कॅरियर

(01/May/2019)

रोबोटिक्स इंजीनियरिंग

संजय गोस्वामी

क्या आप कम्प्यूटर द्वारा कार चला सकते हैं? कम्प्यूटर भाषण या भावनाओं को कैसे पहचानता है? सॉफ्टवेयर और उपकरणों को इंसानों के सोचने के तरीके से कैसे जोड़ा जा सकता है? यह रोबोट द्वारा संभव है रोबोटिक्स इंजीनियरिंग, इंजीनियरिंग की एक शाखा है जिसमें रोबोट का डिजाइन, निर्माण और संचालन शामिल है। यह क्षेत्र इलेक्ट्रॉनिक्स, कम्प्यूटर साइंस, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, मेक्ट्रोनिक्स, नैनो टेक्नॉलॉजी और बायोइंजीनियरिंग के साथ मिला हुआ बहुत ही रोचक इंजीनियरिंग क्षेत्र है। रोबोटिक्स इंजीनियरिंग के क्षेत्र में प्रवेश करने वाले छात्रों के लिए कम्प्यूटर, मैकेनिकल, इलेक्ट्रानिक्स तथा इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का अध्ययन करने की आवश्यकता होती है। वास्तव में रोबोटिक्स कम्प्यूटर, मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के तालमेल का ही रूप है। इसलिए रोबोटिक्स में डिग्री हासिल करने के लिए इन विषयों का गहन ज्ञान अपेक्षित है। इसके अलावा पोस्टग्रेजुएट स्तर पर भी स्पेशलाइजेशन किया जा सकता है। रोबोटिक्स के अध्ययन में बेसिक इंजीनियरिंग प्रिसिपल तथा रोबोट्स का विकास तथा उपयोग करने वाले प्रोफेशनल की सहायता करने के लिए टेक्निकल स्किल्स सिखाई जाती है। इसमें डिजाइन में इंस्ट्रक्शन, ऑपरेशन टेस्टिंग, सिस्टम मैटेनेंस तथा रिपेयर शामिल है। रोबोटिक्स इंजीनियरिंग की वह शाखा है जिसके अंतर्गत रोबोट की डिजाइनिंग, उनका अनुरक्षण, नए एप्लिकेशन का विकास और अनुसंधान जैसे काम सम्मिलित किए जाते हैं। रोबोटिक्स में मेनिपुलेशन तथा प्रोसेसिंग के लिए कम्प्यूटर का उपयोग किया जाता है। रोबोटिक्स इंजीनियरिंग शाखा में बेसिक इंजीनियरिंग के सिद्धांत तथा रोबोट्स का विकास तथा उपयोग करने के लिए तकनीकी दक्षता सिखाई जाती है। इसमें डिजाइन इंस्ट्रक्शन, ऑपरेशन टेस्टिंग, सिस्टम मेंटेनेंस तथा रिपेयरिंग आदि शामिल हैं।

विभिन्न प्रकार के रोबोटों और उसका उपयोग

दो भुजाओं वाले द्वि-अक्षीय रोबोट एक अत्याधुनिक रोबोटिक प्रणाली है, जो बड़े पैमाने पर द्रव पदार्थों के हस्तन, स्थानांतरण इत्यादि कार्यों को सटीकता से करने के लिए उपयुक्त है। यह रोबोटिक प्रणाली अनुसंधान के विविध क्षेत्रों जैसे की चिकित्सा, जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, औषधि विज्ञान आदि में उपयोग होने वाले कई प्रकार के द्रव पदार्थों के स्वचालित हस्तन को आसान बनाती है। खासकर, हानिकारक विषैले रासायनिक तरल पदार्थों के हस्तन में तो यह प्रणाली बहुत ही कारगर है। दो भुजाओं वाले रोबोट, जिन्हें मानव-भुजाओं जैसे कार्य करने के लिए डिजाइन किया गया है, द्वि-अक्षीय रोबोट जटिल प्रक्रियाओं को सहजता से बार-बार करने में सक्षम होना चाहिए। इसके अतिरिक्त, रोबोट स्थिर होना चाहिए और उसे उच्च-गति की प्रतिक्रिया प्रदर्शित करनी चाहिए। दो भुजाओं वाले रोबोट के रेखीय गति सिस्टम और क्रॉस रोलर रिंग रोबोट की स्थिरता और परिचालन गति को बढ़ाते हुए उनका आकार छोटा कर सकते हैं। 
3-एक्सिस रोबोट : इस रॉबोट में तीन स्वतंत्र की कोटी तथा बल नियंत्रण हेतू, बल सेंसिग और नियंत्रण सेंसर लगे होते हैं 3-एक्सिस रोबोट स्वचालन रोबोटिक ऑटोमेशन सिस्टम 3-अक्ष वाले रोबोटों को नियुक्त करता है, जिसे क्षैतिज प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों पर प्लास्टिक मोल्डिंग स्वचालन और उच्च गति की आवश्यकता वाले संचालन के लिए रोबोट के रूप में भी जाना जाता है। यह रॉबोट नियमित रूप से यंत्रों को परीक्षण (इन सर्विस इन्सपेक्शन) तथा रेडियोधर्मी अपशिष्ठ को हटाने रेडियोसक्रिय तत्व को साधारण मानव की पहुँच से परे क्षेत्रों तक पहुंचाने के लिए अत्यधिक कारगर है। 3-अक्ष रोबोटों के स्वचालन में पार्ट पिकिंग और हैंडलिंग ऑटोमेशन, इन-मोल्ड डेकोरेटिंग/इन-मोल्ड लेबलिंग स्टैकिंग स्वचालन,पैकेजिंग और पैलेटाइजिंग स्वचालन,निरीक्षण स्वचाल ऑटोमेशन लोडिंग ऑटोमेशन अनुप्रयोग शामिल हैं।
5-जॉइंट क्लोज्ड-लिंक रोबोट : रोबोट के स्थिति-निर्धारण, गतिवर्धन और गति में कमी की सीमाबद्धताओं की मांग करते हैं। गाइडेंस अनुभाग में सटीकता और स्थिरता का होना आवश्यक है, और मूल संरचना को बल और तीव्रता में कमी का प्रदर्शन करना चाहिए। इस स्थिरता और गति को प्राप्त करने के लिए स्विंग अनुभाग में क्रॉस रोलर रिंग का उपयोग किया जाता है।
6-एक्सिस रोबोट : इसमें स्वनिर्धारित सॉफ्टवेयर द्वारा संचालित यंत्र, स्थिति, निर्धारक प्रणाली, एक मोटर चालित यंत्र कैमरा, दृष्टि सेंसर से युक्त छः अक्षीय निर्धारण प्रणाली लगी होती है। वस्तुतः यह रॉबोट स्वचालित निरीक्षण प्रणाली का भाग है। इसकी भुजाएं अपने स्थिति से दक्षिणावर्त या वामावर्त दिशा में स्वतंत्र रूप से 3600 कोण तक घूम सकती है। इस रॉबोट में छः स्वतंत्र की कोटी तथा बल नियंत्रण हेतू, बल सेंसिग और नियंत्रण सेंसर (बल/आघूर्ण) लगे होते हैं। जो वास्तविक समय में इसके नियंत्रण को दर्शाते है। इससे रॉबोट समय समय पर अपने अक्ष के इर्द गिर्द घूमता है। इंटरनेट सॉफ्टवेयर के माध्यम से रॉबोट के बाहरी संगणक प्रणाली को नियंत्रित कया जाता हैं। जिससे इसका स्थान, (भुजा घुमने) कोण स्थानांतरण, पदार्थ को पकड़ने की क्रिया, स्थिति निर्धारण आदि की जानकारी डाटा प्रेक्षण के माध्यम से मिलती है छः अक्षीय रॉबोट की सटीकता एवं विश्वसनीयता काफी अच्छी है यह एक ही बार में 3600 यानि भुजाओं को बांए से दांये तथा दाएं से बाएं मोड़ने में सक्षम है। अंतरिक्ष  में दूरहस्तन, स्थानांतरण, पदार्थों के निरीक्षण हेतु यह एक कारगर रॉबोट कहा जा सकता है यह रॉबोट अपनी भुजाओं को मोडकर अपने दांतों से पदार्थ को चतुराई से पकड़ लेने की क्षमता रखता है। 

एक्सिस 1 - रोबोट को घुमाता है (रोबोट के आधार पर)।
एक्सिस 2 - रोबोट के निचले हाथ का फॉरवर्ड/बैक एक्सटेंशन।
एक्सिस 3 - रोबोट की ऊपरी भुजा को ऊपर उठाता/कम करता है।
एक्सिस 4 - रोबोट की ऊपरी भुजा (रिस्ट रोल) को घुमाता है।
एक्सिस 5 - रोबोट की बांह की कलाई को ऊपर उठाता/कम करता है
एक्सिस 6 - रोबोट की बांह की कलाई को घुमाता है।

आर्क वेल्डिंग रोबोट : आर्क वेल्डिंग रोबोट में जोड़ों के घूर्णन गति अनुभाग में, कारखानों में क्रमबद्ध उत्पादन के समय, क्रॉस रोलर रिंग का उपयोग किया जाता है। चूँकि अकेले क्रॉस रोलर रिंग ही रेडियल और अक्षीय मोमेन्ट के प्रत्येक भार की दिशा में पर्याप्त रूप से स्थिर रहते हैं, इसलिए रोबोट के कॉम्पैक्ट जोड़ बनाने के लिए उनका उपयोग किया जा सकता है।
स्केलर रोबोट : स्केलर रोबोट का उपयोग, छोटे क्षेत्रों में प्रक्रिया में काम आने वाली वस्तुओं को पहुँचाने और उनको उपयुक्त स्थान पर रखने के लिए किया जाता है। उनकी उच्च सटीकता के लिए, स्ट्रोक संचलन और घूर्णन, गाइड सिस्टम का होना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

क्षेत्र

रोबोटिक्स इंजीनियरिंग एक अल्पकालीन क्षेत्र नहीं है, बल्कि यह एक दीर्घकालीन अनुसंधानपरक कॅरियर है। इस क्षेत्र में कुछ इंजीनियरिंग संस्थानों द्वारा आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, रोबोटिक्स, एडवांस्ड रोबोटिक्स सिस्टम्स, इंटेलिजेंस कंट्रोल, इमेजिंग प्रोसेस, न्यूरल नेटवर्क्स तथा फुजी लॉजिक्स पर विशेष कोर्स संचालित किए जाते हैं। आर्टिफिशियल इंटेलीजेंस शाखा के अंतर्गत कृत्रिम बुद्धि का अध्ययन किया जाता है। यह रोबोटिक्स कम्प्यूटर विज्ञान की वह शाखा है, जिसमें यह सीखा जाता है कि कम्प्यूटर में आदमी जैसी बुद्धि कैसे आए। ऑटोमेशन एंड रोबोटिक्स एक मल्टीडिसिप्लिनरी फील्ड है, जिसमें कम्प्यूटर साइंस, न्यूरोसाइंस, मनोविज्ञान आदि विषय भी शामिल किए जाते हैं। कृत्रिम बुद्धि का उद्देश्य ऐसे कम्प्यूटर प्रोग्राम बनाना होता है, जो समस्याओं को हल कर सकें। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस विभिन्न क्षेत्रों संज्ञानात्मक मनोविज्ञान, भाषा विज्ञान, कम्प्यूटिंग विज्ञान, तर्क, दर्शन का एक संयोजन है। रोबोटिक्स के  क्षेत्र में कॅरियर बनने हेतु 12वीं कक्षा में भौतिक एवं गणित विषय होना नितांत आवश्यक है। इसके साथ ही साथ उच्चतम प्रतियोगी तथा तकनीकी क्षेत्र में आविष्कार तथा कुछ नया करने के लिए सृजनात्मक योग्यता भी बेहद जरूरी है। रोबोटिक्स के क्षेत्र में कैरियर बनाने वालों को सबसे पहले यह करना होगा कि वह कम्प्यूटर, आईटी, मेकेनिकल, इलेक्ट्रॉनिक्स अथवा इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में बीई या बीटेक की डिग्री प्राप्त करें। बीई या बीटेक की डिग्री प्राप्त करने वाले छात्र रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में एमटेक कर आप उच्च अध्ययन करते हैं तो इस क्षेत्र में आपके प्रवेश की संभावना और अवसर दोनों ही बढ़ जाएंगे। हो सकता है कि इस क्षेत्र में आज प्रवेश करने वालों को अपनी मंजिल तक पहुँचने में कुछ साल इंतजार करना पड़े। बार्क, बीएचईएल, तथा सीएआईआर जैसे संगठनों द्वारा फ्रेश ग्रेजुएटस को साइंटिस्ट के रूप में लेकर रोबोटिक्स के क्षेत्र में प्रशिक्षित किया जाता है। रोबोटिक्स विषय से परिचित होने के लिए सबसे पहले रोबोट की अवधारणा को समझना आवश्यक है।

अवसर

वर्तमान में विभिन्न क्रियाकलापों में रोबोटों का उपयोग निरंतर बढ़ता ही जा रहा है इसलिए इस क्षेत्र में रोजगार के बहुत उजले अवसर विद्यमान हैं। रोबोटिक्स को सामान्यतः चार वर्गों में बाँटा जा सकता है। ये हैं- औद्योगिक रोबोट, पर्सनल रोबोट, मेडिकल या सर्जिकल रोबोट तथा ऑटोनोमस रोबोट। इनमें सबसे बड़ी श्रेणी औद्योगिक रोबोटों की होती है, जो साधारण प्रोग्राम योग्य रोबोट होते हैं, जिनका इस्तेमाल मैन्युफैक्चरिंग संयंत्रों में बहुतायात में होता है। उद्योगों में रोबोट्स का उपयोग निर्माण प्रक्रिया को तेज करने के लिए किया जाता है। औद्योगिक रोबोट्स द्वारा वेल्डिंग, पेंटिंग तथा मशीनों में कलपुर्जे लगाने का काम किया जाता है। रोबोट्स असेम्बलिंग, कटिंग तथा ऑटोमोबाइल्स के विभिन्न पार्ट्स को लगाने का काम भी बड़ी कुशलता एवं दक्षता से करते हैं। एटॉमिक, थर्मल तथा न्यूक्लियर पॉवर स्टेशनों पर खतरनाक एवं जोखिम वाले तत्वों की साज-संभाल तथा मेंटेनेंस में भी इंसानों के बजाय रोबोटों का प्रयोग बढ़ा है। अब मिलिट्री ऑपरेशंस में भी रोबोट दिखाई देने लगे हैं। 

अध्ययन 

रोबोटिक्स के तहत रोबोटिक्स के गणितीय आधार और रोबोट सिस्टम में प्रसंस्करण सेंसर जानकारी के सिद्धांतों का अध्ययन करते हैं। रोबोट नियंत्रण प्रणाली, बहु रोबोट प्रणाली विषय में मूलाधार और रोबोट के सिद्धांतों, कम्प्यूटेशनल वस्तुओं और गति के मॉडल, रोबोट की यांत्रिकी, जोड़तोड़ प्रणाली की संरचना, योजना और रोबोट कार्यों की प्रोग्रामिंग विषय शामिल हैं। काइनेमेटिक्स यांत्रिकी की एक शाखा है, जो गति के कारण बनने वाले बलों बिंदुओं, निकायों (वस्तुओं) और निकायों की प्रणाली (वस्तुओं के समूह) की गति का वर्णन करती है। महत्वपूर्ण विषयों में भी गतिशीलता, सेंसर और प्रेरक डिजाइन, नियंत्रण और रोबोट के गति और सिमुलेशन के लिए हैं। रोबोट पर लगे कैमरों द्वारा और ऑप्टिकल प्रवाह सेंसर, सेंसर सिग्नल प्रोसेसिंग, बहु सेंसर नियंत्रण प्रणाली और इष्टतम आकलन से संबंधित संभाव्य अवधारणा इसमें शामिल है। 

कोर्स

  • रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में बीई/बीटेक
  • ऑटोमेशन और रोबोटिक्स में बीटेक
  • स्वचालन और रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में बीटेक
  • आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस में बीएससी
  • रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में एमटेक
  • स्वचालन और रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में एमई/एमटेक

मुख्य विषय

बीटेक रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में मुख्य विषयों के रूप में  इलेक्ट्रॉनिक, बेसिक इलेक्ट्रॉनिक्स और कम्प्यूटर्स इलेक्ट्रॉनिक्स, माप और उपकरण संचार प्रणाली, माइक्रोप्रोसेसरों और माइक्रोप्रोसेसर माइक्रोकंट्रोलर, हाइड्रोलिक न्यूमेरिकल कंट्रोल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रो- मैकेनिकल एनर्जी, डीसी मशीन, माइक्रोकंट्रोलर और पीएलसी कम्प्यूटर एडेड डिजाइन औरविनिर्माण यांत्रिकी इंजीनियरिंग, कीनेमेटीक्स, उन्नत रोबोटिक्स  मैन्युफैक्चरिंग इंजीनियरिंग मोटर नियंत्रण और पीएलसी इलेक्ट्रोनिक उपकरण औरडिजिटलसर्किट, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और मोटर्स,मशीन डिजाइन, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, औद्योगिक स्वचालन और मोबाइल रोबोटिक आदि हैं। मोबाइल रोबोट, सक्रिय सेंसर प्लेटफार्मों और अन्य सभी कम्प्यूटर नियंत्रित विज्ञान सम्बन्धी लिंकेज सिमुलेशन व कंट्रोल के लिए लागू होते हैं।

अनुप्रयोग 

रोबोट कार्यक्रम के प्राथमिक अनुप्रयोगों के तहत प्रतिनिधि रोबोट की प्रोग्रामिंग हो, रोबोट और मोबाइल रोबोट प्रयोगशाला परियोजनाओं में रोबोट कार्यों की प्रोग्रामिंग  के लिए हैं। एक सर्वे के मुताबिक यूनाइटेड किंगडम में मौजूदा  नौकरियों में से अगले पंद्रह सालों में करीब पच्चीस फीसदी सर्विस सेक्टर के क्षेत्र में मैनपावर के लिए कारखानों में रोबोट काम कर सकते है एक अन्य रिपोर्ट के मुताबिक ब्रिटेन  में भविष्य में सर्विस सेक्टर के कई प्रकार के जॉब्स में इंसान की जगह रोबोट काम करते हुए दिख सकते हैं, जो अर्थव्यवस्था के लिए एक नयी चुनौती पैदा कर सकते हैं। आमतौर पर लोगों का जिन रोबोटों से सामना हुआ है उनके बारे में लोगों के विचार सकारात्मक हैं घरेलू रोबोट (क्वउमेजपब तवइवज) सफाई और रखरखाव के काम के लिए घरों के आस पास आम होते जा रहे हैं इस तरह तकनीक के विकास के साथ कम मैनपावर में ज्यादा काम कर पाना संभव  हो पाया है नासा ने रोबोनॉट 2 का निर्माण किया है रोबोनॉट 2 का  उपयोग अंतरिक्ष-स्टेशन में साथ-साथ दवा और उद्योग के किया जा सकता है। अमरीकी अंतरिक्ष एजेंसी नासा ने घोषणा कि है रोबोनॉट-2 नाम के एक रोबोट को अंतरिक्ष में भेजा जाएगा। वह अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर तैनात वैज्ञानिकों की मदद करेगा। कालोनी, चींटी और मक्खियों के समूह से प्रेरित होकर अनुसन्धानकर्ताओं ने हजारों सूक्ष्म रोबोटों को बनाया जो मिलकर एक कार्य करते हैं, जैसे की कुछ छुपी हुई चीज ढूंढ़ना, साफ करना या जासूसी करना। विभिन्न उद्योगों में रोबोट का उपयोग, व्यापक रूप से विनिर्माण, गठरी लादने, परिवहन, पृथ्वी और अन्तरिक्षीय खोज, एयरोस्पेस, आर्क वेल्डिंग, सर्जरी, हथियारों के निर्माण, प्रयोगशाला अनुसंधान , उपभोक्ता और औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जा रहा है। कुछ रोबोट लाम्बिक संचलन तक ही सीमित नहीं होते, उनमें रोबोट के पुरजों को बहुत से जोड़ों के साथ जोड़ा जाता है, रोबोटिक्स इंजीनियर रोबोट के डिजाइन और निर्माण के लिए जिम्मेदार होता है। 

योग्यता

रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में ग्रेजुएशन (ठम्ध्ठज्मबी) करने के लिए फिजिक्स, कैमिस्ट्री और मैथ्स विषयों में 60 प्रतिशत अंकों के साथ 12वीं आवश्यक है। जेईई/सीईटी के माध्यम से  मेरिट सूची के आधार पर विभिन्न इंजीनियरिंग कॉलेज में रोबोटिक्स इंजीनियरिंग  में ग्रेजुएशन (ठम्ध्ठज्मबी) का कोर्स  ज्वाइन किया जाता है। अगर अभ्यर्थी के पास रोबोटिक्स में डिप्लोमा योग्यता है तो वह रोबोटिक्स इंजीनियरिंग के ग्रेजुएशन कोर्स (ठम्ध्ठजमबी) में दाखिला ले सकते कोई कॉलेज विशेष रूप से रोबोटिक्स में बीटेक डिग्री प्रदान करता है, तो कुछ संस्थान एमटेक कराता हैं, आईआईटी जो छात्रों को रोबोटिक्स इंजीनियरिंग में कैरियर की दिशा में सर्वोत्तम मार्ग प्रदान करती हैं।

वेतन

एक रोबोटिक्स इंजीनियर को शुरुआत में प्राइवेट सेक्टर में 10 से 12 लाख का वार्षिक पैकेज मिल जाता है, जबकि सरकारी नौकरी मिलने पर शुरुआत में करीब 50.70 हजार रुपए मासिक और इन्सेन्टिव मिलता है।

प्रमुख संस्थान

  • दिल्ली विश्वविद्यालय, नई दिल्ली,
  • आई आई एस, बैंगलोर
  • एनआईटी, वारंगल। 
  • भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, मुंबई
  • हैदराबाद विश्वविद्यालय, हैदराबाद । 
  • अरोरा ग्रुप ऑफ इंस्टीट्यूशंस, हैदराबाद
  • द नियोतिया यूनिवर्सिटी, कोलकाता 
  • चंडीगढ़ विश्वविद्यालय, चंडीगढ़
  • बिट्स, हैदराबाद
  • बनारस हिंदू विश्वविद्यालय, वाराणसी 
  • भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, मुंबई
  • दिल्ली विश्वविद्यालय, नई दिल्ली
  • मद्रास विश्वविद्यालय, चेन्नई 
  • इंडियन स्कूल ऑफ माइंस, धनबाद
  • जवाहरलाल नेहरू विश्वविद्यालय, नईदिल्ली
  • भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, कानपुर
  • आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और रोबोटिक्स प्रौद्योगिकी संस्थान, बंगलोर
  • राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी संस्थान, पटना 
  • बिरला इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी एण्ड साइंस, पिलानी 
  • जादवपुर विश्वविद्यालय, कोलकाता 
  • पीएसजी कॉलेज, कोयम्बटूर
  • श्री सत्य साई इंस्टिट्यूट, चेन्नई
  • एसआरएम विश्वविद्यालय, कांचीपुरम
  • बिट्स, मेसरा 
  • पेट्रोलियम एंड एनर्जी स्टडीज विश्वविद्यालय, देहरादून


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