logo3.gif (702 bytes)

arrow7.gif (1098 bytes)


ශ්‍රී ලංකාවේ නිර්මාණය කළ මීමැස්‌සකු ආකාරයෙන් මාර්ගය සොයාගන්නා රොබෝව

ශ්‍රී ලංකා තරුණ විද්‍යාඥයන් ගේ ඇකඩමිය (SLAYS) මඟින් ජාතික විද්‍යා පදනම (NSF) සහ විද්‍යා, තාක්‌ෂණ හා නවෝත්පාදන සම්බන්ධීකරණ ලේකම් කාර්යාලය (COSTI ආයතනය) සමඟ එක්‌ ව සංවිධානය කළ 3MT තරගයේ (3 Minute Thesis Competition) අවසන් වටය සඳහා තේරුණු තරුණ විද්‍යාඥයන් ගේ පර්යේෂණ පිළිබඳ තොරතුරු මේ ලිපි පෙළ මඟින් ඉදිරිපත් කෙරෙයි.

වර්තමානය වන විට රොබෝ තාක්‌ෂණය ලෝකයේ ශීඝ්‍රයෙන් ව්‍යාප්ත වෙමින් පවතිනවා. මිනිසුන් විසින් ඉටු කරන ලද සැලකිය යුතු කාර්යයන් ප්‍රමාණයක්‌ අද සිදු කරන්නේ රොබෝවරුන් අතින්. දැනට ලොව පුරා සිටින රොබෝවරුන් සංඛ්‍යාව මිලියනයකට ළඟා වෙමින් පවතිනවා. වෙනස්‌ වන ලෝකය සමඟ උරෙන් උර ගැටීමට ශ්‍රී ලංකාව ද රොබෝ තාක්‌ෂණය භාවිතයට වැඩි වශයෙන් යොමු විය යුතු කාලය දැන් පැමිණ තිබෙනවා.

මේ වාතාවරණය තුළ අද අප ශ්‍රී ලාංකීය පර්යේෂණ තුළින් කතාබහ කරන්නේ මී මැස්‌සකු ආකාරයෙන් මාර්ගය සොයාගත හැකි ලෙස නිර්මාණය කළ රොබෝවකු පිළිබඳවයි. මේ නවමු නිර්මාණය සාර්ථක ව නිර්මාණය කර තිබෙන්නේ කොළඹ විශ්ව විද්‍යාලයයේ පර්යේෂකයන් පිරිසක්‌.

මී මැස්‌සකු ආකාරයෙන් චලනය වන රොබෝව නිපදවූ තරුණ විද්‍යාඥ ආචාර්ය ගයාන් ඉලේපෙරුම වර්තමානයේ ශ්‍රී ලංකා විවෘත විශ්වවිද්‍යාලයයේ, භෞතික විද්‍යා අංශයේ කථිකාචාර්යවරයකු ලෙස සේවය කරනවා. ඔහු ඉලෙක්‌ට්‍රොනික විද්‍යාව, කෘත්‍රිම බුද්ධිය (Artificial Intelligence) සහ සොබානුකරණය (Biomimicry) යන විෂය ක්‌ෂේත්‍රයන් අධ්‍යයනයට හා ඒ පිළිබඳ පර්යේෂණ පැවැත්වීමට උනන්දුවක්‌ දක්‌වනවා.

මේ පර්යේෂණය සහ රොබෝ තාක්‌ෂණය සම්බන්ධයෙන් විදුසර යොමු කළ ප්‍රශ්න සඳහා ආචාර්ය ගයාන් ඉලේපෙරුම අදහස්‌ දක්‌වා සිටියේ මෙලෙසයි.

මේ පර්යේෂණය සඳහා ඔබ යොමු වුණේ කෙසේ ද?

මෙය මා ආචාර්ය උපාධිය සඳහා සිදු කළ පර්යේෂණයේ කොටසක්‌. අප දන්නවා රොබෝ තාක්‌ෂණය ලෝකයේ වේගයෙන් ව්‍යාප්ත වන බව. එම තාක්‌ෂණය භාවිත වන ක්‌ෂේත්‍ර ගණන දිනෙන් දින වැඩි වනවා. බොහෝ රොබෝවන් ඉතා මිල අධික එමෙන් ම සංකීර්ණ නිපැයුම්. එහෙත් මේ රොබෝවන් මුහුණ දෙන සමහර ගැටලු සොබාදහම ඉතාම සරල ව අපූර්ව ලෙස විසඳා තිබෙන ආකාරය අපට දකින්නට පුළුවන්. මේ පර්යේෂණයට මූල බීජය වූයේත් එවන් එක්‌ නිරීක්‌ෂණයක්‌. ජංගම රොබෝවන් මුහුණ දෙන ප්‍රධාන අභියෝගයක්‌ වන්නේ ස්‌වයංක්‍රීය ව බාධක මඟහැරීමයි. දැනට භාවිතයේ පවතින බොහෝ රොබෝවන් මේ සඳහා මිල අධික සංකීර්ණ ක්‍රම යොදාගන්නවා. අප ගේ පර්යේෂණයේ මූලික අරමුණ වූයේ මීමැස්‌සන් බාධක මඟහැරීමට භාවිත කරන 'දෘෂ්ටීය ප්‍රවාහය සමතුලිත කිරීමේ' (Optical Flow Balancing) උපක්‍රම අධ්‍යයනය කිරීමත්, එම ක්‍රම පදනම් කරගෙන ජංගම රොබෝවකු නිපදවීමත්.

ජංගම රොබෝ උපකරණ (Mobile Robots) යනුවෙන් අර්ථ දක්‌වන්නේ මොනවා ද?

එක්‌ ස්‌ථානයක සිට තවත් ස්‌ථානයකට ගමන් කළ හැකි රොබෝවකු ජංගම රොබෝවකු ලෙස සරල ව හැඳින්විය හැකියි. අති නවීන ෙඩ්‍රාaන යානවල (Drones) සිට ළමයින් ගේ ක්‍රීඩා භාණ්‌ඩ දක්‌වා විශාල පරාසයක මේවා පැතිර පවතිනවා. හදිසි ආපදා සහන සේවා, විනෝදාස්‌වාදය, යුද කටයුතු, කර්මාන්තශාලා, ජංගම රොබෝවන් භාවිත වන ක්‌ෂේත්‍ර කීපයක්‌.

ජංගම රොබෝ උපකරණ (Mobile Robots)වලට ස්‌වයංක්‍රීය බාධක මඟහැරීම (Autonomous Obstacle Avoidance) වැදගත් වන්නේ ඇයි?

සමහර රොබෝවන් දුරස්‌ථ පාලක මඟින් පාලනය කළ හැකියි. එහෙත් මෙය යොදාගත නොහැකි අවස්‌ථා තිබෙනවා. උදාහරණයක්‌ ලෙස අඟහරු ග්‍රහයා මත ගමන් කරන රෝවරයක්‌ ගැන සිතන්න. දුර අනුව අපට විද්යුත් චුම්බක තරංග මඟින් පණිවිඩ හුවමාරුවට මිනිත්තු 40කට අධික කාලයක්‌ ගත විය හැකියි. එබැවින් එවැන්නක්‌ දුරස්‌ථ පාලකයක්‌ මඟින් පාලනය අපහසුයි. රොබෝ තාක්‌ෂණයේ නව පිටුවක්‌ වන Swarm Robotics සලකන්න. මෙහි දී තනි විශාල රොබෝවකු වෙනුවට, කුඩා රොබෝවන් දහස්‌ ගණනක්‌ මුදා හරිනවා. එහෙත් එක්‌ එක්‌ රොබෝව වෙන වෙන ම පාලනය කිරීම ප්‍රායෝගික නැහැ. එබැවින් රොබෝවකට තනි ව ම බාධක මගහැරගෙන යැමේ හැකියාව ඉතා වැදගත්. සාමාන්‍ය රොබෝවකට වුවත් මේ හැකියාව ලබා දීම මඟින් පාලනය පහසු වනවා.



දෘෂ්ටීය ප්‍රවාහය (Optical Flow) සහ මීමැස්‌සන් එය භාවිත කරන ආකාරය අපට විස්‌තර කරන්න.

මම මෙය ප්‍රායෝගික අත්දැකීමකින් පැහැදිලි කරන්නම්. අප වාහනයක ඉදිරියට යන විට අප අවට තිබෙන දේ පසුපසට යන සේ පෙනෙනවා. මෙලෙස අප අත්දකින චලනය, දෘෂ්ටීය ප්‍රවාහය ලෙස සරල ව හැඳින්විය හැකියි. වඩාත් ම වැදගත් කරුණ වන්නේ වස්‌තුවක්‌ ආසන්න වත් ම එමඟින් ඇති වන ප්‍රකාශ ප්‍රවාහයේ විශාලත්වය වැඩි වීමයි. උදාහරණයක්‌ වශයෙන් අපට අසල ඇති නිවසක්‌ වේගයෙන් පසුපසට යන ලෙස පෙනෙනවා. එහෙත් දුරින් ඇති ගසක්‌ චලනය වන සේ පෙනෙන්නේ සෙමින්. ඉතා ඈතින් ඇති සඳ හෝ තරු වැනි වස්‌තූන් චලනය වන සෙයක්‌ පෙනෙන්නේ නෑ. මේ කරුණ අපට බාධක මගහැරීමට යොදාගත හැකියි. මීමැස්‌සන් ඇතුළු බොහෝ කෘමි සතුන් මේ ක්‍රමය භාවිත කරනවා. මීමැස්‌සා සිදු කරන්නේ වම්පස සහ දකුණුපස ඇති වන දෘෂ්ටීය ප්‍රවාහ සමතුලිත කිරීමයි. යම් කිසි බාධකයක්‌ වම් පස පවතී නම් එම පැත්තේ ඇති වන ප්‍රකාශ ප්‍රවාහය අධිකයි. එවිට එය සමතුලිත වන තුරු මීමැස්‌සා දකුණුපසට චලනය වනවා. යම් හෙයකින් දෙපස ම බාධක පවතී නම් දෙපස ම දෘෂ්ටීය ප්‍රවාහය වැඩි වනවා. එවිට මීමැස්‌සා වේගය අඩු කිරීම හෝ ආපසු හැරීම සිදු කරනවා.

වර්තමානයේ ජංගම රොබෝ උපකරණ බාධක මඟහරින්නේ කෙසේ ද? ඔබේ පර්යේෂණය ඒවායින් වෙනස්‌ වන්නේ කවර අයුරින් ද?

වර්තමානයේ බොහෝ ජංගම රොබෝවන් බාධක මගහරින්නේ පහත සඳහන් සංකීර්ණ ක්‍රමය උපයෝගී කරගනිමින්. පළමුව LIDAR වැනි සංවේදක මඟින් අවට නිරීක්‌ෂණය කර බාධක වෙන වෙන ම හඳුනාගනු ලබනවා. දෙවනුව ඒවාට ඇති දුර පදනම් කරගනිමින් අභ්‍යන්තර සිතියමක්‌ නිර්මාණය කරගනු ලබනවා. තෙවනුව ඇල්ගොරිතමයක්‌ භාවිතයෙන් එක්‌ ස්‌ථානයක සිට තවත් ස්‌ථානයකට බාධක මගහැර යා හැකි මාර්ගයක්‌ සිතියමේ තෝරාගන්නවා. අවසානයේ සිදු කරන්නේ එම මාර්ගයේ රොබෝ ගමන් කිරීමයි. මෙය සංකීර්ණ මෙන්ම වියදම් අධික ක්‍රමයක්‌.

දැන් අපි සොබාදහම දෙස බලමු. මීමැස්‌සාට ඇත්තේ මිලි ග්‍රෑම් කිහිපයක මොළයක්‌ පමණයි. එහි නියුරෝන ද ඇත්තේ ඉතා සුළු සංඛ්‍යාවක්‌. මීමැස්‌සා ගේ දෘෂ්ටිය ද දුර්වලයි. ත්‍රිමාන ව දැකීමේ හැකියාවක්‌ නැහැ. මීමැස්‌සන්ට පෙනෙන්නේ අවකාශයේ පැතිරුණු ආලෝක ලප

රැසක්‌ පමණයි. එහෙත් අප දකිනවා ඔවුන් ගේ පියාසැරිය කෙතරම් හොඳ ද කියා. අප මීමැස්‌සා ගේ මේ හැසිරීම අධ්‍යයනය කර එය පදනම් කරගෙන රෝබෝවක්‌ නිපදවූවා. මේ රොබෝවට සංවේදකයක්‌ ලෙස ඇත්තේ අඩු විභේදන බලයක්‌ සහිත තනි කැමරාවක්‌ පමණයි. පාලන ඇල්ගොරිතමය අනියත තර්කනය (Fuzzy Logic) මත පදනම් වූවක්‌. මේ රෝබෝවට ඉතා පහසුවෙන් බාධක මගහැරිය හැකියි. මේ පිවිසුම සාම්ප්‍රදායික ක්‍රමයට වඩා මුළුමනින් ම වෙනස්‌.

ඔබ මේ පර්යේෂණය පැවැත්වූ අයුරු අපට පැහැදිලි කරන්න.

මෙය පියවර කීපයකින් සිදු කරනු ලැබුවා. පළමුව, දැනට මේ පිළිබඳව සිදු කෙරී ඇති සහ සිදු කරමින් පවතින පර්යේෂණ පිළිබඳ හැදෑරීමක්‌ සිදු කළා. ඉන් අනතුරු ව අප විසින් වස්‌තූන්වල දුර, පිහිටීම, සාපේක්‌ෂ චලිතය සහ දෘෂ්ටීය ප්‍රවාහය අතර සම්බන්ධතාවට ගණිතමය ආකෘතියක්‌ (Mathematical Model) නිර්මාණය කළා. මේ ආකෘතිය පදනම් කරගනිමින් පරිගණකයක්‌ තුළ අප ගේ ඇල්ගොරිතමය පරීක්‌ෂා (Computer Simulation) කරනු ලැබුවා. මේ ක්‍රියාවලිය තුළ අප ලබාගත් අත්දැකීම් සහ දත්ත උපයෝගී කරගනිමින් පළමුව රෝද සහිත බිම ගමන් ගන්නා රොබෝවකුත් අනතුරුව පියාසර කළ හැකි රොබෝවකුත් සාදනු ලැබුවා. මේ රොබෝවන් දෙදෙනාට ම දෘෂ්ටීය ප්‍රවාහය උපයෝගී කර ගනිමින් බාධක මගහැරීමේ හැකියාව පවතිනවා. මෙයට අමතර ව ස්‌වයංක්‍රීයව වේගය පාලනය කිරීමේ හැකියාව සහ මතුපිටක්‌ මතට ගොඩ බෑමේ හැකියාව ද මේ තාක්‌ෂණය යොදාගනිමින් අප විසින් සාර්ථක ව අත්හදා බලනු ලැබුවා.

පර්යේෂණවල නිරත වෙද්දී ඔබ මුහුණ දුන් අභියෝග හා ඒවා ජයගත්තේ කෙසේ ද?

මෙහි ප්‍රධාන අභියෝගයක්‌ වූයේ පර්යේෂණයේ විවිධ පියවර නිර්ණය කිරීම සහ පර්යේෂණ ක්‍රමවේදය තීරණය කිරීමයි. මේ සඳහා මාගේ පර්යේෂණයේ අධීක්‌ෂකවරයා ලෙස කටයුතු කළ කොළඹ විශ්වවිද්‍යාලයයේ, භෞතික විද්‍යා අංශයේ, අංශ ප්‍රධාන, මහාචාර්ය උපුල් සොන්නාදර ජ්‍යෙෂ්ඨ කථිකාචාර්යතුමන් මිල කළ නොහැකි මගපෙන්වීමක්‌ ලබා දෙනු ලැබුවා. මේ පර්යේෂණය සාර්ථක කරගැනීමට මූලික හේතුවක්‌ වූයේ එතුමා ගේ අත්දැකීම් සම්භාරය සහ නොමසුරු සහයෝගයයි. මේ පර්යේෂණය කරගෙන යැමට අවශ්‍ය මූල්‍ය ප්‍රතිපාදන ද කොළඹ විශ්වවිද්‍යාලය මඟින් ලබා දෙනු ලැබුවා. ඒ පිළිබඳ ව ද මාගේ ප්‍රණාමය හිමි වනවා.

තාක්‌ෂණය අතින් ගත් විට මෙහි අභියෝග රැසක්‌ ගැබ් වී තිබුණා. විශේෂයෙන් මෙහි දී විවිධ ක්‌ෂේත්‍ර රැසක්‌ පිළිබඳ දැනුම අවශ්‍ය වූවා. උදාහරණයක්‌ ලෙස මීමැස්‌සා ගේ පෙනීම ගැන හැදෑරීමට ජීව විද්‍යාව මෙන් ම භෞතික විද්‍යාව ද අවශ්‍යයි. පරිගණක ක්‍රමලේඛනය මෙන් ම ඉලෙක්‌ට්‍රොනික විද්‍යාව ද රොබෝවකු නිපදවීමට අත්‍යවශ්‍යයි. ගණිතමය ආකෘතියක්‌ සෑදීමේ දී ගණිතය පිළිබඳ දැනුම වැදගත්. එහෙත් උත්සාහය තිබේ නම් මේ සියලු දැනුම එකතු කරගැනීම ගැටලුවක්‌ නො වේ.

කාල කළමනාකරණය මා මුහුණ දුන් තවත් අභියෝගයක්‌. මේ සඳහා මා ගේ පවුලේ සියලු දෙනා ගෙන් ලැබුණු පිටිවහලත්, හිත මිතුරන් ගෙන් ලැබුණු දිරිගැන්වීමත් අමතක කළ නොහැකියි. එමෙන් ම වර්තමානයේ මා සේවය කරන ශ්‍රී ලංකා විවෘත විශ්වවිද්‍යාලයයේ, භෞතික විද්‍යා අංශයේ, අංශ ප්‍රධාන, මහාචාර්ය සුසිර පෙරේරා ජ්‍යෙෂ්ඨ කථිකාචාර්යතුමන්, ස්‌වාභාවික විද්‍යා පීඨයේ වර්තමාන පීඨාධිපතිතුමිය සහ මීට ප්‍රථම සිටි පීඨාධිපතිතුමියත් ලබා දුන් සහය ගෞරව පූර්වකව සිහි කිරීමට කැමැතියි.

අවසාන වශයෙන් මේ පර්යේෂණයේ සොයාගැනීම්වලින් ශ්‍රී ලංකාවට ඇති වැදගත්කම සහ ප්‍රයෝගික ව භාවිත කළ හැකි අයුරු අපට පහදන්න.

මේ පර්යේෂණය දේශීය ව මෙන් ම අන්තර්ජාතික ව ද වැදගත්. උදාහරණයක්‌ ලෙස අපට දැනට පවත්නා රොබෝවකට ඉතා පහසුවෙන් ස්‌වයංක්‍රීයව බාධා මගහැර යැමේ හැකියාව ලබා දිය හැකියි. එමෙන් ම මේ රොබෝවන් නිපදවීමට යන මුදල අවම නිසා අප වැනි රටවලට වඩාත් සුදුසුයි. එමෙන් ම රොබෝ තාක්‌ෂණය ඉතා ශීඝ්‍රයෙන් දියුණු වන ක්‌ෂේත්‍රයක්‌ නිසා මෙවැනි පර්යේෂණ ශ්‍රී ලංකාව තාක්‌ෂණික අංශයෙන් ඉදිරියට ගෙන යැම සඳහා යොදාගත හැකියි.

ගෝලීය ව පුළුල් වශයෙන් පර්යේෂණ දියත් කරන එහෙත් තවමත් ශ්‍රී ලංකාවට නැවුම් විෂය ක්‌ෂේත්‍රයක්‌ වන රොබෝ තාක්‌ෂණය සමඟ ස්‌වභාවධර්මයේ අපට දක්‌නට ලැබෙන සංසිද්ධියක්‌ අපූර්ව ලෙස මුහු කර තිබීම මේ පර්යේෂණයේ තිබෙන සුවිශේෂත්වයයි. මෙවන් දක්‌ෂ පර්යේෂක විද්‍යාඥයන් ශ්‍රී ලංකාව තුළින් බිහි වීම ආඩම්බරයට කරුණක්‌. මේ පර්යේෂණයෙන් සොයාගත් තාක්‌ෂණය යොදාගනිමින් නිපදවූ රොබෝවරුන් අනාගතයේ දී එදිනෙදා ජීවිතයේ කාර්යයන් ඉටු කරගැනීමේ දී වුව ද ඔබට හමු විය හැකියි.

මාධවී ද සිල්වා