ह्यूमनॉइड रोबोटों के पावर अपग्रेड के पीछे का तर्क: अनुकूलित मोटर डिज़ाइन ही सफलता की असली कुंजी है — जिउजु मोटर्स की स्वचालित असेंबली लाइन

नए ऊर्जा वाहनों के लिए घरेलू इलेक्ट्रिक मोटर तकनीक लगातार परिपक्व होती जा रही है, और मोटरों का समग्र प्रदर्शन अब विश्व के अग्रणी स्तर में शामिल है। उद्योग में कई लोगों ने यह सवाल उठाया है: क्या परिपक्व ऑटोमोटिव मोटर समाधानों को सीधे ह्यूमनॉइड रोबोटों में उपयोग के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे अनुसंधान एवं विकास (R&D) लागत में भारी कमी आए और ह्यूमनॉइड रोबोटों के वाणिज्यीकरण की गति और तेज हो? हालांकि, उद्योग में वास्तविक R&D और परीक्षणों ने पुष्टि की है कि ऑटोमोटिव मोटर्स और ह्यूमनॉइड रोबोट मोटर्स परस्पर प्रतिस्थाप्य नहीं हैं; दोनों की परिचालन आवश्यकताएँ बहुत भिन्न हैं, और रोबोट मोटर्स को उनके इच्छित उद्देश्य के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

परिचालन की स्थितियाँ बहुत भिन्न होती हैं: बाजार में उपलब्ध मोटर पूरे शरीर के जटिल जोड़नों के अनुकूल नहीं बनाए जा सकते।

ह्यूमनॉइड रोबोटों में कई जोड़ होते हैं—घुटने, टखने, उंगलियाँ और कमर की रीढ़ सहित—जिनमें से प्रत्येक पर अत्यधिक भिन्न भार पैटर्न और परिचालन स्थितियाँ लागू होती हैं; एक ही, सार्वभौमिक मोटर पूरे शरीर में विविध परिचालन परिदृश्यों को समायोजित नहीं कर सकती। उदाहरण के लिए टेस्ला के ऑप्टिमस को लें: इस रोबोट में 20 से अधिक जोड़ हैं, जिनमें से प्रत्येक में या तो खोखले कप मोटर या फ्रेमलेस टॉर्क मोटर लगी है। इन दोनों प्रकार की मोटरों की भूमिकाएँ स्पष्ट रूप से परिभाषित हैं और इन्हें परस्पर बदला नहीं जा सकता। रोबोट के पूरे वजन को सहारा देने के लिए कूल्हे और कमर के जोड़ों में मजबूत भार-वहन क्षमता होनी चाहिए; निचले अंगों के जोड़ों जैसे टखनों और घुटनों को न केवल एक स्थिर चलने की चाल सुनिश्चित करनी चाहिए, बल्कि गिरने और टकराव के कारण होने वाले बाहरी बलों का सामना करने के लिए उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध भी होना चाहिए; उंगलियों और कलाई में पाए जाने वाले सूक्ष्म-जोड़ों को सूक्ष्म-मोटर पकड़ और लचीले संपर्क जैसे कार्यों को करने के लिए अत्यधिक नियंत्रण सटीकता की आवश्यकता होती है। ह्यूमनॉइड रोबोट के लिए मोटरों को विरोधाभासी डिज़ाइन मापदंडों का सामना करना पड़ता है जिन्हें सामंजस्य बिठाना मुश्किल है: उन्हें उच्च टॉर्क और उच्च भार क्षमता प्रदान करते हुए उच्च गतिशील प्रतिक्रिया बनाए रखनी होती है, और साथ ही कॉम्पैक्ट और हल्का भी होना चाहिए। इसके विपरीत, ऑटोमोटिव मोटर एकल, स्थिर परिचालन स्थितियों के तहत काम करते हैं; ड्राइविंग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बस पावर और टॉर्क बढ़ाना पर्याप्त है। इसलिए, दोनों के मुख्य डिज़ाइन दर्शन पूरी तरह से एक-दूसरे के विपरीत हैं।

मानव सदृश रोबोटों की कुंजी उनकी समग्र अनुकूलनशीलता में निहित है।

किसी रोबोट के मोटर्स की गुणवत्ता का आकलन करते समय, केवल हार्डवेयर विनिर्देशों पर भरोसा नहीं किया जा सकता; उच्च-प्रदर्शन वाले मोटर्स जो समग्र प्रणाली के अनुकूल नहीं हैं, उनका कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं होता। निचले अंगों के मोटर्स में अत्यधिक घूर्णी गति चलने के अंदाज को बाधित कर सकती है, जबकि हाथ के मोटर्स में अत्यधिक टॉर्क न केवल संभाले जा रहे वस्तुओं को नुकसान पहुँचाता है, बल्कि व्यक्तिगत सुरक्षा के लिए भी जोखिम पैदा करता है। परिणामस्वरूप, मोटर अनुसंधान और विकास को रोबोट के चेसिस संरचना, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणालियों और सुरक्षा संरक्षण मॉड्यूल के साथ एकीकृत और समन्वित तरीके से किया जाना चाहिए। वर्तमान में, उद्योग में तीन मुख्यधारा के ड्राइव समाधानों में सभी अंतर्निहित कमियां हैं: उच्च रिडक्शन अनुपात वाली लचीली ड्राइव पर्याप्त शक्ति प्रदान करती हैं लेकिन अपर्याप्त नियंत्रण सटीकता से पीड़ित हैं और संचालन के दौरान कंपन के प्रति प्रवण होती हैं; लचीला संचरण, जिसमें लोचदार घटक शामिल होते हैं, अधिक प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करता है लेकिन गतिशील प्रतिक्रिया गति से समझौता करता है; और कम-रिडक्शन-अनुपात वाला क्वासी-डायरेक्ट-ड्राइव संचरण उत्कृष्ट नियंत्रण सटीकता प्रदान करता है लेकिन सिस्टम की समग्र उत्पादन लागत को काफी बढ़ा देता है।

इसलिए यह स्पष्ट है कि केवल ट्रांसमिशन संरचना को अनुकूलित करने से केवल सतही समस्याओं को ही कम किया जा सकता है; यह मूल समस्याओं को हल नहीं कर सकता। केवल प्रत्येक जोड़ के कार्यात्मक अंतर के अनुसार मोटर्स को अनुकूलित करके—उंगलियों को लघु खोखले-कप मोटर्स, कंधे और कूल्हे के जोड़ को आंतरिक-रोटर मोटर्स, और निचले अंगों के उच्च-भार क्षेत्रों को बाह्य-रोटर मोटर्स से सुसज्जित करके—और विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप लक्षित अनुसंधान एवं विकास करके ही ह्यूमनॉइड रोबोट मोटर विकास का सर्वोत्तम मार्ग प्राप्त किया जा सकता है।

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