রোবট নির্মান করি - মাছ রোবট

আমরা একটি রোবটটি নির্মান করতে যাচ্ছি; যার নাম মাছ রোবট। কারন এটি পানির ভিতরে মাছের মতো চলতে পারে।

মাছ কিভাবে পানির ভিতরে সাঁতার কাটে ও গতি লাভ করে তার অনেক ব্যাখা আছে। এটা সবার জানা যে, পানির নিচে মাছ যেভাবে চলাফেরা করতে পারে, কোনো জাহাজ সেভাবে চলাফেরা করতে পারে না। মাছ যেভাবে আচমকা ঘুরতে পারে বা মোড় নিতে পারে, কোনো জাহাজ তা পারেনা। এজন্য বিজ্ঞানীরা এই বিষয়ে গবেষনা করার জন্য, বিপুল অর্থ এবং সময় খরচ করছেন। বর্তমানে অত্যাধুনিক কম্পিউটার প্রযুক্তির সাহায্য, মাছের চলার উপর গবেষোনা করা হচ্ছে। MIT বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীগন, দীর্ঘ চার বছর গবেষনা করে, ৪ ফিট লম্বা মাছের মডেল তৈরী করেছেন। এই রোবট মাছটি বিশ্ববিদ্যালয়ের সমুদ্র প্রকৈশল শাখার পরীক্ষা ট্যাংকে মাছের মত চলাফেরা করতে পারে। প্লাস্টিক চামড়া দিয়ে তৈরী মাছটি দেখতে অবিকল সত্যিকার মাছের মতো। এমনকি মাছের ট্যাংকে রাখা অন্য মাছ গুলোও এই রোবট মাছটির সাথে, সত্যিকার মাছের মতো আচরন করে।

মাছ ছাড়াও বিভিন্ন প্রানী আছে, যারা পানিতে লেজের সাহায্য সাতার কাটে বা লেজকে সাতারের কাজে ব্যবহার করে। সেগুলোও বিজ্ঞানীদের আগ্রহের বিষয়। যেমন, অধিকাংশ মাছ যেমন ডানে বামে লেজ নাড়ায়, ডলফিন কিন্তু এরকম করেনা। বরং, ডলফিন উপর নিচে লেজ নাড়ায়। এতে পানিতে যে চাপ তৈরী হয়, তার সাহায্য এটি চলাফেরা করে। জলজ সাপ বা কুমীরের, মাছের মতো লেজ নেই। তারা শরীরকে বাকিয়ে পানিতে চাপ তৈরী করে এবং এই চাপের সাহায্য চলাফেরা করে। পেঙ্গুইন পানিতে সাতরানোর সময় ব্যবহার করে তাদের দুই বাহু। অন্যদিকে হাস এবং বিভিন্ন পাখি ব্যবহার করে তাদের পা। চওড়া পাকে নৌকার দাড়ের মতো ব্যবহার করে তারা সামনে এগিয়ে যায়। মানুষের এরকম সুবিধা নেই। তাই এই কৌশলকে অনুসরন করে, মানুষও পায়ে বিশেষ ফিন বা পাখনা ব্যবহার করে, দ্রুত গতিতে সাবলীলভাবে সাতরানোর জন্য।

বস্তুত, মাছ বা বিভিন্ন প্রানী সাতরানোর সময় লেজ বা শরীরের বিভিন্ন অংশ ব্যবহার করে ঘূর্নি তৈরী করে। এই ঘূর্নি সমূহ বিভিন্ন ভেক্টর বল তৈরী করে, যা প্রানীকে প্রয়োজনীয় দিকে গতিদান করে। এই ঘূর্নি তৈরীর কৌশল, বিভিন্ন প্রানীর জন্য ভিন্ন হতে পারে।

রোবট মাছের মেকানিক্স

বাজারে করার সময়, আমরা ভারি মাছ কেনা পছন্দ করলেও; আমাদের রোবট মাছের ওজন যতখানি সম্ভব কম রাখতে হবে। ওজন কম রাখার জন্য রোবট এর উপকরন সমুহকে এলমুনিয়াম অথবা হাল্কা কাঠ দিয়ে তৈরী করা যেতে পারে। রোবট মাছের লেজ নাড়াবার জন্য বিভিন্ন উপায় রয়েছে। আমাদের লক্ষ হচ্ছে, এমন একটি মেক্যানিক্যাল সিষ্টেম নির্মান করা, যেটি মাছের লেজকে একবার ডানে এবং আরেকবার বামে নাড়িয়ে পানিতে ঘূর্নি তৈরী করবে। বিভিন্ন জটিল ইলেক্ট্রনিক্স কম্পোনেন্ট ব্যবহার করে বিষয়টি করা সম্ভব। কোন জটিল কৌশল অবলম্বন না করে এবং যেন খুব সহজেই রোবটটি নির্মান করা সম্ভব হয়, এমন একটি উপায় এখানে প্রর্দশন করা হয়েছে।

প্রথমে, মাছের পাখনা বানাবার জন্য একটি ৬ ইঞ্চি লম্বা, ৪ ইঞ্চি চওড়া এবং ০.২৫ ইঞ্চি উচু একটা এলুমুনিউম বা কাঠের চতূভুজ নেই। এবার এই চর্তুভুজকেকে মাঝখান থেকে কোনাকুনি কাটি। এতে আমরা দুটি ত্রিভুজ পাব। এবার ১২ ইঞ্চি লম্বা, ০.৫ ইঞ্চি চওড়া এবং ০.২৫ ইঞ্চি উচু একটি চর্তুভূজ নেই। এবার এই চর্তুভূজের এক  প্রান্ত শিরীষ কাগজ বা স্যান্ডপেপার দিয়ে ঘষি এবং অমসৃ্ন করি। এবার অমসৃ্ন প্রান্তে সুপার গ্লু দিয়ে, ইতিপূর্বে প্রাপ্তু ত্রিভুজের টুকরো গুলোকে লাগাই। কিছুক্ষন চাপ দিয়ে ধরে রাখি, যাতে অমসৃ্ন প্রান্তে গ্লু ভালোভাবে লেগে যায়। এবার আর একটি চর্তুভূজ নেই যার মাপ হবে, ২ ইঞ্চি লম্বা, ১ ইঞ্চি চওড়া এবং ০.২৫ ইঞ্চি উচু। এই চর্তুভুজকে চিত্রের মতো করে, একইভাবে গ্লু দিয়ে, লম্বা চর্তুভুজের যে প্রান্তে টেইল লাগানো হয়েছে তার বিপরীত প্রান্তে লাগাই। এই পূরো বাহুটিকে আমরা টেইল আর্ম বলবো।

এবার, ৩ ইঞ্চি চওড়া এবং ৫ ইঞ্চি লম্বা এবং ০.২৫ ইঞ্চি উচু আরেকটি চর্তুভূজ নেই। এই চর্তুভূজকে আমরা বেস প্লেট হিসাবে ব্যবহার করবো এবং এই প্লেটটিকে আমরা বেস প্লেট বলবো। এই বেস প্লেটের উপরেই সব মেক্যানিকাল এবং ইলেকট্রিক্যাল সিষ্টেম বসানো হবে। এবার চিত্রের ডায়াগ্রামের মতো করে, চিহ্নিত স্থানে একটি ছিদ্র করি। এরপর চিত্রের মতো, টেইল আর্মের যে প্রান্তে ত্রিভুজ লাগানো হয়েছে, তার বিপরীত প্রান্তে একই মাপের আরেকটি ছিদ্র করি। এই ছিদ্রের ভিতর একটি স্ক্রু প্রবেশ করাই। স্ক্রুটির অপর প্রান্তে নাট লাগাই। কিন্তু খুব বেশী টাইট না করি। সিষ্টেমটিকে এমনভাবে রাখি যেন এটি বেস প্লেটের সাথে, স্ক্রুকে কেন্দ্র করে মুক্তভাবে ঘুরতে পারে।

এই নাটটির উপরে এবং নিচে চিকন তার পেচিয়ে দেই, যাতে নাটটি খুলে না যায়।

এরপর আমাদের দরকার হবে আরও দুটি ছোট চর্তুভুজ যাদের আকার হবে, ১.৫ ইঞ্চি লম্বা, ১ ইঞ্চি চওড়া এবং ০.২৫ ইঞ্চি পুরু। এই চর্তুভূজ দুটিকে, চিত্রে প্রর্দশিত স্থানে ছিদ্র করি এবং চিত্রের মতো করে বেস প্লেটের উপর আঠা দিয়ে স্থাপন করি। এবার মোটা গেজের ইনশুলেশন বিহীন তার নেই। বিভিন্ন কন্সট্রাকশন কাজে এই তার ব্যবহার করা হয় এবং প্রায় সব হার্ডওয়য়ারের দোকানে এই তার পাওয়া যাবে। তার কেনার সময় দেখতে হবে, যাতে এটি সহজে না বাকে, কিন্তু কিছুটা অতিরিক্ত চাপ প্রয়োগ করে হাত দিয়ে বাকানো যায়। [এখানে গেজ নম্বর উল্লেখ না করে তারের বর্ননা দেয়া হয়েছে যাতে, পাঠকগন সহজেই প্রয়োজনীয় তার সংগ্রহ করতে পারেন]। এবার তারের এক প্রান্ত চিত্রের মতো করে, ছোট চর্তিভূজের বাইরের পাশ দিয়ে প্রবেশ করাই এবং মধ্যবর্তী অংশ চিত্রের মতো ইংরেজী অক্ষর U এর মতো করে বাকিয়ে দিই এবং পরবর্তী অংশ সোজা করে দ্বিতীয় চর্তুভূজের ভিতর প্রবেশ করাই। চিত্রে পুরো ব্যাপারটি দেখানো হয়েছে। তারের এক প্রান্ত চিত্রের মতো বাকিয়ে দেই এবং অপর প্রান্তে গিয়ার যোগ করি এবং বাকিয়ে দেই। এই বাকিয়ে দেবার মূল কারন, যাতে তারটি ছোট দুটি চর্তুভূজের উপর ভর করে নিজ অক্ষের উপর ঘুরতে পারে এবং বের না হয়ে যায়। (এখানে গিয়ার ব্যবহার না করে পুলি ব্যবহার করা যেতে পারে। সেক্ষেত্রে পরবর্তীতে মোটরের সাথেও গিয়ারের বদলে পূলি সংযুক্ত করতে হবে)

এবার আমাদের দরকার হবে, ১.৫ ভোল্টের একটি মোটর। মোটরের শ্যাফটের সাথে চিত্রের মতো একটি ছোট গিয়ার থাকতে হবে। এই মোটরকে বেস প্লেটের সাথে সংযুক্ত করি। বেস প্লেটের সাথে সংযুক্তকরনের জন্য, কোন প্লাষ্টিকের পাত্র কেটে প্রয়োজনীয় আকারে, একটি প্লাষ্টিকের স্ট্রিপ সংগ্রহ করি। এবার চিত্রের মতো করে স্ট্রিপটিকে স্ক্রু দিয়ে মোটরের উপর স্থাপন করি। স্ক্রুর নিচে হেক্স নাট লাগিয়ে দিলেই মোটরটি বেস প্লেটের উপর স্থাপন হলো। মোটরটিকে এমনভাবে বসাতে হবে যেন, মোটরের গিয়ার এবং তারের গিয়ার পরষ্পর সংযুক্ত থাকে। এখানে বলা প্রয়োজন, প্রকৌশলে এরকম ইম্প্রোভাইজড করা যাবে, যখন এটি তেমন বিপদজনক নয় বা কাছে প্রয়োজনীয় উপকরন নেই। উদাহরনস্বুরুপ, দোকানে মোটর বেস প্লেটে বসানোর জন্য মাউন্টিং কিট পাওইয়া যায়। যদি এই কিট সংগ্রহ করা না যায়, তাহলে এই কৌশল অবল্মবন করা যেতে পারে। মনে রাখতে হবে, সবসময়, সর্বাগ্রে নিরাপত্তা।

এবার আমরা ইতিপূর্বে যে তার ব্যবহার করেছি, সেই একই তার থেকে প্রায় ১৬ ইঞ্চি পর্যন্ত কেটে নেই। তারের এক প্রান্ত চিত্রের মতো করে লুপ তৈরী করি। এই লুপটিকে ইতিপূর্বে নির্মিত U আকারের হুকের মধ্য প্রবেশ করাই। লুপের অপর প্রান্তটিকে চিত্রের মতো করে টেইল আর্মের সাথে সংযুক্ত করি। লক্ষ রাখতে হবে, সংযোগ দেবার সময়, টেইল আর্মের অবস্থান মাঝখানে এবং U এর অবস্থান খাড়াভাবে উপরের দিকে বা নিচের দিকে হতে হবে। কোন অবস্থাতেই U এর অবস্থান ডানে বা বামে হবে না।

মোটর নিয়ন্ত্রনের জন্য খুবই সাধারন একটি সার্কিট ব্যবহার করা হয়েছে। মোটর নিয়ন্ত্রনের জন্য, এটি খুব কার্যকরী সার্কিট নয়। কার্যকরভাবে মোটর চালানোর জন্য মূলত পালস বা নিদির্ষ্ট সময় ব্যবধানে বৈদুতিক সিগন্যাল প্রেরন করা হয়। কিন্তু এক্ষত্রে আমরা মোটর নিয়ন্ত্রনে সাধারন এই সার্কিট ব্যবহার করবো। কারন এই বইয়ের মূল লক্ষই খুব সহজে রোবট নির্মান করা। এই সার্কিটটির নির্মান খুবই সহজ এবং রোবট মাছের মেকানিজম এই সার্কিটটির মাধ্যমে নিয়ন্ত্রন করা সম্ভব। সার্কিটে দুটি ১.৫ ভোল্টের দুটো পেন্সিল AA সাইজের ব্যাটারীকে সিরিজে সংযোগ দেয়া হয়েছে। এতে মোট ভোল্টেজ হয়েছে ৩ ভোল্ট। মটরে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রনের জন্য রেজিষ্টর ব্যবহার করা হয়েছে। ওহমের সূত্র থেকে আমরা জানি,

ভোল্টেজ = কারেন্ট X রেজিষ্টান্স

এবার নিচের ডায়াগ্রাম অনুসারে সার্কিটটি নির্মান করি। একটি পেন্সিল ব্যাটারী হোল্ডারে দুটি ব্যাটারী সংযোজন করি। ব্যাটারী হোল্ডারের দুটি তার আছে। এদের একটি তার, চিত্রে যার নাম 1 এর সাথে রেজিষ্টারের এক প্রান্ত সংযুক্ত করি। চিত্রে রেজিষ্টরকে R দ্বারা প্রকাশ করা হয়েছে। রেজিষ্টরের অপর প্রান্তের সাথে আরেকটি তার, চিত্রে যার নাম 3 এর এক প্রান্ত সংযোগ করি। তার 3 অপর প্রান্ত বা মুক্ত প্রান্তের সাথে মোটরের এক প্রান্ত সংযোগ করি। মোটরকে চিত্রে M দ্বারা প্রকাশ করা হয়েছে। মোটরের অপর প্রান্তকে ব্যাটারী হোল্ডারের আরেকটি তার, চিত্রে যার নাম 2 এর সাথে সংযুক্ত করি। যেকোন ইলেক্ট্রনিক্সের দোকানে ১.৫ ভোল্টের মোটর পাওইয়া যায়। পুরোনো ক্যাসেট প্লেয়ার বা সিডি প্লেয়ার বা এরকম কোন ডিভাইস থেকে মোটর খুলে নেয়া যেতে পারে। [এটা করার জন্য অবশ্যই ডিভাইসটির মালিকের কাছ থেকে অনুমতি নেয়া জরুরী J]। ইলেক্ট্রনিক্সের দোকানে বা প্রায় সব ডিভাইসে রেজিষ্টর থাকে। নির্দিষ্ট মানের রেজিষ্টর কোনটি তা বের করার জন্য, এই বইয়ের ইলেক্ট্রনিক্স অধ্যায়ে রেজিষ্টর কালার কোড দেখুন।

ব্যাটারীতে পজেটিভ এবং নেগেটিভ প্রান্ত চিহ্নিত করা থাকে। আবার ব্যাটারী হোল্ডারেও পজেটিভ ও নেগেটিভ প্রান্ত চিহ্নিত থাকে।সার্কিটটি নির্মানের পর, ব্যাটারীর পজেটিভ প্রান্তের হোল্ডারের পজেটিভ প্রান্ত এবং নেগেটিভ প্রান্তের সাথে হোল্ডারের নেগেটিভ প্রান্ত ঠিক রেখে সংযোগ করলেই মোটরে বিদ্যুত প্রবাহ শুরু হবে এবং মোটরটি ঘুরতে শুরু করবে।

বিদ্যুত প্রবাহ চালু হলে রোবটটি কিভাবে কাজ করবে, তা এখানে বর্ননা করা হলো। বিদ্যুত প্রবাহ শুরু হলে এবং মোটরটি ঘুরতে শুরু করবে এবং মোটরের সাথে লাগানো গিয়ারটিও ঘুরতে থাকবে। গিয়ার ঘুরলে, গিয়ারের সাথে যুক্ত U আকারের শ্যাফটিও ঘুরতে থাকবে। এখন U আকারের শ্যাফটের সাথে, হুকের দ্বারা সংযুক্ত রডটিও নড়তে শুরু করবে। রডের অপর প্রান্ত টেইল আর্মের সাথে যুক্ত।

মনেকরি U শ্যাফটি ঘড়ির কাটা যেদিকে ঘুরে সেদিকে ঘুরছে। প্রাথমিকভাবে এটি খাড়া উপরের দিকে আছে [ঘড়ির কাটার ১২টা বাজার অবস্থানে]। যখন U শেপটি উপর থেকে নেমে সর্বোচ্চ ডানে যাবে [ঘড়ির কাটার ৩টা বাজার অবস্থানে], তখন এটি হুকের সাথে সংযুক্ত রডকে ঠেলে ডানে নিয়ে যাবে।রডের অপর প্রান্তে, মুক্তভাবে ঘুরতে সক্ষম টেইল আর্মটি তখন একপাশে বেকে যাবে। আবার যখন U শেপটি ডান থেকে নেমে সর্বোচ্চ নিচে যাবে [ঘড়ির কাটার ৬টা বাজার অবস্থানে], তখন এটি হুকের সাথে সংযুক্ত রডকে টেনে মাঝখানে নিয়ে আসবে।রডের অপর প্রান্তে, মুক্তভাবে ঘুরতে সক্ষম টেইল আর্মটি তখন মর্ধবর্তী অবস্থানে আসবে। এরপর, যখন U শেপটি নিচ থেকে উঠে সর্বোচ্চ বামে যাবে [ঘড়ির কাটার ৯টা বাজার অবস্থানে], তখন এটি হুকের সাথে সংযুক্ত রডকে টানে বামে নিয়ে যাবে। রডের অপর প্রান্তে, মুক্তভাবে ঘুরতে সক্ষম টেইল আর্মটি তখন বিপরীত বেকে যাবে। আবার, যখন U শেপটি আরও উপরে উঠে যাবে [ঘড়ির কাটার ১২টা বাজার অবস্থানে], তখন এটি হুকের সাথে সংযুক্ত রডকে ঠেলে মাঝখানে নিয়ে আসবে। রডের অপর প্রান্তে, মুক্তভাবে ঘুরতে সক্ষম টেইল আর্মটি তখন মাঝখানে নিরপেক্ষ অবস্থানে যাবে। এখানে মোটরের ঘুর্নের একটি পূর্ন চক্র বর্ননা করা হলো। এভাবে মোটরটি ঘুরতে থাকলে, টেইল আর্ম বা মাছের লেজটি একবার ডানে এবং একবার বামে যাবে। এভাবে রোবটটি সামনে এগুতে থাকবে।  

পানির নিচের মাছ রোবট বানানোর জটিল বিষয় সমূহ মোটামুটি এখানেই শেষ। সমস্যা হলো, এখন যদি আমরা রোবটটিকে পানিতে ছাড়ি, তাহলে রোবটটি লেজ নাড়তে নাড়তে সোজা পানির ট্যাংক এর নিচের দিকে যাবে। যেহেতু রোবটের সামনের দিকে ব্যাটারী সার্কিট ইত্যাদি যোগ করার কারনে ভারী হয়েছে, সেহেতু এমন হবে। এই সমস্যা দূর করার জন্য রোবট এর সামনের দিকে রবার ব্যান্ড দিয়ে শোলা বা ফোম যুক্ত করতে হবে, যাতে রোবটটি পানির নিচে কিছু গভীরে সমানভাবে ভাসমান থাকে।

আমরা নিশ্চই আমাদের এই মেশিনটিকে এখনই পানির নিচে ছাড়বো না। ঠিক ধরেছেন, পানি থেকে বাচার জন্য আমাদের রোবট মাছ এর চামড়া দরকার। রোবট মাছ এর চামড়া অনেক ভাবে তৈরী করা যেতে পারে। শক্ত প্লাষ্টিকের ব্যাগ কেটে, গ্লু দিয়ে মাছ আকৃ্তির চামড়া বানানো যেতে পারে। অথবা বাজারে বিভিন্ন মাছ আকৃ্তির খেলনা পাওয়া যায়, সেগুলোর খোলশ চামড়া হিসাবে ব্যাবহার করা যেতে পারে। এখানে আমরা আমাদের শিল্পসত্তা ব্যবহার করে অনেক ধরনের রঙ বেরং ও বিভিন্ন আকৃতির মাছ বানাতে পারি যা আমাদের একুরিয়াম বা পানির ট্যাংকে চলবে।