रोबोटिक प्रणालियों का वर्गीकरण और स्थापत्य (Classification and Architecture of Robotic Systems)

रोबोटिक प्रणालियों (Robotic Systems) का वर्गीकरण और स्थापत्य (Architecture) यह समझने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है कि विभिन्न प्रकार के रोबोट कैसे कार्य करते हैं, कैसे नियंत्रित होते हैं और कैसे अपने वातावरण के साथ बातचीत करते हैं। हर रोबोटिक प्रणाली का डिजाइन उसके कार्य, उपयोग क्षेत्र और स्वायत्तता स्तर पर निर्भर करता है।

परिचय

रोबोटिक प्रणाली में तीन मुख्य भाग होते हैं — मैकेनिकल सिस्टम (Mechanical System), कंट्रोल सिस्टम (Control System), और इंटेलिजेंस सिस्टम (Intelligence System)। वर्गीकरण से हमें यह पता चलता है कि रोबोट कैसे गति करता है, कैसे निर्णय लेता है और कैसे कार्य करता है।

1️⃣ रोबोट का वर्गीकरण (Classification of Robots)

रोबोट को विभिन्न आधारों पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

1. कार्य के आधार पर (Based on Function)

• Industrial Robots: विनिर्माण, असेंबली, वेल्डिंग और पैकिंग जैसे कार्यों के लिए।
• Service Robots: मानवों की सहायता के लिए, जैसे घरेलू या अस्पताल उपयोग।
• Exploration Robots: अंतरिक्ष, समुद्र या खतरनाक स्थानों की खोज के लिए।
• Military Robots: रक्षा और निगरानी उद्देश्यों के लिए।
• Medical Robots: सर्जरी और रोगी देखभाल के लिए।

2. गति के आधार पर (Based on Motion)

• Wheeled Robots: पहियों पर आधारित गतिशीलता।
• Legged Robots: पैरों से चलने वाले (जैसे ह्यूमनॉइड)।
• Tracked Robots: ट्रैक सिस्टम पर आधारित (जैसे सैन्य रोबोट)।
• Flying Robots: ड्रोन और एरियल सिस्टम।
• Swimming Robots: पानी के भीतर काम करने वाले।

3. नियंत्रण के आधार पर (Based on Control Method)

• Manual Robots: मानव नियंत्रण द्वारा संचालित।
• Semi-Autonomous Robots: आंशिक स्वायत्तता के साथ कार्य करने वाले।
• Fully Autonomous Robots: स्वयं निर्णय लेने और कार्य करने वाले।

4. बुद्धिमत्ता के आधार पर (Based on Intelligence Level)

• Reactive Robots: सीधे इनपुट पर त्वरित प्रतिक्रिया।
• Deliberative Robots: सोच-विचार कर निर्णय लेने वाले।
• Hybrid Robots: दोनों का संयोजन।

2️⃣ रोबोटिक स्थापत्य (Architecture of Robotic Systems)

रोबोटिक स्थापत्य वह संरचना है जिसके माध्यम से हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर घटक मिलकर कार्य करते हैं। यह निर्धारित करता है कि डेटा कैसे प्रवाहित होगा, निर्णय कैसे लिए जाएँगे और रोबोट का व्यवहार कैसा होगा।

1. Hierarchical Architecture (पदानुक्रमीय स्थापत्य)

इसमें नियंत्रण का प्रवाह ऊपर से नीचे की दिशा में होता है। प्रत्येक स्तर नीचे वाले स्तर को निर्देश देता है। यह औद्योगिक रोबोटों में प्रचलित है।

2. Reactive Architecture (प्रतिक्रिया आधारित स्थापत्य)

इसमें कोई केंद्रीय नियंत्रण नहीं होता। रोबोट पर्यावरणीय संकेतों पर तुरंत प्रतिक्रिया करता है। यह स्वायत्त रोबोट्स में उपयोगी होता है।

3. Hybrid Architecture (संकर स्थापत्य)

यह Hierarchical और Reactive दोनों का मिश्रण होता है। रोबोट सोचने की क्षमता और त्वरित प्रतिक्रिया दोनों रखता है। AI-आधारित आधुनिक रोबोट्स इस मॉडल पर कार्य करते हैं।

4. Subsumption Architecture

यह एक व्यवहार-आधारित स्थापत्य है जिसे Rodney Brooks ने प्रस्तुत किया था। इसमें छोटे-छोटे कार्यात्मक स्तर होते हैं जो एक-दूसरे के ऊपर बने होते हैं। प्रत्येक स्तर एक विशिष्ट व्यवहार (जैसे Avoid Obstacle, Move Forward) संभालता है।

रोबोटिक स्थापत्य के प्रमुख घटक

• सेंसर (Sensors)
• एक्चुएटर्स (Actuators)
• कंट्रोल यूनिट (Controllers)
• डेटा प्रोसेसिंग यूनिट (Processors)
• कृत्रिम बुद्धिमत्ता मॉड्यूल (AI Module)
• संचार प्रणाली (Communication System)

वास्तविक जीवन के उदाहरण

• औद्योगिक रोबोट — Hierarchical Architecture
• Roomba Vacuum Robot — Reactive Architecture
• Autonomous Car — Hybrid Architecture
• Boston Dynamics Atlas — Subsumption Architecture

वर्गीकरण और स्थापत्य का महत्व

• रोबोट के डिजाइन को सरल बनाता है।
• कार्य-विशिष्ट प्रदर्शन में सुधार करता है।
• सिस्टम की विश्वसनीयता और दक्षता बढ़ाता है।
• स्वायत्त निर्णय लेने की क्षमता प्रदान करता है।

निष्कर्ष

रोबोटिक प्रणालियों का वर्गीकरण और स्थापत्य रोबोटिक्स इंजीनियरिंग का आधार है। इनसे यह तय होता है कि रोबोट कैसे सोचता है, कैसे कार्य करता है और किस प्रकार का व्यवहार प्रदर्शित करता है। भविष्य में AI और IoT के संयोजन से रोबोटिक स्थापत्य और अधिक बुद्धिमान, अनुकूलनशील और स्वायत्त बन जाएगा।