રોબોટને તૈયાર કરવાની પદ્ધતિ (૨) ~ ટેકનોલૉજીના તાણાવાણા (ભાગ -૪) ~ લે. સંજય ચૌધરી

રોબોટની રચના અથવા તૈયાર કરવા – ઉત્પાદન કરવા માટે વિવિધ શાખાના જ્ઞાનની જરૂર પડે છે, તે આપણે અગાઉના લેખમાં જોયું. આ ઉપરાંત વિવિધ ટેકનોલૉજીની જાણકારી તેમ જ કૌશલ્ય જરૂરી છે, જેની મદદથી રોબોટનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે, જેમ કે

• વિઝન સિસ્ટમ, જેની મદદથી રોબોટ જોઈ શકે છે
• વેલ્ડિંગ ટેકનોલૉજી
• લેઝર
• એન્ડ-ઑફ-આર્મ ટુલીંગ, રોબોટના હાથના છેડાના ભાગમાં આવેલું એક એકમ જે ચીજ વસ્તુઓ પર પ્રક્રિયા કરતું હોય, દા. ત. વેલ્ડિંગનું કામ કરતા રોબોટના હાથમાં મૂકવામાં આવેલ વેલ્ડિંગ ટોર્ચ જે ચીજ વસ્તુઓ તથા તેના ભાગ પર વેલ્ડિંગ કરતું હોય
• વિવિધ પ્રકારના સેન્સર્સ જેમ કે અંતર જાણવા માટેના સેન્સર, આજુબાજુ થતા રહેતા હલનચલનને જાણવું વગેરે
• રોબોટના વિવિધ ભાગના નિયંત્રણ કરવા માટેના સોફ્ટવેર તથા હાર્ડવેર
• રોબોટ ઓપરેટીંગ સિસ્ટમ, જેમ કૉમ્પ્યુટર કે મોબાઈલ ફોનના સંચાલન માટે તેમ જ વિવિધ એપ્લીકેશન ચલાવવા માટે યુનીક્સ, વિન્ડોઝ, લિન્ક્સ જેવી ઓપરેટીંગ સિસ્ટમની જરૂર પડે છે તેમ રોબોટનું સંચાલન કરવા માટે તેમ જ વિવિધ રોબોટિક્સ એપ્લીકેશન ચલાવવા માટે રોબોટ ઓપરેટીંગ સિસ્ટમની જરૂર પડે છે
• પ્રૉગ્રામીંગ લૅન્ગવેજીસ
• કૉમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ
• ડેટાનો સંગ્રહ કરવા માટેના ઇનપુટ – આઉટપુટ ડિવાઈસીસ
• વિવિધ વિનિયોગ માટે તૈયાર કરેલા એપ્લીકેશન સૉફ્ટવેર
• બીજા ભાગ કે એકમો સાથે માહિતીનું આદાનપ્રદાન કરી શકે તે માટે જરૂરી ઇન્ટરફેસ સૉફ્ટવેર

રોબોટ પ્રૉગ્રામીંગ લૅન્ગવેજીસ

રોબોટ એ એવું યંત્ર છે જેમાં અગાઉથી પ્રૉગ્રામીંગ દાખલ કરેલું હોય છે અને તેથી જ તે કેટલાંક આદેશોને સમજી શકે છે તથા તેને અનુરૂપ કામ કરતું હોય છે.

રોબોટના શારીરિક માળખાની રચના તથા ઉત્પાદન એ એક મુખ્ય કામ છે. તે જ રીતે રોબોટની અંદર મૂકવામાં આવેલા તમામ ભાગોને સતત કાર્યરત રાખવાનું કામ તેની અંદર મૂકવામાં આવેલા પ્રૉગ્રામનું છે.

રોબોટના પ્રૉગ્રામીંગ માટે વિવિધ ભાષાઓનો ઉપયોગ થાય છે. દરેક ભાષાની લાક્ષણિકતાઓ હોય છે અને જે પ્રકારનો રોબોટ તૈયાર કરવાનો હોય તેને અનુરૂપ ભાષાનો ઉપયોગ કરીને તે ભાષાની વિવિધ સૂચનાઓને તાર્કિક સ્વરૂપે મૂકીને પ્રૉગ્રામ લખવામાં આવે છે. કોઈ પણ પ્રૉગ્રામને તેની પ્રારંભિક તાર્કિક રચનાથી શરૂ કરીને તેને અસરકારક રીતે અમલમાં મૂકી શકાય તે માટે વિવિધ તબક્કાઓ હોય છે.

સૉફ્ટવેર એન્જિનીયરીંગ વિષય સૉફ્ટવેર તૈયાર કરવાના વિવિધ અભિગમો દર્શાવે છે અને પ્રત્યેક અભિગમ વિવિધ તબક્કાઓ ધરાવતો હોય છે. રોબોટના સંચાલન માટે કોઈ એક ભાષામાં લખવામાં આવેલ પ્રૉગ્રામને વિવિધ તબક્કાઓમાંથી પસાર કરીને તેને રોબોટની અંદર અમલ માટે મૂકવામાં આવે છે.

જેમ કોઈ પણ પ્રૉગ્રામનું વિવિધ સંજોગો હેઠળ ચુસ્ત પરીક્ષણ થતું હોય છે તે જ રીતે રોબોટ માટે લખવામાં આવેલા પ્રૉગ્રામનું વિવિધ સંજોગો હેઠળ તે સો ટકાની સફળતા મુજબ કામ કરે તે રીતે પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. આમ, જોઈ શકાય છે કે પ્રૉગ્રામીંગના ક્ષેત્રે વિપુલ માત્રામાં માનવીય કૌશલ્યની જરૂર છે.

રોબોટની રચના માટે કૉમ્પ્યુટર એઇડેડ ડિઝાઈન (CAD) તથા કૉમ્પ્યુટર એઇડેડ મેન્યુફેકચરીંગ (CAM) ક્ષેત્રે ઉપલબ્ધ વિવિધ ટુલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે તથા નીચે દર્શાવેલી પ્રચલિત ભાષાઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે :

• Assembly, BASIC, PASCAL, LISP, Hardware Description Languages, MATLAB, C#/.NET, Java, Python, C, C++ વગેરે

રોબોટિક્સ માટે નીચે દર્શાવેલી વિશિષ્ટ ભાષાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હોય છે :

• AML
• DARL
• KAREL
• LEGO Mindstorms EV3
• RAIL
• ROBOTC
• URBI
• VAL II

ઇન્ડસ્ટ્રીયલ રોબોટ તૈયાર કરવા માટે અન્ય વિશિષ્ટ ભાષાઓ છે અને રોબોટ ઉત્પાદન ક્ષેત્રે કાર્યરત જાણીતી કંપનીઓએ તે ભાષાઓને વિકસાવી છે, જેમ કે ABB કંપની RAPID ભાષાનો ઉપયોગ કરે છે, Kuka કંપની KRL (Kuka Robot Language), Comau કંપની દ્વારા PDL2, Yaskawa કંપની INFORM, Kawasaki કંપની AS ભાષાનો ઉપયોગ કરે છે, Fanuc robots Karel ભાષાનો ઉપયોગ કરે છે, Stäubli robots કંપની VAL3 તેમ જ Universal Robots કંપની URScript ભાષાનો ઉપયોગ કરે છે.

આભાસી વાસ્તવિકતા – વર્ચ્યુલ રિયાલીટી (Virtual Reality) તથા ડિજીટલ ટ્વીન (Digital Twin)

વાસ્તવિક જગતમાં જોવા મળતી વસ્તુઓ, ખ્યાલો કે ઘટનાઓને ઉપયોગકર્તાની સામે ચિત્ર, અવાજ, ફિલ્મ, તેમ જ અનુભવી શકાય તેવા સેન્સર્સની મદદથી રજૂ કરી શકાય છે.

ડિજીટલ સ્વરૂપે રજૂ કરવામાં આવેલા કોઈ પણ વસ્તુ કે ખ્યાલ સાથે ઉપયોગકર્તા અવાજ, ચિત્ર કે ફિલ્મની મદદથી ક્રિયા પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે તેમ જ પોતાના પ્રતિભાવ પણ જણાવી શકે છે. પાઇલટને વિમાન ઉડાડવાની તાલીમ દરમ્યાન શરૂઆતમાં ફ્લાઇટ સિમ્યુલેટર પર તાલીમ આપવામાં આવે છે જે પાઇટલ માટે વાસ્તવિક જગતને ડિજીટલની મદદથી રજૂ કરે છે.

મેડિકલ ક્ષેત્રે તબીબી સર્જરી શીખવાડવા માટે સર્જિકલ સિમ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હોય છે.

વાસ્તવિક જગતમાં સ્થૂળ કે ભૌતિક સ્વરૂપે જોવા મળતી કોઈ પણ પ્રક્રિયા, વસ્તુ કે વાતાવરણને ડિજીટલ સ્વરૂપે રજૂ કરવા માટે ડિજીટલ ટ્વીનનો ઉપયોગ થાય છે.

દા.ત. ઘરમાં નીચેના માળે આવેલી પાણીની ટાંકીમાંથી અગાશીમાં આવેલી પાણીની ટાંકીમાં પાણી ચઢાવવા માટે ઇલેકટ્રિક મોટરનો ઉપયોગ થાય છે. આ મોટર જે રીતે કામ કરતી હોય છે તેમ જ ઓછાવત્તા પાણીના ફોર્સ દરમ્યાન તેને જે લોડ પડે છે તે તમામ બાબતોને તેના ડિજીટલ ટ્વીન સ્વરૂપે રજૂ કરી શકાય. તેના આધારે પાણી ચઢાવવા માટે ઉપયોગી ઇલેકટ્રિક મોટર કેવી રીતે કામ કરતી હોય તથા તેને અગાઉથી જ કેવી રીતે મેઇન્ટેઇન કરી શકાય કે જેથી તે બગડી ના જાય વગેરે બાબતોને સમજી શકાય છે.

વાસ્તવિક વસ્તુ કે પ્રક્રિયાના ડિજીટલ ટ્વીન તૈયાર કરવા માટે મોડલિંગ, સિમ્યુલેશન, ઓપ્ટીમાઈજેશન ટેકનીક તથા ડેટા પર ઘનિષ્ઠ પ્રક્રિયા કરીને કરવામાં આવતી આગાહીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હોય છે.

મોડલ તૈયાર કરવા માટે પહોળાઈ તથા ઊંચાઈ જેવા બે ડાયમેનશન ધરાવતી ડિઝાઈન તૈયાર કરી આપતા અનેક ટુલ્સ ઉપલબ્ધ છે.

હવે તો ઊંડાઈને રજૂ કરી જે રીતે માનવીય આંખો જે રીતે જોઈ શકે તેવા ત્રણ ડાયમેનશન ધરાવતી ડિઝાઈન તૈયાર કરી આપતા ટુલ્સ પણ ઉપલબ્ધ છે. તેની મદદથી વર્ચ્યુલ રિયાલીટી, ઑગમેન્ટેડ રિયાલીટી તથા ડિજીટલ ટ્વીન માટેના મોડલ તૈયાર કરી શકાય છે. આ ટેકનોલૉજીનો ઉપયોગ રોબોટની રચના માટે પણ થઈ રહ્યો છે.

આમ, રોબોટની ડિઝાઈનથી શરૂ કરીને તેના ઉત્પાદનના ક્ષેત્રે વિવિધ પ્રકારના ટુલ્સ તેમ જ ટેકનોલૉજી ઉપલબ્ધ છે. રોબોટના સંચાલન માટે રોબોટની અંદર પ્રૉગ્રામ મૂકવામાં આવે છે જે સદા સક્રિય રહે છે. તેવા પ્રૉગ્રામને લખવા માટે વિવિધ ભાષાઓ પણ ઉપલબ્ધ છે, જેને શીખીને કોઈ પણ વિદ્યાર્થી આ દિશામાં નિષ્ણાત બની શકે છે.

રોબોટિક્સ ઉદ્યોગો સામેના પડકારો

• સરળતાથી તેનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરી શકાય?
• કામકાજના સ્થળે માણસો તથા રોબોટ સાથે મળીને કામ કરી શકે તેવું વાતાવરણ
• પ્રોગ્રામીંગની ભાષા માટેના વિકલ્પો તથા તેનો સચોટ ઉપયોગ
• સાતત્ય અને ધારાધોરણ
• ઇન્ડસ્ટ્રી 0ના યુગમાં તેનો સક્ષમ ઉપયોગ
• જોઇ શકે અને અનુભવી શકે તેવા સેન્સર્સ તેમ જ તેનો રોબોટ માટે ઉપયોગ
• મશીન લર્નીંગ તથા આર્ટિફિશીયલ ઇન્ટેલીજન્સનો ઉપયોગ જેથી રોબોટ વધુ ને વધુ સમજદાર બનતા જાય

રોબોટ, શિક્ષણ અને અભ્યાસક્રમ

જે પણ વિદ્યાશાખામાં રોબોટને સંલગ્ન શિક્ષણ આપવું હોય તેના અભ્યાસક્રમમાં STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) પર ભાર મૂકી તેની ભણાવવાની ગુણવત્તા સુધરે તે અત્યંત જરૂર છે.

કેટલાંક માનવીય કૌશલ્ય રોબોટ શીખી શકે તેમ નથી જેવા કે સર્જનાત્મકશક્તિ, સહાનુભૂતિ, સમગ્રપણે વિચાર કરવાની શક્તિ (Design Thinking) વગેરે. ભવિષ્યમાં રોબોટનો ઉપયોગ વધતો જશે ત્યારે વિદ્યાર્થીઓ રોબોટ કરતાં પોતે કેવી રીતે અલગ તેમ જ આગળ રહેશે તે માટેનાં જરૂરી વિષયોનો અભ્યાસક્રમમાં સમાવેશ જોઇએ. આ બધું જ ગહન રીતે વિચારી રાષ્ટ્રીય કક્ષાએ નીતિ તૈયાર કરવી જરૂરી છે.

સંદર્ભ

1. ros.org