Body-Motion Control of a Simulated Aerial Swarm from a First-Person View
यह शोध पत्र फर्स्ट-पर्सन-व्यू एरियल स्वार्म टेलीऑपरेशन के लिए एक बॉडी-मोशन इंटरफेस प्रस्तुत करता है, जिसने एक उपयोगकर्ता अध्ययन के माध्यम से, पारंपरिक नियंत्रकों की तुलना में नेविगेशन दक्षता और कमांड स्थिरता में महत्वपूर्ण सुधार प्रदर्शित किया है, हालांकि यह बढ़ी हुई शारीरिक मांग की कीमत पर हुआ।
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कल्पना कीजिए कि ड्रोन की एक टीम एक ढही हुई इमारत में तलाशी लेने या एक घने जंगल का मानचित्रण करने के लिए मिलकर काम कर रही है। वास्तव में प्रभावी होने के लिए, इन मशीनों को एक एकल, सुसंगत इकाई के रूप में कार्य करने की आवश्यकता है, जो जटिल त्रि-आयामी स्थानों के माध्यम से चलती हैं जबकि एक मानव ऑपरेटर उन्हें देखता और निर्देशित करता है। चुनौती बहुत बड़ी है: उन्हें यह तय करना होगा कि समूह कहाँ जाएगा, वह कितनी गति से आगे बढ़ेगा, ड्रोन के बीच की दूरी कितनी होगी, और कैमरा किस दिशा में देख रहा होगा, और यह सब एक ही समय में करना होगा। पारंपरिक रूप से, यह एक हैंडहेल्ड रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके किया जाता रहा है, जो शौक के लिए उड़ने वाले विमानों के उपयोग में आने वाले रिमोट जैसा है, जहाँ ऑपरेटर अलग-अलग दिशाओं में स्टिक्स को धकेलने के लिए अपने अंगूठों का उपयोग करता है। हालाँकि, जैसे-जैसे कार्य अधिक जटिल होते जाते हैं, पाँच अलग-अलग गतिविधियों को एक साथ प्रबंधित करने के लिए केवल दो अंगूठों पर निर्भर रहना ऐसा महसूस करा सकता है जैसे बहुत सारे टुकड़ों वाले पहेली को बहुत कम हाथों के साथ हल करने की कोशिश करना।
स्विट्जरलैंड के इकोल पॉलिटेकनिक फेडरल डी लॉज़ान (École polytechnique fédérale de Lausanne) के शोधकर्ताओं ने यह देखने के लिए एक प्रयास किया कि क्या मानव शरीर का उपयोग करके इस बाधा को दूर किया जा सकता है। उन्होंने एक फर्स्ट-पर्सन व्यू (प्रथम-व्यक्ति दृश्य) का उपयोग करके पंद्रह ड्रोनों के एक सिम्युलेटेड झुंड (स्वार्म) को उड़ाने का एक नया तरीका विकसित किया, जहाँ ऑपरेटर समूह के एक विशिष्ट ड्रोन की आँखों से दुनिया को देखता है। रिमोट कंट्रोल के बजाय, उन्होंने एक ऐसा इंटरफ़ेस बनाया जो ऑपरेटर के शरीर के ऊपरी हिस्से की स्वाभाविक गतिविधियों को पूरे झुंड के लिए कमांड में बदल देता है। अपने धड़ को झुकाकर, अपने हाथों को ऊपर-नीचे या अलग करके, और अपने सिर को घुमाकर, ऑपरेटर पूरे झुंड की आगे की गति, अगल-बगल की गति, ऊंचाई, ड्रोनों के बीच की दूरी और कैमरे के देखने की दिशा को नियंत्रित कर सकता था। सिस्टम को व्यक्तिगत बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया था; प्रत्येक परीक्षण से पहले, शोधकर्ताओं ने प्रत्येक प्रतिभागी के गति की सीमा और आरामदायक मुद्रा के अनुरूप इंटरफ़ेस को कैलिब्रेट किया, जिससे यह सुनिश्चित हुआ कि एक छोटा सा झुकाव सभी के लिए एक समान अर्थ रखे।
इस विचार का परीक्षण करने के लिए, चौदह स्वयंसेवकों ने गेटों और सितारों (जो इकट्ठा करने के लिए थे) से भरे एक सिम्युलेटेड बाधा पथ को नेविगेट किया। उन्होंने एक ही कार्य को दो बार किया: एक बार नए बॉडी-मोशन इंटरफ़ेस का उपयोग करके और एक बार एक मानक रिमोट कंट्रोल ट्रांसमीटर का उपयोग करके। परिणामों ने दिखाया कि बॉडी-मोशन दृष्टिकोण काफी अधिक कुशल था। झुंड को नियंत्रित करने के लिए अपने शरीर का उपयोग करते समय, प्रतिभागियों ने रिमोट की तुलना में कोर्स को लगभग बीस प्रतिशत तेजी से पूरा किया। हवा में उनका पथ भी अधिक सीधा था, जिससे कुल दूरी कम तय हुई, और वे अधिक सहजता से आगे बढ़े। डेटा से पता चला कि बॉडी-मोशन इंटरफ़ेस ऑपरेटरों को एक साथ कई कमांड को समायोजित करने की अनुमति देता है, जैसे कि ऊंचाई और ड्रोनों के बीच की दूरी को एक साथ बदलना, जबकि रिमोट कंट्रोल उन्हें अलग-अलग स्टिक्स और नॉब्स के बीच स्विच करने के लिए मजबूर करता था। एक साथ समायोजन करने की इस क्षमता ने निरंतर सुधारों की आवश्यकता को कम करने में मदद की, जिससे एक अधिक सुचारू उड़ान पथ प्राप्त हुआ।
गति और दक्षता में इन लाभों के बावजूद, अध्ययन में पाया गया कि बॉडी-मोशन विधि हर मामले में रिमोट कंट्रोल का पूर्ण प्रतिस्थापन नहीं थी। प्रतिभागियों ने बताया कि झुंड को नियंत्रित करने के लिए अपने शरीर का उपयोग करने में काफी अधिक शारीरिक प्रयास की आवश्यकता थी, क्योंकि उन्हें विशिष्ट मुद्राओं को बनाए रखना पड़ता था और अपने अंगों को लगातार हिलाना पड़ता था। दिलचस्प बात यह है कि इस अतिरिक्त शारीरिक मांग का समग्र मानसिक तनाव या कठिनाई के उच्च स्तर में नहीं बदला, और न ही इसने मिशन की गुणवत्ता को प्रभावित किया। क्रैश की संख्या, समूह से अलग होने वाले ड्रोनों की संख्या और गेटों से गुजरने की सटीकता दोनों विधियों के लिए समान रही। शोधकर्ताओं ने नोट किया कि जबकि बॉडी-मोशन इंटरफ़ेस तेज़ था, इसने मानसिक कार्यभार के संदर्भ में कार्य को आसान नहीं बनाया, और प्रतिभागियों की एक विधि के प्रति दूसरी विधि के प्रति पसंद विभाजित थी।
अध्ययन सुझाव देता है कि नियंत्रण को सिर, धड़ और हाथों में वितरित करने से ऑपरेटरों को पारंपरिक दो-स्टिक रिमोट की तुलना में जटिल, बहु-आयामी कार्यों को अधिक प्रभावी ढंग से प्रबंधित करने में मदद मिल सकती है। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने यह भी बताया कि इस दक्षता की भौतिक लागत वास्तविक है, और भविष्य के डिजाइनों को ऑपरेटर के हाथों और शरीर पर पड़ने वाले तनाव को कम करने के तरीके खोजने होंगे। उन्होंने शरीर के मैकेनिकल कपलिंग (यांत्रिक युग्मन) को भी देखा, जहाँ आगे झुकने से अनजाने में हाथ नीचे हो सकते थे, जिससे कभी-कभी अनपेक्षित कमांड परिवर्तन हो सकते थे, हालांकि प्रतिभागियों ने इससे जल्दी सामंजढ़ बैठा। अंततः, यह कार्य प्रदर्शित करता है कि हालांकि पूरे शरीर का उपयोग करके रोबोट के झुंड को उड़ाना शारीरिक रूप से थकाने वाला है, लेकिन यह गति और प्रत्यक्षता में एक स्पष्ट लाभ प्रदान करता है, जो भविष्य में मनुष्यों के मशीनों के समूहों के साथ कैसे बातचीत कर सकते हैं, इसके लिए एक नया मार्ग खोलता है।
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