक रिड्यूसर को उनकी कॉम्पैक्ट संरचना, उच्च ट्रांसमिशन अनुपात और बेहतर परिशुद्धता के लिए व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है, जो उन्हें रोबोट संयुक्त घटकों के लिए एक आम पसंद बनाता है। हालाँकि, उनके स्थायित्व और जीवनकाल में अभी भी सुधार की गुंजाइश है।

 

1.4.3 सेंसर

रोबोट में सेंसर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, विशेष रूप से टॉर्क सेंसर, जो संयुक्त डिजाइन का एक अनिवार्य हिस्सा हैं। ये सेंसर, मोटर और रिड्यूसर के संयोजन में, संयुक्त असेंबली बनाते हैं और सटीक गति नियंत्रण और बल प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं।

 

1.4.4 ऊपरी अंग ड्राइव विधि

ऊपरी अंग ज्यादातर बॉल स्क्रू डिज़ाइन का उपयोग करते हैं, जो गेंदों की पारस्परिक गति को स्क्रू की रैखिक गति में परिवर्तित करते हैं। बेल्ट या चेन ड्राइव की तुलना में, बॉल स्क्रू में कम घर्षण, कम संचालन और रखरखाव लागत और उच्च परिशुद्धता होती है।

 

1.4.5 निचला अंग ड्राइव विधि

प्लैनेटरी रोलर स्क्रू, जो बाहरी बल प्रभाव के प्रतिरोध और लंबी सेवा जीवन के लिए जाने जाते हैं, निचले अंग ड्राइव के लिए मुख्य विकल्प बन गए हैं, विशेष रूप से जटिल चाल नियंत्रण आवश्यकताओं को संभालने के लिए उपयुक्त हैं।

 

1.4.6 हाथ का जोड़

हाथ के जोड़ आमतौर पर कोरलेस मोटर का उपयोग करते हैं। इन मोटरों का डिज़ाइन सरल है, ये हल्के हैं और उंगलियों की गति के लिए आदर्श ड्राइव घटक हैं, जो बेहतर नियंत्रण को सक्षम करते हैं।

 

इसके अलावा, रैखिक और रोटरी जोड़ों के लिए बीयरिंग विकल्पों में कोणीय संपर्क बीयरिंग, क्रॉस रोलर बीयरिंग और गहरी नाली बॉल बीयरिंग शामिल हैं। ये घटक मिलकर रोबोट का हल्कापन, सटीकता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हैं।

 

 

मोटर ड्राइव के बुद्धिमान लाभ

हाइड्रोलिक ड्राइव की तुलना में, मोटर ड्राइव गति नियंत्रण में विशेष रूप से उत्कृष्ट बुद्धिमान प्रदर्शन प्रदर्शित करते हैं। उदाहरण के लिए, टेस्ला का ह्यूमनॉइड रोबोट उच्च-टॉर्क घनत्व सर्वो मोटर तकनीक को अपनाता है, जिसका बुद्धिमान गति नियंत्रण पारंपरिक हाइड्रोलिक सिस्टम से कहीं अधिक है। यह डिज़ाइन न केवल नियंत्रण परिशुद्धता सुनिश्चित करने के लिए गति स्थिति की वास्तविक समय प्रतिक्रिया की अनुमति देता है बल्कि लागत को अपेक्षाकृत कम रखता है, जिससे यह बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है।

 

सर्वो मोटर्स के लिए प्रदर्शन आवश्यकताएँ

रोबोट एक्चुएटर्स के मूल के रूप में, सर्वो मोटर्स को निम्नलिखित प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता है:

• तेज़ प्रतिक्रिया: उच्च-गतिशील वातावरण के अनुकूल होने के लिए सर्वो मोटर्स को जल्दी से शुरू और बंद करने की आवश्यकता होती है।
• उच्च प्रारंभिक टॉर्क-से-जड़ता अनुपात: सर्वो मोटर्स को कम घूर्णी जड़ता बनाए रखते हुए उच्च प्रारंभिक टॉर्क प्रदान करना चाहिए।
• निरंतर नियंत्रण और रैखिक विशेषताएं: सटीक निष्पादन सुनिश्चित करने के लिए नियंत्रण सिग्नल में परिवर्तन के साथ मोटर की गति को लगातार समायोजित करने की आवश्यकता होती है।
• कॉम्पैक्ट डिज़ाइन: रोबोट के कॉम्पैक्ट स्थानिक लेआउट में फिट होने के लिए सर्वो मोटर्स आकार में छोटी और हल्की होनी चाहिए।
• स्थायित्व और अधिभार क्षमता: सर्वो मोटर्स को लगातार आगे और पीछे के घुमाव और त्वरण/मंदी संचालन का सामना करना होगा, और छोटी अवधि के लिए रेटेड लोड से कई गुना अधिक भार सहन करना होगा।

ये विशेषताएँ सर्वो मोटर्स को रोबोटिक्स के क्षेत्र में अपरिहार्य बनाती हैं, जो रोबोट में उच्च बुद्धिमत्ता और स्थिरता की नींव रखती हैं।

 

जारी रखें पढ़ रहे हैं: रोबोट गति का हृदय - परिशुद्धता में मोटरों की निर्णायक भूमिका - भाग 2