logo3.gif (702 bytes)

arrow7.gif (1098 bytes)


නූතන රොබෝ තාක්‌ෂණය සමග වෙනස්‌ වන ලෝකය

ලොව වේගයෙන් දියුණු වන තාක්‌ෂණයන් අතරින් රොබෝ තාක්‌ෂණය හිමි කරගන්නේ මූලික ස්‌ථානයකි. ඉංජිනේරු තාක්‌ෂණයේ එක්‌ ප්‍රධාන අංගයක්‌ වන මෙහි රොබෝවන් සැලසුම් කිරීම, නිර්මාණය, ක්‍රියා කරවීම සහ විවිධ කටයුතු සඳහා යොදාගැනීම ඇතුළත් වේ.

බොහෝ විට 'රොබෝවන්' ලෙස හැඳින්වූ විට අපට සිහි වන්නේ මනුෂ්‍යයන් මෙන් කටයුතු කිරීමට හැකි අයුරින් නිපදවූ 'යන්ත්‍ර' වුවත් අද මෙය වෙනස්‌ වී, එක්‌ එක්‌ කාර්යයට විශේෂ වූ රොබෝවරුන් දැකිය හැකි ය. මිනිසුන්ට කිරීමට අපහසු බොහොමයක්‌ කටයුතු මේ යන්ත්‍රානුසාර බුද්ධියට කිරීමට ඇති හැකියාව, රොබෝ තාක්‌ෂණය මෙතරම් ප්‍රචලිත වීමට හේතුව වී ඇත. බෝම්බ හඳුනාගැනීම සහ නිෂ්ක්‍රිය කිරීම, මිනිස්‌ සිරුරේ අභ්‍යන්තරය ගවේෂණය කිරීම, සැත්කම් සිදු කිරීම සහ ඔත්තු බැලීම යනාදිය මේ තාක්‌ෂණය යොදාගන්නා අවස්‌ථා කිහිපයකි.

මානවරුපී සහ සත්ත්වරූපී රොබෝවන්

මානවරුපී රොබෝවන් යනු මිනිසා ගේ බාහිර ස්‌වරූපයට සමාන වන ලෙස නිමවූ රෝබෝවන් ය. මේවායේ පෙනුම, අංග චලන සහ ක්‍රියාකාරකම් බොහෝ දුරට මිනිසාට සමාන වන ලෙස නිර්මාණය කෙරේ. සුප්‍රසිද්ධ RoboCup තරගාවලිය සඳහා ඉදිරිපත් කෙරුණු ‘Nao' මිනිසා ගේ එදිනෙදා සහායට සහ සන්නිවේදනයට නිර්මාණය වූ මානවරුපී රෝබෝවෙකි. Asimo යනු ජපානයේ නිෂ්පාදිත තවත් එවන් රෝබෝවෙකි.



මිනිස්‌ සිරුරේ හැඩයට සහ ජෛව යාන්ත්‍රණයට අනුගත ව මොවුන් ක්‍රියාත්මක කෙරේ. මිනිසා ගේ චලන, හැගීම් ප්‍රකාශන, විශේෂයෙන් ඇස්‌ හා මුඛය අනුකරණය කිරීම මේවායේ විශේෂත්වයයි. සංවේදක (sensors) භාවිතයෙන් පරිසරයෙන් ලබාගන්නා තොරතුරු විශ්ලේෂණය කර බුද්ධිමත් සහ අවස්‌ථානුකූල තීරණ ගැනීම සහ ක්‍රියාත්මක වීම මේ ඕනෑ ම රොබෝ සම්බන්ධ පර්යේෂණයක අරමුණයි.

රෝබෝවන්ට පරිසරයෙන් තොරතුරු ලබාගැනීමට සංවේදක (sensors) උපයෝගී කරගැනේ. එසේ ම ක්‍රියාකාරකම් සිදු කිරීමට අවශ්‍ය චලන උත්පාදනය කරනු ලබන්නේ actuators නම් උපාංගවලිනි. actuators ලෙස භාවිත වන්නේ චාලක යන්ත්‍ර ය (motors).

මීට අමතරව රොබෝ සත්ත්වයන් ද දැකිය හැකි ය. රොබෝ සත්ත්වයන් නිර්මාණයේ අරමුණු කිහිපයක්‌ ම ඇත. සතුන් ගේ සංචරණය, පරිණාමය සහ ඇතැම් සතුන්ට පමණක්‌ ආවේනික හැකියාවන් අධ්‍යයනය කිරීම මින් එකකි. කොරියාවේ නිර්මිත Crabster නමැති කකුළුවකු ගේ ස්‌වරූපය ඇති රොබෝට රළු මුහුදේ නො පෙරළී, චලන පාලනය කරගත හැකි ය. ජලයේ සැඩ බව පහ වන තුරු ස්‌ථායී ව පැවතීමට හැකි ය. මෙවන් අවස්‌ථාවක දී රළු ජලයේ නො පෙරළී ගමන් කිරීමේ හැකියාව කකුළුවා ගේ චලනය අනුකරණයෙන් ලබාගත්තකි.



ඉහත රූපයේ ඇති රොබෝ කෘමියා කෘත්‍රිම පරාගණයට සහාය විය හැකි ලෙස නිර්මාණය කර ඇත. මෙයින් තර්ජනයට ලක්‌ ව ඇති ශාක පරාගණය මගින් ව්‍යාප්ත කිරීමට රුකුලක්‌ ලැබේ. එහෙත් රොබෝ කෘමීන් වඩාත් යොදාගැනෙන්නේ ඔත්තු බැලීමට අධාරකයක්‌ ලෙසිනි. ඇතැම් රටවල් මෙවන් කෘමීන් යොදාගෙන රහස්‌ ඔත්තු සේවා ක්‍රියාත්මක කරන බවට මතයක්‌ පවතී.



Boston Dynamics ආයතනයෙන් දියුණු කරන ලද BigDog රොබෝ තාක්‌ෂණයේ වැදගත් කඩඉමක්‌ සලකුණු කළ අවස්‌ථාවකි. මෙයට, බොරළු, ගල් සහිත පරිසරයක, කඳු බෑවුම්වල මෙන්ම හිමේ නො පෙරළී ගමන් කළ හැකිවාක්‌ මෙන්ම කිලෝ විස්‌සක්‌ පමණ ගෙන යා හැකි ය. හමුදා සෙබළකුට ආසන්න හැසිරීමක්‌ මේ රොබෝ පෙන්වයි. එමෙන් ම සෙබළකු එක්‌ අවස්‌ථාවකට ගෙන යන බරට සමාන බරක්‌ ගෙන යා හැකි ය. සුළග, පහර දීම් ආදී බාහිර ආවේගවලට සමබරතාව නො ගිලිහී ගමන් කිරීමට මෙයට හැකි ය. රළු කාලගුණයන්ට මුහුණ දීමට හැකි ලෙස මෙය නිපදවා ඇත.

ඉහත දැක්‌වූයේ රොබෝ තාක්‌ෂණය යොදාගත් දහස්‌ සංඛ්‍යාත අවස්‌ථා අතුරින් අල්පයක්‌ පමණි. මීට අමතරව අඩු වියදමින්, ඒක කාර්ය රොබෝවන් වෙළෙඳපොළෙන් ලබාගැනීමේ හැකියාව ඇත. නිවෙස්‌ ජාල, ජල තටාක පිරිසිදු කිරීම ආදියට මෙන්ම කුඩා ළමයින්ට ක්‍රීඩා හා ඉගෙනුම් ආධාරකයක්‌ ලෙස මේ රොබෝ පද්ධති භාවිත කළ හැකි ආකාර විවිධ වේ. මේවා ක්‍රියාත්මක වන භෞතික සිද්ධාන්ත, සංවේදක සහ පරිගණක කේත ඒවා උපයෝගී කරගන්නා කාර්ය අනුව වෙනස්‌ වේ. විද්යුත් සහ ඉලෙක්‌ට්‍රොනික උපාංග වෙනුවට වායව යාන්ත්‍රණය (pneumatic mechanism) ද අද බහුලව භාවිත වේ. මේවායේ චලන සිදු කෙරෙන්නේ විද්යුත් ධාරාවක්‌ වෙනුවට වායු ධාරාවක්‌ මගිනි. කර්මාන්තශාලාවල බරැති නිෂ්පාදන එහා මෙහා ගෙන යැමට භාවිත කරන රොබෝ අත් ක්‍රියාත්මක කිරීමට මේ වායව යාන්ත්‍රණය භාවිත කෙරේ. වාතය මගින් පීඩනය සම්ප්‍රේෂණය කොට අඩු බලයකින් වැඩි කාර්යයක්‌ කරගැනීම මේ තාක්‌ෂණය යොදාගැනීමේ අරමුණයි.



ඉහත සඳහන් නො කළ තවත් රොබෝ වර්ගයක්‌ නම් කාර්මික රොබෝවන් ය. මේවා භාවිත කෙරෙන්නේ කර්මාන්තශාලාවල ද්‍රව්‍ය ඇසිරීමට සහ මිනිසුන්ට ළගා විය නොහැකි හෝ අනතුරු සහිත හෝ ස්‌ථානවල කටයුතු සිදු කිරීමට ය. Kuka සහ Puma යනු ප්‍රසිද්ධ කාර්මික රෝබෝවන් ය. ද්‍රව්‍ය හැසිරවීමේ පහසුව තකා මේවා රොබෝ අත් ආකාරයට නිපදවා ඇත. මිනිසා ගේ අත අනුකරණය කරමින් මෙය නිර්මාණය කර ඇති අතර ඒවාට භ්‍රමණ චලිතවලට අමතරව රේඛීය චලිත ද සිදු කළ හැකි ය. මීට අමතරව පහත රූපයේ දක්‌වා ඇත්තේ Titanic චිත්‍රපටයේ මුහුද යට කැණීම සිදු කිරීමට භාවිත කළ රොබෝ අත් යුගලයයි. මිනිසුන්ට ළගා විය නොහැකි ස්‌ථානවලට ළගා වීමටත් සියුම් කටයුතු සිදු කිරීමටත් මේවා භාවිත කෙරේ.



රොබෝ අත්වල වැදගත් ම වන්නේ එහි කෙළවර ඇති gripper නම් කොටසයි. එනම් මිනිස්‌ අතේ ඇගිලිවලට සමාන කොටසයි. රොබෝ යොදාගන්නා කාර්යය අනුව මෙය නිර්මාණය කරන ආකාරය වෙනස්‌ වේ. සාමාන්‍ය ද්‍රව්‍ය හැසිරවීමේ කාර්යයන් සඳහා ඇගිලි ආකාරයටත් ඇතැම් විට රික්‌තයක්‌ යොදාගෙන ද්‍රව්‍ය ඇදගැනීමටත් මේවා නිර්මාණය කෙරේ. ඊට අමතරව පෑස්‌සුම්වලට ගන්නා grippers වල පෑස්‌සුම් උපකරණ සහිත ව ද, තීන්ත ආලේපනයට ගන්නා ඒවායේ තීන්ත ඉසිනයක්‌ සහිත ව ද grippers සැලසුම් කර ඇත. මානවරුපී රොබෝවන් ගේ අත මිනිස්‌ අතට සමාන ලෙස ඇගිලි පහක්‌ සහිත ව, ඒවා නැවිය හැකි ලෙස ක්‍රියාත්මක කෙරේ. රොබෝ ගේ යාන්ත්‍රණය පහසු වන්නේ actuators මගිනි. මිනිසා ගේ පේශිවලට සමාන කාර්යය සිදු කරන්නේ මේවා මගිනි. එමෙන් ම රොබෝ ගේ දෘෂ්ටිය ලබාගැනීමට අධෝරක්‌ත හෝ වර්ණ කැමරා භාවිත වේ.

විද්‍යා ප්‍රබන්ධ රචක අයිසැක්‌ ඇසිමෝව්ට අනුව රොබෝ විද්‍යාවේ රීති තුනක්‌ වේ.

1. රොබෝවෙක්‌ ක්‍රියා කිරීමෙන් මිනිසකුට හානියක්‌ සිදු නො කළ යුතු අතර අවශ්‍ය පරිදි ක්‍රියා නො කිරීමෙන් මිනිසකු හානියට පත් වීම වැළැක්‌විය යුතු ය.

2. පළමු රීතියට පටහැනි නො වන තාක්‌ මනුෂ්‍යයකු විසින් දෙනු ලැබූ විධාන රොබෝ විසින් පිළිපදිනු ලැබිය යුතු ය.

3. පළමු සහ දෙවැනි රීතිවලට පටහැනි නො වන තාක්‌ රොබෝවකු තමන් ගේ පැවැත්ම තහවුරු කරගත යුතු ය.

මේ රීති වර්තමානය වන විට වෙනස්‌කම්වලට බඳුන් වී ඇතත්, රොබෝ තාක්‌ෂණය කිසිවකුටත් හානියක්‌ නො වන ආකාරයට භාවිත කළ යුතු බව අදටත් වලංගු ය.

බල සැපයුම

බොහොමයක්‌ රොබෝවන් වැඩි සංචරණ කලාපයක චලනය වන නිසා ඒවා ක්‍රියාත්මක කිරීමට බැටරි භාවිත වේ. පහසු මිල, වැඩි ආරක්‌ෂාව සහ ආරෝපණය පවතින කාලය වැඩි වීම හේතුවෙන් මේ සඳහා ලෙඩ් - ඇසිඩ් බැටරි බහුලව භාවිත වේ.

සංචරණය

බොහෝ රොබෝවන් සාදනු ලබන්නේ ඒවාට බාහිර පරිසරයේ චලනය වීමට හැකි පරිදි ය. රෝද සහිත රොබෝවන් බොහෝ විට දැකිය හැකි ය. ඒ චලනයට වඩාත් ම පහසු යාන්ත්‍රණය මෙය වන බැවිනි. එහෙත් සත්ත්ව චලන අනුකරණය කර මීට වෙනස්‌ චලන දක්‌වන රොබෝවන් නිර්මාණය කර ඇත. උදාහරණයක්‌ ලෙස රෝද මගින් ගමන් කර රළු, ඒකාකාරී නො වන බෑවුම් සහිත පරිසරවල දී රෝල් වී පෙරළී යන රොබෝවන් ඇත. චලනය වඩාත් පහසු සහ සරල කිරීමට මේ යාන්ත්‍රණවලට හැකි ය. Snaking යනු ද චලනය වන තවත් ආකාරයකි. මෙවිට සර්පයකු මෙන් පැති සහ රේඛීය චලන සිදු කරමින් සංචරණය සිදු කෙරේ. අමතරව පියාඹන (flying robots), බඩගා ඉහළ නගින (climbing robots) සහ පිහිනන (swimming robots) ආකාර දැකගත හැකි ය. කාලීන යෙදුම් සඳහා tracking තාක්‌ෂණය ද භාවිත කරනු බහුලව දැකිය හැකි ය. මේවායේ රෝදවලට පිටතින් ඇති පථය මගින් එරෙනසුලු, වැලි සහිත පරිසරයක සංචරණය පහසු කෙරේ. යාත්‍රා කිරීම ද තවත් එක්‌ සංචරණ ආකාරයකි.



අද ක්‍රියාත්මක බොහොමයක්‌ රොබෝවන් මිනිසුන් විසින් ක්‍රියාත්මක ඒවා හෝ ස්‌ථිතික (නිශ්චල) පරිසරයක ක්‍රියාත්මක වන ඒවා වේ. එහෙත් ගතික (චලනය වන) පරිසරයක අවස්‌ථානුකූල තීරණ ගනිමින් ක්‍රියාත්මක වන රොබෝවන් දැනට සාර්ථක ලෙස පරීක්‌ෂණ මට්‌ටමේ පවතී. සංචරණය සඳහා විශේෂ වූ ක්‍රමවේද, දෘඪාංග සහ නිරවද්‍යතාව ඉහළ මෘදුකාංග මේවාට අවශ්‍ය වේ. Asimo යනු ඉහළ මට්‌ටමේ සංචරණ දෘඪාංග සහ මෘදුකාංග භාවිත වන රෝබෝවෙකි. මාර්ග සලකුණු සහිත GPS තාක්‌ෂණය, RADAR, video camera හෝ Lidar නම් සංවේදක දත්ත සංචරණයට උපයෝගී කරගැනෙන ක්‍රමවේද කිහිපයකි.

මානව-රොබෝ අන්තර්ක්‍රියා
Human-Robot Interaction

Human-Robot Interaction යනු රොබෝ තාක්‌ෂණයේ බොහෝ සෙයින් කතා බහට, පර්යේණයට ලක්‌ වන මාතෘකාවකි. එනම් රොබෝ සහ මිනිසා අතර ඇති වන අන්තර්ක්‍රියාවයි. මෙහි දී මිනිසාට බොහෝ සෙයින් සමාන හැසිරීමක්‌ දැක්‌වීම අපේක්‌ෂා කෙරේ. සන්නිවේදනය, තීරණ ගැනීම, අවස්‌ථානුකූල ප්‍රතික්‍රියා දැක්‌වීම ආදි සියලු කටයුතුවල දී බුද්ධිමත් ආකාරයට ක්‍රියාත්මක විය යුතු වේ. භාෂා භාවිතය, හැසිරීම, ඉරියව්, හැගීම් ප්‍රකාශන ආදිය මෙවන් හැසිරීමක්‌ ලබාගැනීමේ දී වඩාත් වැදගත් වේ. වඩාත් ස්‌වාභාවික ආකාරයට අවස්‌ථාවකට මුහුණ දීමට ඉන් හැකියාව ලැබේ. කෘත්‍රිම බුද්ධියේ මුල් අවස්‌ථා ලෙස මේවා හැඳින්විය හැකි ය.



Kismet යනු මුහුණෙන් හැගීම් රාශියක්‌ ඉදිරිපත් කළ හැකි රෝබෝවෙකි.

බොහෝ විට, නිෂ්පාදිත රොබෝවන් භාවිත කරන්නේ රොබෝ තාක්‌ෂණය ප්‍රගුණ කළ පරිසරයක නො වීමට පුළුවන. එම නිසා සාමාන්‍ය ජනයාට ක්‍රියාත්මක කළ හැකි පරිදි ඒවා නිෂ්පාදනය කළ යුතු වේ. මේ සඳහා මිනිසා සමග ඉහත කී පරිදි ස්‌වාභාවික හැසිරීමක්‌ දැක්‌වීම අත්‍යවශ්‍ය වේ. එමෙන් ම, මිනිසා ගේ හැසිරීම් තේරුම්ගැනීම ද අවශ්‍ය ම වේ. ඒ නිසා රොබෝවරුන් නිමැවීමේ දී ඒවා අවම නිපුණත්වයකින් ක්‍රියාත්මක කිරීමට හැකි විය යුතු වේ. මේ සඳහා මිනිස්‌ කටහඩ සහ වචන හඳුනාගැනීම ඉතා වැදගත් ය. හඩ විශාල පරාසයක වෙනස්‌ වන නිසා යන්ත්‍රයකට එය හඳුනාගැනීම අපහසු ය. එක ම පුද්ගලයා විසින් කථා කරනු ලැබූවක්‌ වුව ද තාරතාව, ස්‌වරය, උච්චාරණය අනුව විවිධාකාර ලෙස ශ්‍රවණය වේ. වර්තමානයේ දියුණු කරනු ලැබූ පද්ධතිවලට වැඩි නිරවද්‍යතාවකින්, අඛණ්‌ඩ වාක්‍ය මිනිත්තුවට වචන 150ක පමණ ශීඝ්‍රතාවකින් හඳුනාගත හැකි ය. මෙහි දී මිනිසා ගේ වචන හඳුනාගැනීමට වඩා අභියෝගාත්මක වන්නේ, අවස්‌ථානුකූල වචන ගලපා, අර්ථවත් වාක්‍ය මඟින් සන්නිවේදනය කිරීමට හැකි රොබෝ පද්ධති නිර්මාණය කිරීමයි. අතින් පෙන්වනු ලැබූවක්‌ නිවැරැදි ව තේරුම්ගැනීම වැනි හැකියාවන් ද මෙහි දී වැදගත් වේ. අමතරව, 'කුඩා', 'ලොකු' වැනි සාපේක්‌ෂ සිද්ධීන් තේරුම්ගැනීම ද වැදගත් ය. මෙවන් හැකියාවන් රොබෝවන් තුළ වර්ධනය කිරීමට මනුෂ්‍ය හැසිරීම මනා ලෙස අධ්‍යයනය කර තිබිය යුතු වේ. රෝබෝ ගේ පෞරුෂය සඳහා ශබ්දය, හැගීම් ප්‍රකාශන සහ අභිනය (body language) පිටිවහලක්‌ වේ.

අදාළ කටයුතු සිදු කිරීමට රොබෝ ගේ යාන්ත්‍රික අවයව පාලනය කළ යුතු වේ. ඊට අවස්‌ථාව තේරුම්ගැනීම, දත්ත සැකසීම සහ ක්‍රියාත්මක වීම යන අවධි 3 පසු කළ යුතු ය. මෙහි පළමු පියවර සඳහා පරිසරයෙන් තොරතුරු ලබාගන්නේ පෙර සඳහන් කළ සංවේදක (sensors) හරහා ය. මෙලෙස ලබාගන්නා තොරතුරු සකසා හෝ ගබඩා කරගෙන හෝ අවශ්‍ය ගණනය කිරීම් සිදු කෙරේ. ඉන් පසු ක්‍රියාවලියට අදාළ ලෙස actuators ක්‍රියා කරවීම සඳහා සංඥා (signals) යවනු ලැබේ. මේ මගින් අවශ්‍ය ලෙස යාන්ත්‍රික කොටස්‌ චලනය කරවාගත හැකි ය. ඇතැම් විට එක්‌ සංවේදකයකින් ලබාගන්නා දත්ත දෝෂ සහිත විය හැකි ය. පරිසරයෙන් ලැබෙන වෙනත් සංඥා ද සංවේදකයේ ආදානයට එකතු වීම මීට හේතුවයි. ඉන් ඇති විය හැකි දෝෂ වැළැක්‌වීමට sensor fusion නම් ක්‍රමය භාවිත වේ. මෙහි දී, එකිනෙකට ස්‌වායත්තව ක්‍රියාත්මක වන සංවේදක කිහිපයකින් දත්ත ගෙන ඒවා සියල්ල සලකා බලා අවසාන ප්‍රතිඵලය තීරණය කරනු ලැබේ. රොබෝ ගේ චලිතය නිර්ණය කිරීමට චලන සැලසුම් ශිල්ප ක්‍රම (motion planning techniques) භාවිත කෙරේ. පරිසරයේ සිතියමක්‌ ගොඩනගාගැනීමට, බාධකවල නො හැපී ගමන් කිරීමට අවශ්‍ය තීරණ ගැනීමට අදාළ තොරතුරු මෙහි ඇත.

ශ්‍රී ලංකාවේ ද රොබෝ තාක්‌ෂණයේ යෙදීම් බහුලව දැකිය හැකි ය. සංදර්ශනවල රූපගත කිරීම්, වීඩියෝ දර්ශන ලබාගැනීමට භාවිත කරන quadcopters සියලු දෙනා ම පාහේ දැක ඇති උදාහරණයකි. මීට අමතරව ආබාධිත පුද්ගලයන්ට ආධාරක ලෙස, බෝම්බ නිෂ්ක්‍රිය කිරීම ආදියට ද මේ තාක්‌ෂණය අප රටේ භාවිත වේ. මානවරූපී හෝ සන්නිවේදනයට යොදාගන්නා රොබෝවරුන් භාවිතය තවමත් අප රටේ ප්‍රචලිත ව නොමැත්තේ ඒවායේ මිල අධික බව නිසා ය.

චාපා සිරිතුංග