ज़्यादा से ज़्यादा यूनिवर्सिटी अपने अंडरवाटर रोबोट क्यों बनाना शुरू कर रही हैं?

हाल के वर्षों में, दुनिया भर की越来越多 विश्वविद्यालयों ने ROV (Remotely Operated Vehicle – दूर से संचालित जलमग्न रोबोट) के स्वतंत्र अनुसंधान और विकास में निवेश करना शुरू कर दिया है। इंजीनियरिंग और समुद्री इंजीनियरिंग कॉलेजों से लेकर विभिन्न प्रयोगशाला टीमों तक, कई विश्वविद्यालय समुद्री अन्वेषण, वैज्ञानिक अनुसंधान, इंजीनियरिंग शिक्षा और अंतरराष्ट्रीय प्रतियोगिताओं के लिए अपने स्वयं के ROV प्रोजेक्ट स्थापित कर रहे हैं।

तो फिर विश्वविद्यालय तैयार व्यावसायिक उपकरण खरीदने के बजाय अपने स्वयं के ROV विकसित करने की ओर अधिक क्यों झुक रहे हैं? यह लेख विभिन्न दृष्टिकोणों से इस प्रश्न का विस्तार से विश्लेषण करता है और अंत में विश्वविद्यालय प्रयोगशालाओं के लिए उपयुक्त थ्रस्टर मॉडलों की सिफारिश करता है।

I. विश्वविद्यालय ROV का स्वयं विकास क्यों कर रहे हैं?

1. कम R&D लागत और अधिक नियंत्रण क्षमता

अतीत में, एक पूर्ण ROV सिस्टम की लागत अक्सर दसियों हज़ार甚至 सैकड़ों हज़ार डॉलर तक होती थी। लेकिन आज, मुख्य घटकों (थ्रस्टर, ESC, कंट्रोल बोर्ड आदि) की लागत में कमी के कारण, स्वयं विकास की बाधा काफी कम हो गई है।

स्व-विकास का सबसे बड़ा मूल्य है पूर्ण नियंत्रण:

• संरचना को समायोजित किया जा सकता है

• नियंत्रण एल्गोरिदम बदले जा सकते हैं

• थ्रस्ट कॉन्फ़िगरेशन बदली जा सकती है

• द्रव गतिकी (Hydrodynamics) प्रयोग किए जा सकते हैं

यह खुलापन व्यावसायिक ROV प्रदान नहीं कर सकते।

2. इंजीनियरिंग शिक्षा का सर्वोत्तम रूप: बहु-विषयक इमर्सिव प्रोजेक्ट

विश्वविद्यालयों में ROV का स्व-विकास आमतौर पर कई विषयों के छात्रों के सहयोग से किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• मैकेनिकल इंजीनियरिंग: संरचना, जलगतिकी

• इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग: मोटर, ESC, वॉटरप्रूफ सिस्टम

• कंट्रोल इंजीनियरिंग: PID नियंत्रण,姿态 नियंत्रण, पथ योजना

• कंप्यूटर साइंस: इमेज रिकग्निशन, SLAM

• मरीन इंजीनियरिंग: वास्तविक अनुप्रयोग और जलमग्न परीक्षण

यह वर्तमान में विश्वविद्यालयों में सबसे लोकप्रिय और उच्च शिक्षण मूल्य वाले व्यावहारिक प्रोजेक्ट्स में से एक है।

3. अंतरराष्ट्रीय प्रतियोगिताएँ विश्वविद्यालयों के स्व-विकास को बढ़ावा देती हैं

प्रमुख प्रतियोगिताओं में शामिल हैं:

• MATE ROV Competition

• RoboSub

• Singapore AUV Challenge

लगभग सभी प्रतियोगिताएँ टीमों से स्वयं प्रणोदन प्रणाली, संरचना और नियंत्रण मॉड्यूल विकसित करने की मांग करती हैं, जिससे विश्वविद्यालयों को अपने ROV सिस्टम विकसित करने के लिए प्रेरित होना पड़ता है।

4. 5–10 वर्षों के लिए सतत अपग्रेड की क्षमता

स्व-विकसित ROV को लगातार अपग्रेड किया जा सकता है, जैसे:

• थ्रस्टर बदलना

• सेंसर जोड़ना

• ESC बदलना
  -姿态 नियंत्रण एल्गोरिदम का अनुकूलन

यह विश्वविद्यालयों की दीर्घकालिक अनुसंधान आवश्यकताओं के लिए अत्यंत उपयुक्त है।

5. अधिक किफायती और अनुसंधान निधि प्राप्त करने में आसान

जहाँ व्यावसायिक ROV की कीमत आमतौर पर 6,000–20,000 अमेरिकी डॉलर या उससे अधिक होती है, वहीं स्व-विकसित समाधान सामान्यतः केवल 400–2,700 अमेरिकी डॉलर में तैयार हो सकते हैं।

इसके अलावा, स्व-विकसित परियोजनाओं को निम्नलिखित प्रकार के वित्तीय समर्थन प्राप्त करना अधिक आसान होता है:

• अनुसंधान अनुदान

• इंजीनियरिंग कॉलेज परियोजना निधि

• प्रतियोगिता-विशेष अनुदान

II. विश्वविद्यालयों में प्रयुक्त ROV थ्रस्टरों में कौन-से गुण होने चाहिए?

सामान्य आवश्यकताएँ निम्नलिखित हैं:

• उच्च विश्वसनीयता और समुद्री जल में जंग-रोधी क्षमता

• स्थिर थ्रस्ट, आसान नियंत्रण और एल्गोरिदम सत्यापन के लिए उपयुक्त

• सामान्य वोल्टेज संगतता (12V / 24V / 48V)

• बदले जा सकने वाले प्रोपेलर, द्रव प्रयोगों के लिए उपयुक्त

• Arduino जैसे नियंत्रण प्रणालियों के साथ आसान संगतता

III. विश्वविद्यालय ROV परियोजनाओं के लिए उपयुक्त Apisqueen अंडरवॉटर थ्रस्टर

(कम थ्रस्ट से अधिक थ्रस्ट के क्रम में)

नीचे दिए गए सभी मॉडल Apisqueen के हैं और इन्हें इस प्रकार व्यवस्थित किया गया है:
“थ्रस्ट स्तर → उपयोग परिदृश्य → उपयुक्त विश्वविद्यालय प्रकार”

स्तर 1: प्रारंभिक शिक्षण / छोटे प्रयोगात्मक ROV (0.6–2.1 किग्रा थ्रस्ट)

1. BM70 — 0.6 किग्रा थ्रस्ट
उपयुक्त: शुरुआती, कक्षा शिक्षण
वोल्टेज: 7.4V (2S)
लाभ: कम कीमत, कम शोर
अंडरग्रेजुएट स्तर के प्रारंभिक प्रयोगों के लिए आदर्श।

2. X2 — 2.1 किग्रा थ्रस्ट
उपयुक्त: हल्के ROV, जलगतिकी प्रयोग
वोल्टेज: 12–16V
निरंतर शक्ति: 84W
हल्का और स्थिर, संरचना अध्ययन के लिए उपयुक्त।

3. U01 — 2 किग्रा थ्रस्ट
उपयुक्त: हल्के अनुसंधान ROV, नियंत्रण एल्गोरिदम शिक्षण
अधिकतम शक्ति: 390W
द्विदिश ESC के साथ
姿态 नियंत्रण प्रयोगों के लिए उपयुक्त।

4. U3 — 3 किग्रा थ्रस्ट
उपयुक्त: अंडरग्रेजुएट लैब, छोटे मिशन ROV
वोल्टेज रेंज: 12–24V
U01 से अधिक शक्तिशाली, हल्के लोड के लिए उपयुक्त।

5. X3 — 2.6 किग्रा थ्रस्ट
उपयुक्त: MATE शुरुआती प्रतियोगिताएँ, छोटे इंजीनियरिंग ROV
अधिकतम थ्रस्ट: लगभग 6 किग्रा
शक्ति: 260W
उत्कृष्ट लागत-प्रदर्शन और अच्छी स्थिरता।

स्तर 2: मध्यम आकार के अनुसंधान / प्रतियोगिता ROV (~7 किग्रा)

6. U5 — 7 किग्रा थ्रस्ट
उपयुक्त: संरचनात्मक प्रयोग,姿态 नियंत्रण, मिशन-उन्मुख ROV
वोल्टेज: 12–24V
विश्वविद्यालयों में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले थ्रस्टरों में से एक।

स्तर 3: अनुसंधान / इंजीनियरिंग-ग्रेड ROV (8–10 किग्रा)

7. MU7 / MU7 Pro
उपयुक्त: अनुसंधान प्लेटफॉर्म, रोबोटिक आर्म वाले ROV
शक्ति: 435W–825W
MU7 Pro थ्रस्ट स्थिरता में अत्यंत परिपक्व है।

8. U9 — 600W उच्च थ्रस्ट थ्रस्टर
उपयुक्त: ट्रैजेक्टरी स्थिरता अनुसंधान, प्रतियोगिताओं में मुख्य थ्रस्ट
थ्रस्ट: लगभग 9 किग्रा
इनबिल्ट ESC, सरल वायरिंग।

9. U10 — 10 किग्रा थ्रस्ट
उपयुक्त: समुद्री इंजीनियरिंग, भारी लोड ROV
शक्ति: 900W
जंग-रोधी धातु आवरण, गहरे पानी और लंबे मिशनों के लिए आदर्श।

स्तर 4: बड़े वैज्ञानिक ROV (40 किग्रा+ पेशेवर ग्रेड)

10. AQ1020 — 24V / 48V उच्च-शक्ति पेशेवर थ्रस्टर
उपयुक्त: बड़े अनुसंधान प्लेटफॉर्म, गहरे समुद्र मिशन
थ्रस्ट: 40 किग्रा से अधिक (प्रोपेलर पर निर्भर)
इनबिल्ट उच्च दक्षता हीट-डिसिपेशन ESC
विश्वविद्यालयों, अनुसंधान संस्थानों और समुद्री इंजीनियरिंग परियोजनाओं में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

IV. निष्कर्ष

अधिक से अधिक विश्वविद्यालय ROV का स्वयं विकास कर रहे हैं, इसके मुख्य कारण हैं:

• कम लागत

• अधिक नियंत्रण क्षमता

• उच्च शिक्षण मूल्य

• वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए उपयुक्त

• दीर्घकालिक अपग्रेड और पुनरावृत्ति की क्षमता

• अंतरराष्ट्रीय प्रतियोगिताओं के अनुरूप

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