दुनिया के सबसे तेज़ रूबिक क्यूब सुलझाने वाले रोबोट के अंदर

इस रोबोट ने रुबिक क्यूब को 0.103 सेकंड में सबसे तेज हल करने का विश्व रिकॉर्ड बनाया है, तथा इसमें पिछले प्रतिस्पर्धियों की तुलना में पूरी तरह से अलग तकनीक और सुधार किए गए हैं।

छात्रों के एक समूह की विश्व रिकॉर्ड तोड़ने वाली रूबिक क्यूब सॉल्विंग मशीन। फोटो: एनवीसीसी ।

पर्ड्यू विश्वविद्यालय के छात्रों के एक समूह ने हाल ही में अपने द्वारा डिज़ाइन किए गए एक रोबोट के साथ एक नया गिनीज़ वर्ल्ड रिकॉर्ड बनाया है, जिसने रूबिक्स क्यूब को केवल 0.103 सेकंड में हल कर लिया। यह किसी अन्य रोबोट द्वारा बनाए गए पिछले रिकॉर्ड से तीन गुना तेज़ है।

यह रिकॉर्ड किसी तेज़ गति वाले रोबोट ने नहीं बनाया। छात्रों ने एक तेज़ गति लेकिन कम रिज़ॉल्यूशन वाली कैमरा प्रणाली, टिकाऊपन के लिए अनुकूलित रूबिक्स क्यूब, और तेज़ गति से हल करने वाले पेशेवरों के बीच लोकप्रिय एक विशेष तकनीक का इस्तेमाल किया।

प्रतिस्पर्धियों से मुख्य अंतर

रूबिक्स क्यूब सॉल्व करने वाले रोबोट बनाने की होड़ 2014 में शुरू हुई, जब लेगो माइंडस्टॉर्म्स किट से बने और सैमसंग गैलेक्सी S4 फ़ोन का इस्तेमाल करके बनाए गए एक रोबोट ने सिर्फ़ 3.253 सेकंड में क्यूब सॉल्व कर लिया। मई 2024 में, जापान में मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक के इंजीनियरों ने 0.305 सेकंड में क्यूब सॉल्व करने वाले रोबोट के साथ विश्व रिकॉर्ड बनाने का दावा किया।

रोबोट का समय आधे सेकंड से भी कम करने के लिए, टीम ने लेगो के पुर्जों को हटाकर औद्योगिक मोटर जैसे अनुकूलित पुर्जों का इस्तेमाल किया। लेकिन 0.103 सेकंड के निशान तक पहुँचने के लिए, पर्ड्यू की टीम ने उस गति में बदलाव किया जिस पर उनका रोबोट रूबिक्स क्यूब के हिलने-डुलने को "देख" सकता था।

स्पीड सॉल्वर टाइमर शुरू होने से पहले क्यूब का निरीक्षण कर सकता है। हालाँकि, टाइमर रोबोट को प्रत्येक रंगीन वर्ग के चेहरों पर स्थित स्थान को पहचानने में लगने वाले समय को भी ध्यान में रखेगा।

छात्रों ने क्यूब के दो विपरीत कोनों पर लगाए गए दो हाई-स्पीड फ़्लिर मशीन विज़न कैमरों का इस्तेमाल किया, जिनका रिज़ॉल्यूशन सिर्फ़ 720x540 पिक्सल था। प्रत्येक कैमरा सिर्फ़ 10 माइक्रोसेकंड की अवधि में एक ही शॉट में क्यूब के तीन चेहरों का एक साथ निरीक्षण कर सकता है।

रोबोट की अत्यंत तेज़ रंग पहचान तकनीक। फोटो: NVCC.

पारंपरिक कैमरों को सेंसर से डेटा को प्रोसेस करने और उसे डिजिटल इमेज में बदलने में अभी भी समय लगता है। हालाँकि, पर्डुबिक क्यूब, जैसा कि छात्रों के रोबोट का नाम है, एक कस्टम इमेज रिकग्निशन सिस्टम का उपयोग करता है जो इमेज प्रोसेसिंग चरण को पूरी तरह से छोड़ देता है।

यह प्रणाली प्रत्येक कैमरे द्वारा कैप्चर किए गए फ़्रेम में एक बहुत छोटे क्षेत्र (128x124 पिक्सेल) पर ध्यान केंद्रित करती है, जिससे संसाधित किए जाने वाले डेटा की मात्रा कम हो जाती है। कच्चा सेंसर डेटा सीधे एक उच्च-गति रंग पहचान प्रणाली को भेजा जाता है जो पारंपरिक तरीकों और एआई दोनों की तुलना में तेज़ी से रंग निर्धारित करने के लिए और भी छोटे नमूना क्षेत्रों से RGB मानों का उपयोग करती है।

यह तरीका, हालाँकि कम स्थिर है, टीम की प्राथमिक ज़रूरतों को पूरा कर सकता है। समूह के एक छात्र, पैट्रोहे ने कहा, "अगर सटीकता केवल 90% भी हो, तो भी काफी होगी। हमें वास्तव में गति की आवश्यकता थी।"

संपूर्ण प्रणाली को अनुकूलित करें

पैट्रोहे ने कहा कि पिछले रिकॉर्ड तोड़ने वाले हर रोबोट में आमतौर पर एक प्रमुख तत्व में सुधार हुआ था। एमआईटी छात्र टीम के रोबोट (2018) ने उच्च-प्रदर्शन वाले औद्योगिक हार्डवेयर के इस्तेमाल पर ध्यान केंद्रित किया। मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक टीम ने एक विशेष इलेक्ट्रिक मोटर चुनी, जिसे रूबिक क्यूब के प्रत्येक चेहरे के घूर्णन को अनुकूलित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

इस बीच, पर्ड्यू टीम ने कैमरा, इमेज प्रोसेसिंग, हार्डवेयर से लेकर सॉल्विंग एल्गोरिदम तक, पूरे सिस्टम को ऑप्टिमाइज़ करने के लिए तैयार सॉफ्टवेयर का इस्तेमाल किया। उन्होंने एलियास फ्रैंटर के रॉब-टूफ़ेज़, जो विशेष रूप से रोबोट के लिए रूबिक्स क्यूब सॉल्विंग एल्गोरिदम है, का इस्तेमाल किया, जिससे उन्हें एक ही समय में दो रूबिक्स चेहरों को घुमाने जैसी विशेष क्षमताओं का लाभ उठाने में मदद मिली।

टीम ने एक ऐसी तकनीक का भी इस्तेमाल किया जिससे वे घन के एक सिरे को घुमाना शुरू कर सकते थे और फिर उसके लंबवत दूसरे सिरे को घुमा सकते थे। इस विधि से समय की काफी बचत होती है, लेकिन अगर समय गलत हो या बहुत ज़्यादा बल लगाया जाए तो घन के क्षतिग्रस्त होने या टूटने का भी खतरा रहता है। इसलिए, छात्रों को इस तकनीक के साथ घन को बल का सामना करने और सुचारू रूप से चलाने के लिए अनुकूलित भी करना पड़ा।

विश्व रूबिक्स एसोसिएशन (WCA) के नियमों के अनुसार, प्रतिभागी अपना रूबिक्स क्यूब खुद बना सकते हैं, बशर्ते वह घूम सके और एक मानक क्यूब की तरह काम करे, जिसके हर फलक पर 9 रंगीन वर्ग हों और 6 अलग-अलग रंगों वाले 6 फलक हों। खिलाड़ी प्लास्टिक के अलावा अन्य सामग्री का भी इस्तेमाल कर सकते हैं, लेकिन रंगीन हिस्सों की सतह की बनावट एक जैसी होनी चाहिए।

इस तरह की 6 मोटरें बाकी हिस्सों से जुड़ी होंगी, जिनका काम रूबिक्स क्यूब को घुमाना होगा। फोटो: NVCC.

टिकाऊपन बढ़ाने के लिए, पर्ड्यू टीम ने क्यूब की आंतरिक संरचना को एक मज़बूत एसएलएस नायलॉन रेज़िन से बने कस्टम 3डी-प्रिंटेड संस्करण से उन्नत किया। स्नेहन और बढ़ा हुआ तनाव भी ओवरशूट को कम करने और नियंत्रण में सुधार करने में मदद करता है।

पर्डुबिक का क्यूब छह मोटरों का उपयोग करता है जो क्यूब के प्रत्येक फलक पर केंद्रित एक धातु शाफ्ट से जुड़ी होती हैं। कई अलग-अलग तरीकों का परीक्षण करने के बाद, टीम एक समलम्बाकार गति प्रणाली पर पहुँची जो रोबोट को रुकने पर प्रत्येक फलक को सटीक रूप से संरेखित करने की अनुमति देती है।

पैट्रोहे का मानना ​​है कि अगर क्यूब प्लास्टिक के बजाय किसी और टिकाऊ सामग्री से बना होता, तो पर्डुबिक अपना ही रिकॉर्ड तोड़ सकते थे। उन्होंने कहा, "अगर आप पूरी तरह से कार्बन फाइबर कंपोजिट से बना एक क्यूब बनाते, तो मुझे लगता है कि वह ज़्यादा गति को संभाल सकता था। आप समय को और कम कर सकते थे।"

स्रोत: https://znews.vn/ben-trong-robot-giai-rubik-nhanh-nhat-the-gioi-post1557575.html