میں تسلیم کرتا ہوں: اگر میں شہد کا چھتا دیکھتا ہوں، تو میں پیچھے ہٹ جاتا ہوں — تازہ شہد کو لعنت ہو۔ لیکن میرا حصہ بھی متوجہ ہے۔ شہد کی مکھیاں انجینئرنگ کا ایک قابل ذکر کارنامہ ہے۔ درختوں کی کلیوں سے لے کر چبائے ہوئے موم تک کے مواد سے بنا ہوا، شہد کی مکھیوں کے جھنڈ ان خام اجزاء کو ہوا میں اڑتے ہوئے گھنے شہد کے چھاتیوں میں جمع کرتے ہیں—ہر ایک ہندسی شاہکار۔
اس کے برعکس، انسانی تعمیر کہیں زیادہ زمینی ہے۔ بلڈوزر، کمپیکٹر، اور کنکریٹ مکسرز انتہائی موثر ہیں، اور یہ ہمارے بنیادی ڈھانچے کو قائم کرنے میں ریڑھ کی ہڈی کی حیثیت رکھتے ہیں۔ لیکن وہ بھی بھاری، ناگوار، اور سڑکوں یا نقل و حمل کے دیگر ذرائع کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس سے جزیروں اور دیگر دور دراز مقامات پر قدرتی آفات کا تیزی سے جواب دینے کی ان کی صلاحیت گھٹ جاتی ہے جنہیں فوری مدد کی ضرورت ہوتی ہے، خاص طور پر ہنگامی حالات کے بعد۔
بدقسمتی سے، ہمارے پاس آب و ہوا کی اکثر مثالیں موجود ہیں۔ سڑکوں کا سخت کٹاؤ جنگل کی آگ کی وجہ سے ہائی ویز اور پل جو سیلاب اور سمندری طوفانوں کے پانی میں ڈوب کر گر جاتے ہیں۔ اس ماہ، یہاں تک کہ جب پورٹو ریکو کے کچھ حصے اب بھی سمندری طوفان ماریا سے صحت یاب ہو رہے ہیں، بہت سے گھر ایک بار پھر سمندری طوفان فیونا کی زد میں آ گئے۔
کیا کوئی ایسا طریقہ ہے جس تک رسائی کے لیے مشکل علاقوں میں ہم تیزی سے پناہ گاہیں — یا یہاں تک کہ مکانات — تعمیر کر سکیں اور ان ہنگامی صورتحال سے بہتر طریقے سے نمٹ سکیں؟
اس ہفتے، امپیریل کالج لندن کی ایک ٹیم نے شہد کی مکھیوں سے تحریک لی خود مختار ڈرونز کا ایک گروپ تیار کیا۔ کہ 3D کسی بھی ڈیزائن کردہ ڈھانچے کو پرنٹ کرتا ہے۔ شہد کی مکھیوں کے چھتے کی طرح، ہر ڈرون آزادانہ طور پر کام کرتا ہے، لیکن وہ ایک ٹیم کے طور پر کام کرتے ہیں۔ پورے بحری بیڑے کو ایریل ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ (Aerial-AM) کا نام دیا گیا ہے۔
شہد کی مکھیوں کی طرح کام کرتے ہوئے، ڈرون ہر ایک کے مختلف کردار ہوتے ہیں۔ کچھ بلڈرز ہیں — جسے BuilDrones کا نام دیا جاتا ہے — جو اڑتے وقت مواد جمع کرتے ہیں۔ دوسرے ScanDrones ہیں، جو مینیجرز کے طور پر کام کرتے ہیں جو موجودہ تعمیر کو مسلسل اسکین کرتے ہیں اور فیڈ بیک فراہم کرتے ہیں۔
[سرایت مواد]
کئی ٹیسٹوں میں، بحری بیڑے نے کم سے کم انسانی نگرانی کے ساتھ فوم سے لے کر سیمنٹ جیسے گو تک، ملی میٹر کی درستگی تک متعدد ڈھانچے کو پرنٹ کیا۔ یہ جرمانے سے ابھی بہت دور ہے۔ 3D چھپی ہوئی مکان، اور زیادہ جیسے مٹی کے برتنوں میں ایک بچے کی پہلی کوشش۔ کچھ ڈھانچے ایک ابتدائی ٹاور سے ملتے جلتے ہیں۔ دیگر، ایک بُنی ہوئی اختر کی ٹوکری۔
اس نے کہا، ہم اڑتے ہوئے 3D پرنٹنگ پلوں سے لوگوں کو آنے والے اشنکٹبندیی طوفان سے نکالنے کے راستے ہو سکتے ہیں۔ لیکن مطالعہ اس امکان کی طرف ایک قدم دکھاتا ہے۔ "Aerial-AM پرواز کے اندر مینوفیکچرنگ کی اجازت دیتا ہے اور مستقبل کے امکانات کی پیشکش کرتا ہے کہ وہ غیر محدود، اونچائی پر یا مشکل سے رسائی کے مقامات پر تعمیر کرے،" مصنفین نے کہا۔
روبوٹ کی تعمیر
تعمیر میں مدد کے لیے روبوٹ کا استعمال کوئی نئی بات نہیں ہے۔ لیکن تیزی سے نفیس الگورتھم کی بدولت، وہ بنیادی ڈھانچے کے کاروبار میں کارآمد اوزار بن گئے ہیں۔ ایک خیال یہ ہے کہ ڈرائی وال کو ختم کرنے، درکار وقت کو ڈرامائی طور پر کم کرنے جیسے کاموں میں مدد کرنا۔ دوسرا یہ ہے کہ ہم سب کو پریشان کرنے والی رہائش کی کمی سے لڑنا ہے۔ پچھلے کچھ سالوں میں، 3D پرنٹ شدہ مکانات نے فنتاسی سے حقیقت تک آسمان چھو لیا ہے۔ خوبصورت چھوٹے گھر کرنے کے لئے کثیر کمرہ سستی گھر.
لیکن جس چیز کی کمی ہے وہ دیہی علاقوں تک ٹیکنالوجی کی رسائی ہے۔ گڑھوں سے بھری کچی سڑکوں کا تصور کریں، دھوپ والے دن میں کھٹمل اور بارش کے بعد ٹخنوں تک گہرے کیچڑ بھرے ڈراؤنے خواب کا۔ تصویر کے پہیے انچوں کیچڑ میں پھنس گئے ہیں، جس میں بیلچے کے علاوہ خود کو کھودنے کا کوئی طریقہ نہیں ہے۔ اب اس ہنگامی جگہ پر بڑے پیمانے پر 3D پرنٹرز یا دیگر تعمیراتی روبوٹ لے جانے کے بارے میں سوچیں۔
مثالی نہیں، ہاں؟ زمین اور کشش ثقل سے لڑنے کے بجائے، پرواز کیوں نہیں کرتے؟
طوفان کی آب و ہوا
شہد کی مکھیوں سے متاثر ہو کر، امپیریل کالج لندن میں ڈاکٹر میرکو کوواک کی قیادت میں ٹیم نے آسمان کو چھو لیا۔ ان کا خیال خود ترتیب دینے والے ڈرونز کے ساتھ 3D پرنٹنگ کو ایک ساتھ باندھتا ہے، جو بغیر کسی رکاوٹ کے پہلے سے پروگرام شدہ بلیو پرنٹ کا "شہد کی مکھی" بناتا ہے۔
مرکزی خیال ہماری مرضی سے مخصوص مواد کو شکل دینے کی صلاحیت پر انحصار کرتا ہے — جیسے Play Dough کو نچوڑنا یا Legos کو اسٹیک کرنا۔ یہ عمل ہمیں لچکدار طریقے سے مواد کو مختلف جیومیٹرک ڈیزائنوں میں ڈھالنے دیتا ہے، اور اسے "مسلسل اضافی مینوفیکچرنگ سے پاک" کہا جاتا ہے (ایک منہ بھرا، میں جانتا ہوں، اس لیے صرف "AM")۔
یہ جنگلی میں آزاد پرواز بنانے والوں کی تعریف کے ساتھ شروع ہوتا ہے۔ بھٹی لے لو۔ اگرچہ مخلوقات میں سب سے دوستانہ نہیں ہے (متعدد تکلیف دہ ڈنکوں سے بات کرتے ہوئے)، وہ اس لحاظ سے قابل ذکر ہیں کہ وہ تعمیراتی مواد کی فراہمی کے لیے اپنے راستوں پر تشریف لے جانے میں انتہائی موثر ہیں۔ یہ ایک اڑتے بڑھئی کی طرح ہے جو بغیر کسی رکاوٹ کے ایک گروپ کے ساتھ کابینہ بنا رہا ہے — ایک ناقابل یقین کارنامہ جسے سائنس دان اب بھی سمجھنے کی کوشش کر رہے ہیں۔
یہاں، ٹیم نے پوچھا کہ کیا چھوٹے روبوٹ کے بھیڑ کے ساتھ انجینئرنگ کی وہی صلاحیت حاصل کرنا ممکن ہے۔ یہ ایک مشکل مسئلہ ہے - زیادہ تر پچھلے نقطہ نظر صرف "ابتدائی تحقیقی مرحلے" پر ہیں، ٹیم نے کہا، "محدود آپریشنل اونچائی" کے ساتھ۔
ان کا حل ایک سافٹ ویئر تھا، ایریل-اے ایم فریم ورک جو انجینئرنگ کے پچھلے آئیڈیاز اور فطری نظیروں کو ٹیپ کرتا ہے تاکہ ہر ڈرون ایک بھیڑ کی طرح متوازی طور پر کام کر سکے۔ ڈرونز کو پرواز کے دوران وفادار 3D پرنٹرز کے طور پر بھی کام کرنا پڑتا تھا، اپنے محل وقوع اور سرگرمی کو اپنے پڑوسیوں کو نشر کرتے تھے (لہذا کسی ڈھانچے پر کوئی اضافی "آئسنگ" نہ ہو)۔ اس کے بعد ہر ایک محدود انسانی مداخلت کے ساتھ — ایک دوسرے سے ٹکرائے بغیر — فضائی حدود میں تشریف لے جانے کے لیے لیس تھا۔ آخر میں، دیے گئے ڈھانچے پر منحصر ہے، انہوں نے ہدایات کی بنیاد پر ہلکا پھلکا، جھاگ نما مواد یا پرنٹ ایبل سیمنٹ مکس کو احتیاط سے نچوڑ لیا۔
آپریشن کے پیچھے دماغ Aerial-AM ہے، جو دو مختلف قسم کے فضائی روبوٹ پلیٹ فارمز کو پروگرام کرنے کے لیے طبیعیات کو AI کے ساتھ جوڑتا ہے۔ ایک BuilDrone ہے، جو اپنے پروگرامنگ کی بنیاد پر کسی بھی مواد کو خود مختار طور پر جمع کرتا ہے۔ دوسرا اسکین ڈرون ہے، کوالٹی کنٹرول بوٹ جو کمپیوٹر ویژن کے ساتھ جاری تعمیرات کو اسکین کرتا ہے۔ تعمیراتی سائٹ پر مینیجر کی طرح، یہ ہر جمع شدہ پرت کے ساتھ تعمیراتی ڈرون کو تاثرات دیتا ہے۔
یہ عمل مکمل طور پر روبوٹ کے ذریعے نہیں چلایا جاتا ہے۔ انسانی سپروائزر مینوفیکچرنگ کی حکمت عملی کے مرحلے یعنی مواد کو پرنٹ کرنے کا بہترین طریقہ اور مینوفیکچرنگ کے مرحلے دونوں میں ٹیپ کر سکتے ہیں۔ پرنٹ کرنے سے پہلے، ٹیم نے تین یا اس سے زیادہ ڈرونز کا استعمال کرتے ہوئے "ورچوئل پرنٹ" بنانے کے لیے ایک سمولیشن چلائی۔
تصور کے ثبوت کے طور پر، ٹیم نے اپنے 3D پرنٹنگ پلیٹ فارم، Aerial-AM کو کئی شکلوں اور مواد کے ساتھ چیلنج کیا۔ ایک سلنڈر 6.5 فٹ سے زیادہ لمبا تھا، جس میں پولی یوریتھین فوم سے بنے مواد کی 72 سے زیادہ پرتوں کے ساتھ پرنٹ کیا گیا تھا۔ BuilDrone کی ایک اور قسم سیمنٹ جیسے مکس کے لیے بہتر بنائی گئی تھی، جس نے تقریباً چار فٹ اونچا ایک پتلا سلنڈر بنایا تھا۔
آخری ٹیسٹ کے لیے، چھ ڈرونز نے پیرابولک سطح کی تعمیر میں مدد کی — ایک انگوٹھے کی تصویر بنائیں۔ ان اعداد و شمار کی بنیاد پر، مطالعہ نے پھر کئی نقلیں چلائیں، یہ پوچھتے ہوئے کہ ساخت کے پیمانے اور روبوٹ کی تعداد نے حتمی تعمیر کو کیسے تبدیل کیا۔
مجموعی طور پر، تعمیراتی بھیڑ نہ صرف پیمانے اور ساخت کے لحاظ سے بلکہ روبوٹ کی آبادی کے سائز کے لحاظ سے بھی انتہائی موافقت پذیر ہے۔ ممکنہ روبوٹس کی تعداد میں اضافے کے باوجود، انہوں نے تصادم سے بچنے کے لیے اپنے راستوں کو بہتر بنایا، جیسے رش کے اوقات میں کسی ہلچل والے ریستوراں میں باورچی۔
ڈرون دستہ ابھی پرائم ٹائم کے لیے تیار نہیں ہے۔ ابھی کے لیے، انہیں صرف چھوٹے پیمانے پر ڈھانچے کی تعمیر کے لیے دکھایا گیا ہے۔ لیکن ٹیم پر امید ہے۔ Aerial-AM فریم ورک بغیر کسی بھیڑ کے کثیر روبوٹ ڈانس میں مختلف قسم کے ڈھانچے کو پرنٹ کر سکتا ہے۔ ٹیم نے کہا کہ یہ "موافقت اور انفرادی روبوٹ فالتو پن" کو ظاہر کرتا ہے۔
اگرچہ صرف پہلا قدم ہے، یہ وہ کام ہے جو ڈرون کی فزیبلٹی کو فضائی تعمیراتی کارکنوں کے طور پر ثابت کرتا ہے- جو ایک دن خطرناک علاقوں میں اڑ کر جان بچا سکتے ہیں۔ "ہمیں یقین ہے کہ ہمارے ڈرونز کا بیڑا روایتی دستی طریقوں کے مقابلے میں مستقبل میں تعمیراتی اخراجات اور خطرات کو کم کرنے میں مدد کر سکتا ہے،" کوواک نے کہا۔
تصویری کریڈٹ: یونیورسٹی کالج لندن، شعبہ کمپیوٹر سائنس/ڈاکٹر۔ وجے ایم پوار اور رابرٹ سٹورٹ سمتھ، خود مختار مینوفیکچرنگ لیب
