எந்திரனியல் (Robotics)

எந்திரனியல் என்றால் என்ன?#

எந்திரனியல் என்பது இயந்திர பொறியியல், மின்னணு பொறியியல், கணினி பொறியியல் மற்றும் அறிவியல் ஆய்வுகளை ஒருங்கிணைத்த கற்றல் ஆகும். இயந்திர மனிதன் (ரோபோ) என்பது மனிதனைப் போன்று வடிவமைக்கப்பட்டு, ஒரு குறிப்பிட்ட பணியைச் செய்ய திட்டமிடப்பட்ட ஒரு எந்திரனியல் கருவியாகும். இந்த துறையில் இயந்திரங்கள் எந்திரனியல் சகாப்தத்தின் புதிய சவால்களை வெற்றிகரமாகச் செயலாற்ற, கடினமான இடங்களைக் கடந்து, ஆபத்துகளை ஆய்வு செய்து, பாதுகாப்பற்ற சூழ்நிலைகளில், மனிதர்களால் செயலாற்ற முடியாத சூழலில், அபாயகரமான வெடிபொருட்களைப் போன்ற செயல்களைச் செயலாற்றுகின்றன.

எந்திரனியலின் கூறுகள்#

எந்திரனியல் அமைப்பானது முக்கியமாக உணர்விகள், திறன் வழங்கிகள், கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள், இயக்கும் கருவிகள் மற்றும் தேவையான மென்பொருளைக் கொண்டுள்ளது.

பெரும்பாலான ரோபோக்கள் 3 முக்கிய பாகங்களால் ஆனது

1. கட்டுப்பாட்டாளர் (Controller) – மூளை என்னும் அழைக்கப்படும் இது கணினி நிரலினால் இயங்குகிறது. இது பணியைச் செய்வதற்காக இயங்கும் பாகங்களுக்கு கட்டளைகளை வழங்குகிறது.
2. இயந்திரவியல் பாகங்கள் (Mechanical parts) – மோட்டார்கள், பிஸ்டன்கள், பிடிப்பான்கள் (Grippers), சக்கரங்கள் மற்றும் கியர்கள் ஆகியவை ரோபாவை இயங்க, பிடிக்க, திரும்ப மற்றும் தூக்கச் செய்கின்றன.
3. உணர்விகள் (Sensors) – ரோபாட்டின் சுற்றுப்புறத்தைப் பற்றி ரோபாவிடம் கூற இது பயன்படுகிறது. மேலும் சுற்றுப்புறத்தில் உள்ள பொருள்களின் அளவுகள் மற்றும் வடிவங்களையும் பொருள்களிடையே உள்ள தொலைவு மற்றும் திசைகளையும் கூட கண்டறிய உதவுகிறது.

ரோபோக்களின் வகைகள்#

1. திறன் மாற்றும் அலகு: ரோபோக்கள் ஆனது மின்கலன்கள், சூரிய ஒளி மின்திறன் மற்றும் நீர்மவியல் அமைப்புகளில் இருந்து மின்திறனைப் பெறுகின்றன.
2. இயக்கிகள்: ஆற்றலை இயக்கமாக மாற்றுகின்றன. பெரும்பாலான இயக்கிகள் சுழல் இயக்கம் அல்லது நேர்க்கோட்டு இயக்கத்தை உருவாக்குகின்றன.
3. மின் மோட்டார்கள்: இவை சக்கரங்கள், இடுக்கிகள், விரல்கள், கால்கள் உணர்விகள், கேமிரா, ஆயுத அமைப்புகள் போன்ற ரோபோக்களின் பாகங்களை இயக்க பயன்படுகின்றன. பல்வேறு வகையான மின்மோட்டார்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
4. காற்றடுத்தக் தசைகள்: இவை காற்று உள்ளே செலுத்தப்பட்டால் சுருங்கவும், விரிவடையவும் கூடிய கருவிகள் ஆகும். இது மனித தசையின் செயல்பாட்டைப் பிரதிபலிக்கும். காற்று அவற்றின் உள்ளே உறிஞ்சப்பட்டால் அவை ஏறத்தாழ 40% அளவுக்கு சுருங்கும்.
5. தசைக்கம்பிகள்: இவை வடிவ நிலைவு உலோகக் கலவைகளால் (Shape memory alloys) உருவாக்கப்பட்ட மெல்லிய கம்பிகள் ஆகும். அவற்றின் வழியே மின்னோட்டம் செலுத்தப்பட்டால் அவை 5% அளவுக்கு சுருங்கும்.
6. பீசோ மோட்டார்கள் மற்றும் மீயொலி மோட்டார்கள்: நாம் அடிப்படையில் இவற்றை தொழிற்சாலை ரோபோக்களில் பயன்படுத்துகிறோம்.
7. உணர்விகள்: இவை நிகழ்நேர அறிவுசார் தகவல்களை அளிப்பதால் பொதுவாக பணிச் சூழல்களில் பயன்படுகின்றன.
8. ரோபோ இடம் பெயரும் அமைப்பு: ரோபோக்களுக்கு இயக்க வகைகளை அளிக்கிறது, இது பல்வேறு வகைகளானது. அ) கால் உள்ளது ஆ) சக்கரம் உள்ளது இ) கால் மற்றும் சக்கரம் சேர்ந்து உள்ள அமைப்பு ஈ) கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நடுதல்/ சறுக்குதல்.

மனித ரோபோ (Human Robot)

சில ரோபோக்கள் தோற்றத்தில் மனிதர்களைப் போலவே இருக்கும் வகையில் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. மேலும் அவை நடத்தல், தூக்குதல் மற்றும் உணர்தல் போன்ற மனித செயல்பாடுகளை அவ்வாறே செய்கின்றன.

தொழிற்சாலை ரோபோக்கள் (Industrial Robots)

செயற்கை நுண்ணறிவு (Artificial Intelligence)

SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm)

நானோ ரோபோக்கள்

மருத்துவத் துறையை ஒரு புதிய பரிமாணத்திற்கு கொண்டு செல்ல நானோ ரோபோக்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. மிகச்சிறிய நானோ அளவில் உருவாக்கப்படும் இவை மிகத் துல்லியமான அறுவை சிகிச்சைகளைச் செய்யும். இது மருத்துவத்தில் ஒரு புரட்சியாக அமைந்துள்ளது. மருந்துகளை உடலில் தேவையான இடத்தில் கொண்டு செல்லும் இவை புற்றுநோய் சிகிச்சையில் பயன்படுகின்றன. இரத்த ஓட்டத்தில் மிதந்து, தேவையான இடத்தில் மருந்தைச் சேர்ப்பதற்கு ஏற்றவாறு இவை வடிவமைக்கப்படுகின்றன. உடலினுள் பயணம் செய்து, புற்றுநோய்க் கட்டிகளை அழிப்பதற்காக டி.என்.ஏ. ரோபோக்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.

பயன்பாடுகள்#

• விண்வெளி ஆய்வு (நாசாவின் செவ்வாய் ரோவர் ஆய்வுகள்)
• ஆயுதக் கட்டுப்பாடு
• பறக்கும் ரோபோக்கள்
• குண்டு வெடிப்பு
• தொழிற்சாலை உற்பத்தி
• மருத்துவம் (நானோ ரோபோக்கள்)
• உளவு வேலை
• வீட்டு வேலைகள்
• சட்டம் மற்றும் ஒழுங்கு பராமரிப்பு
• விவசாயம்
• நில அளவை

எந்திரனியலின் நன்மைகள்#

1. ரோபோக்கள் மனிதர்களை விட மிகவும் மலிவானதாகும்.
2. ரோபோக்கள் மனிதர்களைப் போல எப்போதும் சோர்வடையாது. அவை 24x7 மணி நேரமும் வேலை செய்யும். எனவே பணி இடத்தில் வருகை தராமை குறைக்கப்படுகிறது.
3. ரோபோக்கள் மிகவும் துல்லியமானவை மற்றும் பணியை மேற்கொள்வதில் குறைபாடு அற்றவை.
4. மனிதர்களை விட வலிமையானவை மற்றும் வேகமானவை
5. ரோபோக்கள் அதீத சுற்றுச்சூழல் நிலைகளிலும் வேலை செய்யும். எடுத்துக்காட்டாக அதீத வெப்பம் அல்லது குளிர், விண்வெளி அல்லது நீருக்குள், வெடிகுண்டு கண்டுபிடிப்பு மற்றும் செயலிழப்பு போன்ற ஆபத்தான சூழல்களில் ரோபோக்கள் பணிபுரிகின்றன.
6. போரில் ரோபோக்கள் மனித உயிர்களை காப்பாற்றும்.
7. ரோபோக்கள் வேதித் தொழிற்சாலைகளில் குறிப்பாக அணு உலைகளில் மனிதர்களுக்கு சுகாதார தீங்கை ஏற்படுத்தும் நிலையில் பொருள்களை கையாளுவதில் கணிசமாக பயன்படுகின்றன.

எந்திரனியலின் தீமைகள்#

1. ரோபோக்களுக்கு உணர்வுகள் அல்லது மனசாட்சி இல்லை.
2. அவை இரக்கம் அற்றவை. ஆதலால் அவை உணர்வற்ற பணியிடங்களை உருவாக்குகின்றன.
3. இறுதியில் ரோபோக்கள் எல்லா வேலையும் செய்தால், மனிதர்கள் உட்கார்ந்து அவற்றை கண்காணித்தால், சுகாதார சீர்கேடு விரைவாக அதிகரிக்கும்.
4. வேலை வாய்ப்பின்மை பிரச்சனை அதிகரிக்கும்.
5. ரோபோக்கள் வரையறுக்கப்பட்ட வேலையை மட்டுமே செய்ய இயலும் மற்றும் எதிர்பாரா சூழல்களைக் கையாள இயலாது.
6. ரோபோக்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட வேலையை மட்டுமே செய்ய திட்டமிடப்பட்டவை. ஒரு வேளையில் ஏதேனும் ஒரு சிறு தவறு நடந்தால் அது நிறுவனத்திற்கு பெரும் நட்டத்தை ஏற்படுத்தும்.
7. ஒரு ரோபோ பழுதானால், பிரச்சனையை அடையாளம் காண, சரி செய்ய மற்றும் தேவைப்பட்டால் மறு திட்டமிட நேரமாகும். இச்செயல்முறைக்கு கணிசமான நேரம் தேவை.
8. முடிவு எடுப்பதில் ரோபோக்களால் மனிதர்களுக்கு மாற்றாக இருக்க இயலாது.
9. ரோபோக்கள் மனித நுண்ணறிவு மட்டத்தை அடையும் வரை, பணி இடத்தில் மனிதர்கள் நீடிப்பார்கள்.

எந்திரனியலில் பயன்படும் பொருள்கள்#

ரோபோக்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் பொருள்கள் ரோபோக்களுக்கு, அலுமினியம் மற்றும் எஃகு ஆகிய உலோகங்கள் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. அலுமினியம் ஆனது ஒரு மென்மையான உலோகம் என்பதால் அதைக் கொண்டு எளிதாக உருவாக்கலாம், ஆனால் எஃகு ஆனது பல மடங்கு வலிமையானது. இவை தகடு, கம்பி, வாய்க்கால் வடிவ கம்பி மற்றும் பிற வடிவங்களாக ரோபோ உடல் பகுதிகள் கட்டமைப்பதற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.