তাদের ফলাফল, যা জার্নালে আজ উপস্থিত হয় বিজ্ঞানবিজ্ঞানীদের বুঝতে সাহায্য করতে পারে কিভাবে ডাইভিং পাখিরা তাদের ফ্লাইট মেকানিক্সকে বায়ু এবং জলের মধ্য দিয়ে চলাচলের জন্য খাপ খাইয়ে নেয় – খুব ভিন্ন শারীরিক বৈশিষ্ট্য সহ। নকশাটি এয়ার-থেকে-ওয়াটার ড্রোন এবং যানবাহনের একটি নতুন শ্রেণিও চালু করতে পারে। গবেষকরা কল্পনা করেন যে এই ধরনের ডানাযুক্ত রোবটগুলি সমুদ্রবিদ্যায় মোতায়েন করা যেতে পারে যাতে উড়ে যেতে পারে এবং নমুনা জলের অঞ্চলে যা অন্যথায় ঐতিহ্যগত সমুদ্রের নৈপুণ্যের অ্যাক্সেসের জন্য খুব বিপজ্জনক হবে।
“আমাদের স্বপ্নের দৃষ্টিভঙ্গি হ’ল সমুদ্রবিজ্ঞানী, সামুদ্রিক জীববিজ্ঞানী এবং উপকূলীয় সম্প্রদায়ের সদস্যরা এই রোবটটিকে একটি নৌকা থেকে বা উপকূল থেকে উৎক্ষেপণ করবেন এবং এটি একটি আইসবার্গ বা বন্দর সুবিধা বা তিমির শুঁড়ের মতো আগ্রহের জায়গার কাছাকাছি উড়ে যাবে,” বলেছেন রাফেল জুপারি, এমআইটি-এর সহকারী ইঞ্জিনের সহকারী ইঞ্জিন। “তিনি একটি পরিমাপ নিতে বা একটি নমুনা সংগ্রহ করতে জলে ঝাঁপ দিতেন এবং ঐতিহ্যগত পদ্ধতির খরচের একটি ভগ্নাংশে ডেটা সরবরাহ করতে ফিরে যেতেন। তারপরে তিনি ফিরে যেতে পারেন এবং আরও কিছুর জন্য ডুব দিতে পারেন।”
Tzupari নতুন গবেষণার প্রধান লেখক, যার মধ্যে EPFL এবং নর্থওয়েস্ট ইন্ডিয়ান কলেজের বেলিংহাম, ওয়াশিংটনের সহ-লেখকরা অন্তর্ভুক্ত।
ফ্লাইট মেকানিক
এমআইটি-তে, জুপারি AURA ল্যাবের প্রধান, যেখানে তিনি এবং তার ছাত্ররা প্রকৃতির বায়োমেকানিক্স দ্বারা অনুপ্রাণিত বায়বীয় এবং জলজ যানবাহনের প্রকৌশলী। তারা যে রোবটগুলি তৈরি করে তা আকারে ছোট এবং সমুদ্র এবং জলপথের স্বাস্থ্য অ-আক্রমণকারীভাবে তদন্ত এবং নিরীক্ষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
তাদের নতুন কাজের জন্য, দলটি এমন একটি যান ডিজাইন করার লক্ষ্য নিয়েছিল যা বাতাসে এবং পানির নিচে উড়তে পারে। এই ধরনের যেকোনো যানবাহনকে মানিয়ে নিতে হবে এবং দুটি ভিন্ন উপকরণের মধ্যে চলাচল করতে হবে। জল বাতাসের চেয়ে 1,000 গুণ বেশি ঘন, এবং এক বা অন্যের মধ্য দিয়ে চলার জন্য খুব ভিন্ন মেকানিক্সের প্রয়োজন হয়। অথবা তাই মানুষ অনুমান করতে পারেন.
“এই ট্রানজিশন কাজ করার জন্য আপনাকে কিছু সামঞ্জস্য করতে হবে। কিন্তু একটি সমাধান আছে যা প্রকৃতিতে বিদ্যমান,” বলেছেন জুপারি। “পাফিনের মতো পাখিরা বাতাসে খুব দ্রুত উড়তে পারে, এবং প্রতি সেকেন্ডে 3 মিটার বেগে জলে ডুব দিতে পারে এবং সাঁতার কাটতে পারে। তারা চমত্কার আশ্চর্যজনক জিনিস করতে সক্ষম। তাই আমরা জানতাম এটি সম্ভব ছিল। মোবাইল রোবোটিক সিস্টেমে কেউ এটি চেষ্টা করেনি।”
ডাইভিং পাখি কীভাবে উড়ে তার একটি ধারণা পেতে, দলটি বৈজ্ঞানিক সাহিত্য পরীক্ষা করে এবং পাফিন, পাফিন, কিংফিশার এবং অন্যান্য ডাইভিং পাখির উপলভ্য ডেটা সংগ্রহ করে। তারা লক্ষ্য করেছেন যে ছোট পাখিরা বাতাসে উড়ে যাওয়ার সময় সেকেন্ডে প্রায় 10 বার এবং জলে সাঁতার কাটতে সেকেন্ডে প্রায় চারবার ডানা ঝাপটায়। বৃহত্তর পাখির ডানার প্রশস্ততার কারণে বাতাস ও জলে ফ্ল্যাপিং ফ্রিকোয়েন্সি কিছুটা কম থাকে।
পাখিদের বায়োমেকানিক্সকে মাথায় রেখে, দলটি একটি ডানাওয়ালা রোবট তৈরি করেছে যা প্রকৃত ডাইভিং পাখির মতো ফ্রিকোয়েন্সিতে ফ্ল্যাপ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
লাফ দেওয়া
নতুন রোবটটি মোটামুটি একটি পাখির মতো, যার একটি শরীর, দুটি ডানা এবং একটি লেজ রয়েছে। শরীরে একটি ব্যাটারি এবং একটি জলরোধী বৈদ্যুতিক মোটর রয়েছে যা একটি ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট চালায়, যা প্রিসেট ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ডানাগুলিকে উপরে এবং নীচে পাম্প করে। ডানাগুলি জল বিকর্ষণ করতে সাহায্য করার জন্য হাইড্রোফোবিক ন্যানো পার্টিকেল দিয়ে লেপা পাতলা ঝিল্লি দিয়ে তৈরি। এবং লেজটি মোটরচালিত, এটি রোবটটিকে উপরে উড়তে বা নীচে ডুব দিতে সাহায্য করার জন্য তার কোণ পরিবর্তন করতে দেয়।
উইংস বিভিন্ন আকারে প্রতিস্থাপিত করা যেতে পারে। গবেষকরা ডানার তিনটি সেট তৈরি এবং পরীক্ষা করেছেন: ছোট (60 সেমি চওড়া), মাঝারি (80 সেমি) এবং বড় (100 সেমি)। তারা প্রথমে একটি ছোট জলের ট্যাঙ্কে, তারপর সুইজারল্যান্ডের লেক জেনেভায় পরীক্ষা-নিরীক্ষা করে।
তাদের পরীক্ষায়, তারা রোবটটিকে পৃষ্ঠের প্রায় আধা মিটার নীচে জলের নীচে রেখেছিল। তারা রোবটের ফ্লাইট জুড়ে নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কে ডানা ফ্ল্যাপ করার জন্য এবং লেজটিকে নির্দিষ্ট কোণে ঘোরানোর জন্য প্রোগ্রাম করেছে। তারপরে তারা পর্যবেক্ষণ করেছিল যে কোন পরিস্থিতিতে রোবটটি সফলভাবে পৃষ্ঠের দিকে, জলের বাইরে এবং বাতাসে সাঁতার কেটেছে।
রোবটটি বিভিন্ন ডানার আকার, ফ্ল্যাপিং ফ্রিকোয়েন্সি এবং লেজ কোণ সহ বেশ কয়েকটি ফ্লাইট উড়ে। সামগ্রিকভাবে, দলটি খুঁজে পেয়েছিল যে রোবটটি মাঝারি আকারের ডানা দিয়ে উড়তে, সাঁতার কাটতে এবং জল এবং বাতাসের মধ্যে নির্ভরযোগ্যভাবে স্থানান্তর করতে সক্ষম হয়েছিল। উইংস মধ্যে নমনীয়তা মূল; ডানাগুলিকে যথেষ্ট নমনীয় হতে হবে যাতে জলে ফ্ল্যাপিং কম হয় এবং রোবটটিকে বাতাসে উপরে রাখার জন্য যথেষ্ট স্থিতিশীল হয়।
গবেষকরা আরও দেখেছেন যে রোবটটি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় এক মিটার গতিতে জলের মধ্য দিয়ে সাঁতার কাটতে পারে যখন প্রায় 5 হার্জের ফ্রিকোয়েন্সি বা প্রতি সেকেন্ডে পাঁচটি ফ্ল্যাপ ফ্ল্যাপ করতে পারে। রোবটটি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 6 মিটার বেগে বাতাসে উড়তে পারে, একই রকম ফ্রিকোয়েন্সিতে ফ্ল্যাপ করার সময়। রোবটের গতি এবং ফ্ল্যাপিং ফ্রিকোয়েন্সি প্রকৃত ডাইভিং পাখির মতোই ছিল।
জল থেকে বাতাসে লাফ দেওয়ার জন্য, তারা দেখতে পেল যে রোবটটিকে 70 ডিগ্রিতে রোপণ করতে হবে – একটি অপেক্ষাকৃত খাড়া কোণ যা রোবটের ডানার ডগাগুলিকে জলের পৃষ্ঠকে স্পর্শ করতে বাধা দেয় যখন তারা ফ্ল্যাপ করে এবং বাতাসে যায়। যে কোন স্টিপার, এবং রোবটটি আবার পানিতে উল্টে যাবে।
মজার বিষয় হল, ডানার আকার, ফ্ল্যাপ ফ্রিকোয়েন্সি এবং লেজের উচ্চতার এই সমন্বয় রোবটটিকে পানির নিচে সাঁতার কাটতে, পৃষ্ঠের উপরে লঞ্চ করতে এবং উড়তে দেয়, এমন কিছু ছাড়াই যা অনেক ডাইভিং পাখির প্রয়োজন হয়: পা। পাফিন এবং হাঁসের মতো পাখিরা যখন জলের পৃষ্ঠ থেকে নামতে থাকে, তখন তারা তাদের পা দিয়ে প্যাডেল করে, পাশাপাশি তাদের ডানা ও লেজ ঝাপটায়। আশ্চর্যজনকভাবে, জুফরি এবং তার সহকর্মীরা দেখেছেন যে, অন্তত রোবোটিক্সে, জলের বাইরে উড়ে যাওয়ার জন্য প্যাডলিং কৌশলের প্রয়োজন হয় না।
“আপনি যদি পাখির দিকে তাকান, তবে বেশিরভাগ পাখিকে উড্ডয়নের জন্য পৃষ্ঠের উপর দিয়ে প্যাডেল করতে হয়। এবং প্রশ্ন ছিল, আমাদের কি রোবটের জন্য একই জিনিস দরকার? এবং দেখা যাচ্ছে যে আমরা তা করি না,” জোফ্রি বলেছেন।
এর পরে, দলটি ডানার নকশাকে উন্নত করে যাতে সেগুলিকে উপরে এবং নীচে ফ্ল্যাপ করার পাশাপাশি ঘোরাতে পারে। তারা অশান্ত পরিস্থিতিতে রোবটের কর্মক্ষমতা পরীক্ষা করবে, যেমন উত্তাল জল থেকে সাঁতার কাটা এবং বাতাসে উড়ে যাওয়া। এর পরে, তারা মহাসাগর বিজ্ঞানের প্রশ্নের উত্তর দিতে সাহায্য করার জন্য যানটি মোতায়েন করার আশা করছে।
“সমুদ্র বিজ্ঞানের প্রধান চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হল উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি এবং অনেক জায়গায় ডেটা সংগ্রহ করা, এবং এটি এমন কিছু যা এই রোবট ভবিষ্যতে করতে পারে,” বলেছেন জুপারি৷ “আপনি এটি প্রতি সপ্তাহে নয়, প্রতি ঘন্টায় পাঠাতে পারেন। এটি উচ্চ গতিতে উড়তে পারে, ফ্লাই ব্যাক ডাইভ করতে পারে, এর ডেটা সরবরাহ করতে পারে এবং একাধিকবার উড়তে পারে।”
এই কাজটি আংশিকভাবে, একটি মারি স্ক্লোডোস্কা-কিউরি ফেলোশিপ অনুদান দ্বারা সমর্থিত হয়েছিল।
