«

»

অক্টো. 18

রোবটিক্স পরিচিতি – লেকচার ৩ – রোবোট ডাইনামিক্স

[কোর্সের মূল পাতা | নিবন্ধনের লিংক]

 

কি থাকছে আজকের লেকচারে

আজকে আমরা পড়বো হচ্ছে ডাইনামিক্স

পড়াশোনা শুরুর আগে যেটা বলতে চাচ্ছি তা হচ্ছে, এটা ভাবলে ভুল হবে যে, আমরা এখানে যা যা পড়ছি, সেগুলোই শুধু এই ফিল্ডের একমাত্র বিষয়। স্ট্রাকচার, সার্কিট, ডিজাইন, সিমুলেশন, প্রোগ্রামিং, আর্টিফিশিয়াল ইন্টিলিজেন্স, ভিশন, একচুয়েটর, সেন্সর, মেশিন লার্নিং, হিউম্যান-রোবোট ইন্টারাকশন, হ্যাপ্টিক্স এবং নাম না জানা হাবিজাবি আরো অনেক পড়াশোনা আছে, যেগুলো আমরা এখানে দেখাচ্ছি না, পরবর্তীতে কখনো হয়তো আস্তে আস্তে দেখানো যাবে। আমরা যে ফোকাসে পড়ছি, তা হচ্ছে কন্ট্রোল বা নিয়ন্রন। আর ইন্ড্রাস্ট্রিয়াল টাইপ বা সিরিয়াল লিঙ্কেজ রোবোট (যে ধরনের রোবোট আমরা দেখতেসি, সেগুলোর একটা লিঙ্ক এর সাথে আরেকটি লিঙ্ক সিরিয়ালি কানেক্টেড, তাই এগুলোকে বলে serial-linkage robot)  কন্ট্রোল করা গেলে সব ধরনের স্ট্রাকচার ই নিয়ন্ত্রন সম্ভব। একারনে যখন কন্ট্রোল নিয়ে পড়া হয়, এধরনের রোবট নিয়ে পড়া হয় ।

আরো উল্লেক্ষ্য যে, রোবোট মানেই যে শুধু শক্ত লিঙ্ক, জয়েন্ট, car বা এন্ড্রয়েড(১), হিউম্যানয়েড তাও কিন্তু না। নিচে কয়েকটা বায়োইন্সপায়ার্ড রোবোট এর ছবি দেখানো হয়েছে। এগুলোকে soft-robotics  ও বলে কারন এগুলো soft material  দিয়ে তৈরি। soft robotics এর ওপর একটা youtube ভিডিও লিঙ্ক দিয়েছি। যারা আগ্রহ পান ভিডিও টি দেখে আসবেন।  http://www.youtube.com/watch?v=bC1WFU4G-WU

softrobotics

soft robotics এর application অনুযায়ী বেশ কিছু সুবিধা আছে। এদের ওজন কম, প্রচুর ডিগ্রি অফ ফ্রিডম, কন্ট্রোল সিস্টেম ট্রেডিশনাল রোবটের চেয়ে অনেক সহজ, তার, সার্কিট একচুয়েটর এর ঝামেলা নাই।  সেন্সিটিভ আপ্লিকাশন এ অধিক উপযোগী।

কিছু অসুবিধা ও আছে. যেমন limited capabilities in sense of force, power, slow Dynamics, slow time response, slip, less availability of soft material.

ডাইনামিক্স কেনো জানা লাগে?

এটা আসলে জানা লাগে রান টাইমে আমাদের সিস্টেমের বিহেভিয়ার টা কেমন হবে তা জানতে। ডাইনামিক ইকুএশন আমরা তৈরী করি required ফোর্স/ টর্ক বের করার জন্য। বিষয়টা আরেকটু ভেঙ্গে বলা যাক। ধরলাম আমরা একটা রোবোটিক আর্ম বানাচ্ছি, যা বেশ কিছু লিঙ্ক এর সমষ্টি। সবগুলো জয়েন্টে একটি করে মোটর আছে। মোটর যে টর্ক টা দিবে, তার কারনে আমরা মুভমেন্ট পাবো। একটা নির্দিষ্ট মুভমেন্ট (অবশ্যই for a particular Time)  এর জন্য সিস্টেমের ডাইনামিক ইকুএশন থেকে আমরা টর্ক required calculate করতে পারবো। প্রোগ্রামে calculated সেই  টর্কই সার্কিটে ভোল্টেজে কনভার্ট হয়ে কাঙ্খিত actuation ঘটাবে।  কোনো parameter change করলে সিস্টেমের কি কি বিহেভিয়ার বদলাবে তা জানা যাবে ডাইনামিক্স থেকে। ডাইনামিক ইকুএশন থেকে জানা যায় আমাদের কি ধরনের/ কত টর্কের মোটর লাগবো। বাস্তবে এভাবেই কত টর্কের মোটর লাগবে, তা নির্ধারিত হয় ।

কিছু বাস্তব ক্ষেত্র চিন্তা করা যাক, ধরলাম কোন কারনে আমাদের রোবটের নিজের ওজন বাড়াতে হবে। অথবা গ্রিপ করার কথা ছিল ৫ কেজি, হঠাৎ প্রয়োজন হল ১০ কেজি ধরার, অথবা কাজটা ১০ সেকেন্ডে করার কথা, কিন্তু ৬ সেকেন্ডে করার দরকার হল; সব ক্ষেত্রে একই টর্ক জেনারেট করলে হবে? অবশ্যই না। অথবা কাজটা করার সময় একটা ডিস্টারবেন্স আসে, (কিছু একটা must আসবে !, external disturbance / dynamic disturbance / uncertainty) এইসমস্ত ঝামেলা থাকার পর ও আমাদের রোবোট কে নির্দিষ্ট সময়ে কাজ টি করতে হলে, আমাদের অবশ্য ই সিস্টেমের ডাইনামিক্স জানতে হবে। ডাইনামিক ইকুএশন জানলে আমরা ইচ্ছামত ওজন, পেলোড, টাইম ইত্যাদি পরিবর্তন করে required টর্ক বের করতে পারবো সিমুলেশনে। সিস্টেমে বিভিন্ন disturbance আসলে কি বিহেভ করবে, তাও বের করা যাবে বা সেজন্য কিরকম প্রতিরক্ষা(!) মূলক ব্যাবস্থা (state observer+ control algorithm) ব্যবহার করা যায়, তার ও অগাধ ধারনা পাওয়া যায়। এবং সেই ফলাফল অনুযায়ী রোবোটের সব স্পেসিফিকেশন ঠিক করা যাবে। মডেলিং ঠিক থাকলে সিমুলেশন আর রিয়েলিটি একি হয় (Depends on software also)

mahru

চিত্রে শুয়ে থাকা রোবোট মাহরু কখনোই উঠে দাঁড়াবে না, যদিনা ওর ডাইনামিক্স না জানি। ডাইনামিক্স  না জানলে আমরা বুঝতেই পারবোনা কিভাবে সে ব্যালেন্স করবে এবং হাটতে পারবে।

এখনো যারা ডাইনামিক্স এর অগাধ গুরত্ত বুঝতে পারেন নি, আরো সহজ উদাহরন দেই, ধরেন আপনি সোজা রাস্তায় হাটলেন, দৌড়ালেন; এবার একটা খাড়া পাহাড়ে উঠলেন ১ ঘন্টায়, আবার ২৫ মিনিটে উঠতে বলা হল, আপনার প্রতেকবার একি এনার্জি খরচ হবে? অবশ্য ই না।  এজন্যই জানা লাগে ডাইনামিক্স। ভিডিও গুলাতে ছোট ছোট রোবোটের ডাইনামিক ইকুএশন ফর্ম করা হয়েছে।  যা যা থাকছে,

Langrangian Mechanics

Robot Jacobian

Dynamic equation

ডাইনামিক মডেল থেকে টর্ক হিসাব করে ইনপুট দেয়ার পদ্ধতি কে বলে computed Torque method. এই মেথডের কিছু সুবিধা/অসুবিধা আছে। থার্ড ভিডিও এর শেষে এ নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।

 

শেষ ভিডিও তে দেখানো ফাইলটা পাওয়া যাবে এখানে,

https://www.dropbox.com/s/5dinegccb5i7hba/Dynamics.pdf

 

 রোবোট ডাইনামিক্স ১

রোবোট ডাইনামিক্স ২

রোবোট ডাইনামিক্স ৩

পরবর্তী লেকচার থাকবে Trajectory/path plan এর ওপর। যেকোন প্রশ্ন বা মন্তব্য থাকলে কমেন্টে জানান। সাধ্যমত জবাব দিতে চেষ্টা করবো।  ভাল থাকুন সবাই।

১) http://en.wikipedia.org/wiki/Android_(robot)

 

 

Comments

comments

About the author

নাহিয়ান

আমি নাহিয়ান, জন্ম-বেড়ে উঠা ঢাকাতে। বাংলাদেশ প্রকৌশল বিশ্ববিদ্যালয় থেকে মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং ‘কষ্টসাধ্য’ স্নাতক শেষ করি ২০০৯ এ। ২-২ এর শেষের দিকে দল বেধে সোহাগ ভাইদের পাইল্যাবস এ যাই, প্রবল আগ্রহে সবকিছু বাদ দিয়ে মাইক্রোকন্ট্রলার শিখা শুরু করি। মূলত তখন থেকেই রোবট রিলেটেড কিছু পড়ার ইচ্ছা। এছাড়া জাপানে অনুষ্ঠিত রোবোকোন-২০০৯ এর মেকবুয়েটে দলে কিছু কাজ(!) করেছিলাম। মাইক্রোকন্ট্রলার এর beginner দের জন্য একটা পেইজ বানাইছিলাম, কারো আগ্রহ থাকলে দেখতে পারেন।
http://nahians-avr.webs.com/
কোরিয়ার পুশান ন্যাশনাল ইউনিভারসিটি থেকে রোবটিক্স (Intelligent Control and automation system) এ মাস্টার্স সম্পন্ন করে বর্তমানে Advanced Robotics এ পি এইচ ডি করছি ইটালিয়ান ইন্সটিটিউট অফ টেক এ (http://www.iit.it/) । (http://www.iit.it/en/people/nahian-rahman.html)
বর্তমানে গবেষনার বিষয় ডেক্সটারাস ম্যানুপুলেশন, রোবোট কন্ট্রোল, সার্জিকাল রোবোটিক্স, হ্যাপ্টিক্স নিয়ে। রোবটিক্স নিয়ে মাঝেমধ্যে লিখি এখানে http://nahiansrobotics.net/

Leave a Reply