دنیا کے تیز ترین روبک کیوب حل کرنے والے روبوٹ کے اندر

طالب علموں کے ایک گروپ کی عالمی ریکارڈ توڑنے والی روبک کیوب حل کرنے والی مشین۔ تصویر: NVCC

پرڈیو یونیورسٹی کے طالب علموں کے ایک گروپ نے حال ہی میں ایک روبوٹ کے ساتھ ایک نیا گنیز ورلڈ ریکارڈ قائم کیا ہے جو انہوں نے خود ڈیزائن کیا تھا، صرف 0.103 سیکنڈ میں روبک کیوب کو حل کیا تھا۔ یہ ایک اور روبوٹ کے قائم کردہ پچھلے ریکارڈ سے تین گنا تیز ہے۔

یہ ریکارڈ تیزی سے حرکت کرنے والے روبوٹ نے حاصل نہیں کیا۔ طالب علموں نے ایک تیز رفتار لیکن کم ریزولوشن والے کیمرہ سسٹم، پائیداری کے لیے اپنی مرضی کے مطابق بنائے گئے ایک Rubik's Cube، اور رفتار حل کرنے والے پیشہ ور افراد میں مقبول حل کرنے کی ایک خاص تکنیک کو ملایا۔

حریفوں سے کلیدی اختلافات

Rubik's کیوب حل کرنے والا روبوٹ بنانے کی دوڑ 2014 میں شروع ہوئی، جب Lego Mindstorms کٹ سے تیار کردہ اور Samsung Galaxy S4 فون کا استعمال کرتے ہوئے ایک روبوٹ نے صرف 3.253 سیکنڈ میں کیوب حل کر لیا۔ مئی 2024 میں، جاپان میں مٹسوبشی الیکٹرک کے انجینئرز نے 0.305 سیکنڈ میں کیوب حل کرنے والے روبوٹ کے ساتھ عالمی ریکارڈ بنانے کا دعویٰ کیا۔

روبوٹ کا وقت آدھے سیکنڈ سے کم کرنے کے لیے، ٹیم نے لیگو کے پرزے نکال دیے اور اس کے بجائے صنعتی موٹروں جیسے بہتر پرزوں کا استعمال کیا۔ لیکن 0.103 سیکنڈ کے نشان تک پہنچنے کے لیے، پرڈیو ٹیم نے اس رفتار کو درست کیا جس سے ان کا روبوٹ Rubik's Cube کے شفل کو "دیکھ" سکتا تھا۔

رفتار حل کرنے والا ٹائمر شروع ہونے سے پہلے کیوب کا مشاہدہ کرسکتا ہے۔ تاہم، ٹائمر اس وقت کو بھی مدنظر رکھے گا جو روبوٹ کو یہ شناخت کرنے میں لگتا ہے کہ ہر رنگ کا مربع چہروں پر کہاں ہے۔

طلباء نے دو تیز رفتار فلر مشین وژن کیمرے استعمال کیے، جن کی ریزولوشن صرف 720x540 پکسلز تھی، جو کیوب کے دو مخالف کونوں پر رکھے گئے تھے۔ ہر کیمرہ بیک وقت کیوب کے تین چہروں کو ایک ہی شاٹ میں صرف 10 مائیکرو سیکنڈ تک دیکھ سکتا ہے۔

روبوٹ کی انتہائی تیز رنگ پہچاننے والی ٹیکنالوجی۔ تصویر: این وی سی سی۔

روایتی کیمروں کو سینسر سے ڈیٹا پر کارروائی کرنے اور اسے ڈیجیٹل امیج میں تبدیل کرنے کے لیے ابھی بھی وقت درکار ہوتا ہے۔ تاہم، پرڈوبک کیوب، جیسا کہ طالب علموں کا روبوٹ کہا جاتا ہے، ایک حسب ضرورت تصویر کی شناخت کا نظام استعمال کرتا ہے جو تصویری کارروائی کے مرحلے کو مکمل طور پر چھوڑ دیتا ہے۔

سسٹم ہر کیمرے کے ذریعے کیپچر کیے گئے فریم میں بہت چھوٹے علاقے (128x124 پکسلز) پر فوکس کرتا ہے، جس سے ڈیٹا کی مقدار کو کم کر دیا جاتا ہے جس پر کارروائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ خام سینسر کا ڈیٹا براہ راست تیز رفتار رنگوں کا پتہ لگانے کے نظام کو بھیجا جاتا ہے جو روایتی طریقوں اور AI دونوں سے زیادہ تیزی سے رنگ کا تعین کرنے کے لیے اس سے بھی چھوٹے نمونے والے علاقوں سے RGB اقدار کا استعمال کرتا ہے۔

یہ طریقہ، کم مستحکم ہونے کے باوجود، ٹیم کی بنیادی ضرورت کو پورا کر سکتا ہے۔ "اگرچہ درستگی صرف 90% تھی، یہ کافی اچھا ہوگا۔ ہمیں جس چیز کی واقعی ضرورت تھی وہ رفتار تھی،" گروپ کے ایک طالب علم پیٹروہائے نے کہا۔

پورے نظام کو بہتر بنائیں

پیٹروہائے نے کہا کہ ہر پچھلا ریکارڈ توڑنے والا روبوٹ عام طور پر ایک نمایاں عنصر پر بہتر ہوتا ہے۔ MIT طالب علم ٹیم کے روبوٹ (2018) نے اعلیٰ کارکردگی والے صنعتی ہارڈ ویئر کے استعمال پر توجہ مرکوز کی۔ مٹسوبشی الیکٹرک ٹیم نے ایک خصوصی الیکٹرک موٹر کا انتخاب کیا، جسے ہر روبک کیوب چہرے کی گردش کو بہتر بنانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

دریں اثنا، پرڈیو ٹیم نے کیمرے، تصویری پروسیسنگ، ہارڈ ویئر سے لے کر حل کرنے والے الگورتھم تک پورے نظام کو بہتر بنانے کے لیے آف دی شیلف سافٹ ویئر کا انتخاب کیا۔ انہوں نے الیاس فرانٹر کے روب-ٹوفیز کا استعمال کیا، جو ایک روبک کیوب حل کرنے والا الگورتھم خاص طور پر روبوٹس کے لیے ہے، جس سے وہ ایک ہی وقت میں دو روبک کے چہروں کو گھمانے جیسی خصوصی صلاحیتوں سے فائدہ اٹھا سکتے ہیں۔

ٹیم نے ایک ایسی تکنیک کا بھی استعمال کیا جس کی مدد سے وہ مکعب کے ایک طرف کو گھومنا شروع کر دیتے ہیں اس سے پہلے کہ وہ اس پر کھڑے دوسری طرف کی گردش کو مکمل کرے۔ یہ طریقہ بہت زیادہ وقت بچاتا ہے، لیکن اگر وقت غلط ہے یا بہت زیادہ طاقت لگائی گئی ہے تو کیوب کو نقصان پہنچانے یا یہاں تک کہ بکھرنے کا بھی خطرہ ہے۔ لہذا، طلباء کو بھی طاقت کا مقابلہ کرنے اور اس تکنیک کے ساتھ آسانی سے چلانے کے لئے کیوب کو اپنی مرضی کے مطابق بنانا پڑا۔

ورلڈ روبکس ایسوسی ایشن (WCA) کے قوانین کے مطابق، شرکاء اپنے Rubik's Cube کو اپنی مرضی کے مطابق بنا سکتے ہیں، جب تک کہ یہ ایک معیاری مکعب کے طور پر گھوم سکتا ہے اور کام کر سکتا ہے، ہر چہرے پر 9 رنگین چوکور ہیں، اور 6 چہرے 6 مختلف رنگوں کے ساتھ ہیں۔ کھلاڑی پلاسٹک کے علاوہ دیگر مواد استعمال کر سکتے ہیں، لیکن رنگین حصوں کی سطح کی ساخت ایک جیسی ہونی چاہیے۔

اس طرح کی 6 موٹریں بقیہ اطراف سے منسلک ہوں گی، جنہیں روبک کیوب کو گھمانے کا کام سونپا گیا ہے۔ تصویر: این وی سی سی۔

استحکام کو بڑھانے کے لیے، پرڈیو ٹیم نے کیوب کے اندرونی ڈھانچے کو ایک مضبوط SLS نایلان رال سے بنائے گئے حسب ضرورت 3D پرنٹ شدہ ورژن کے ساتھ اپ گریڈ کیا۔ چکنا اور بڑھتا ہوا تناؤ اوور شوٹ کو کم کرنے اور کنٹرول کو بہتر بنانے میں بھی مدد کرتا ہے۔

پرڈوبک کیوب میں کیوب کے ہر چہرے پر مرکوز دھاتی شافٹ سے منسلک چھ موٹریں استعمال ہوتی ہیں۔ کئی مختلف طریقوں کی جانچ کرنے کے بعد، ٹیم نے ایک ٹریپیزائڈل موشن سسٹم پر بسایا جو روبوٹ کو ہر چہرے کو درست طریقے سے سیدھا کرنے کی اجازت دیتا ہے جب یہ رکنے پر آتا ہے۔

پیٹروہائے کا خیال ہے کہ اگر کیوب پلاسٹک کے علاوہ کسی اور پائیدار مواد سے بنایا جاتا تو پرڈوبک اپنا ہی ریکارڈ توڑ سکتا تھا۔ "اگر آپ مکمل طور پر کاربن فائبر مرکب سے ایک وقف شدہ مکعب بناتے ہیں، تو میرے خیال میں یہ زیادہ رفتار کو سنبھالنے کے قابل ہوتا۔ آپ وقت کو کم کرنا جاری رکھ سکتے تھے،" انہوں نے کہا۔

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