ड्रोन में प्रौद्योगिकी का उपयोग

हाल के वर्षों में सॉफ्टवेयर, हार्डवेयर और कानूनों में प्रगति के कारण ड्रोन तकनीक में काफी विकास हुआ है। ड्रोन अत्यधिक दक्षता, सुरक्षा और सटीकता के साथ काम पूरा करने के लिए कई अत्याधुनिक तकनीकों का उपयोग करते हैं। ये तकनीकें हमेशा बदलती रहती हैं, और ड्रोन सिस्टम रोबोटिक्स, संचार, मशीन लर्निंग और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI) सहित डोमेन से कई प्रगति को धीरे-धीरे शामिल कर रहे हैं। ड्रोन में इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक और उनके विशेष उपयोगों को नीचे विस्तार से बताया गया है।

ड्रोन में उपयोग तकनीक और कार्य

ड्रोन उपकरण से पहले ड्रोन के बारे में जानना जरुरी है। ड्रोन में इस्तेमाल होने वाले उपकरण एक अद्भुत खोज है। जो ड्रोन को और भी उन्नत बनाता है। ड्रोन में लगे ये उपकरण इसे और भी उपयोगी बनाते हैं। इन उन्नत तकनीक के साथ ड्रोन की क्षमता अधिक विकसित हुई है। जो कृषि में अपनी उपयोग से कार्य सुलभ बनाता है। यहाँ हम ड्रोन की तकनीक के साथ-साथ इसके कार्य और उपयोग के बारे में भी जानेंगे।

उड़ान नियंत्रण के लिए सिस्टम

ड्रोन में फ्लाइट कंट्रोलर और ऑटोपायलट तकनीकें ड्रोन के "दिमाग" के रूप में काम करती हैं। इसके स्थान को नियंत्रित करती हैं। स्थिर उड़ान की गारंटी देती हैं और पूरी तरह या आंशिक रूप से स्वायत्त संचालन को सक्षम बनाती हैं। ड्रोन में माइक्रोकंट्रोलर सेंसर इनपुट डेटा का विश्लेषण करने और मोटर जैसे एक्ट्यूएटर्स को प्रबंधित करने का काम करते है।

ड्रोन सञ्चालन के समय ड्रोन की स्थिति, दिशा और गति सभी को फ्लाइट मैनेजमेंट सिस्टम (FMS) द्वारा समायोजित किया जाता है। जो उड़ान और नेविगेशन का समन्वय भी करता है। ड्रोन में उन्नत सुविधाएँ जैसे इसमें पूर्व-प्रोग्राम किए गए मिशन निष्पादन, स्वचालित रिटर्न-टू-होम (RTH) और स्वायत्त वेपॉइंट नेविगेशन आदि तकनीक हो सकते हैं।

एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप ड्रोन में लगे उपकरण है इन सेंसर की बदौलत यह ज़मीन के संबंध में अपनी दिशा को समझ सकते हैं। जो स्थिर उड़ान के लिए आवश्यक है। खासकर जटिल युद्धाभ्यास करते समय या हवा वाली स्थितियों में इसका प्रयोग किया जाता है।

नेविगेशन और पोजिशनिंग सिस्टम तकनीक

ड्रोन में GPS (ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम)तकनीक- ड्रोन में जी पी एस तकनीक वैश्विक स्तर पर अपनी स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देता है। GPS वेपॉइंट नेविगेशन और रिटर्न-टू-होम कार्यक्षमता के लिए आवश्यक है। उन्नत ड्रोन सेंटीमीटर-स्तर की सटीकता के लिए डिफरेंशियल GPS (DGPS) या रियल-टाइम किनेमेटिक (RTK) सिस्टम का भी उपयोग करते हैं। जो सर्वेक्षण और मानचित्रण अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है।

ग्लोनास, गैलीलियो, बेईडौ(GLONASS, Galileo, BeiDou:)- ड्रोन बेहतर पोजिशनिंग सटीकता के लिए रूस (ग्लोनास), यूरोप (गैलीलियो) या चीन (बेईडू) के सैटेलाइट सिस्टम का भी उपयोग कर सकते हैं। खासकर उन क्षेत्रों में जहां जीपीएस सिग्नल कमज़ोर हैं। ड्रोन में पूरक वैश्विक उपग्रह प्रणाली तकनीक हो सकती है जो स्थिति सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार करती है। वे विशेष रूप से कमज़ोर GPS कवरेज वाले क्षेत्रों में उपयोगी हैं। कई उपग्रह प्रणालियों का उपयोग चुनौतीपूर्ण वातावरण में GPS सिग्नल हानि या हस्तक्षेप को दूर करने में मदद करता है।

ऑप्टिकल फ्लो और विज़ुअल पोजिशनिंग सिस्टम (VPS)- यह ड्रोन की GPS तकनिक कमजोर सिग्नल या जब  सिंगल अनुपलब्ध होते हैं जैसे कि घर के अंदर या ऊँची स्थानों के पास तो ड्रोन को स्थिति बनाए रखने में मदद करता है।

ऑप्टिकल फ्लो और विज़ुअल पोजिशनिंग सिस्टम (VPS) से ज़मीन के सापेक्ष ड्रोन की गति का पता लगाने के लिए नीचे की ओर देखने वाले कैमरों या इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग करता है। जिससे यह सटीक रूप से मँडरा सकता है और नेविगेट कर सकता है।

ड्रोन में अल्ट्रासोनिक सेंसर तकनीक का उद्देश्य बाधाओं या ज़मीन से दूरी मापना, अक्सर लैंडिंग या होवरिंग के दौरान सटीक ऊंचाई नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाता है। ड्रोन में यह सेंसर तकनीक से ध्वनि तरंगें उत्सर्जित करता है और तरंग को वापस लौटने में लगने वाले समय को मापता है। जिससे ड्रोन को दूरी की सटीक गणना करने में मदद मिलती है।

ड्रोन में कैमरे और सेंसर का उपयोग

कैमरा सिस्टम लगाना: ड्रोन को हाई-डेफ़िनेशन क्षमता वाले कैमरो से सुसज्जित किया जा सकता है। जो अक्सर स्थिर और गतिमान तस्वीरें लेने में सक्षम है। या ड्रोन में अपनी आवश्यकतानुसार कैमरे का इस्तेमाल किया जा सकता हैं। कुछ हाई-एंड मॉडल में फ्लुइड वीडियो के लिए जिम्बल स्थिरीकरण के साथ 4K या 8K रिज़ॉल्यूशन वाले कैमरे होते हैं।

थर्मल इमेजिंग: ड्रोन में थर्मल कैमरों लगाये जा सकते है। जो हीट सिग्नेचर का पता लगा सकते हैं। ड्रोन में थर्मल कैमरो का इस्तेमाल कई तरह के सैन्य और औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है। ये कैमरे कृषि निरीक्षण, अग्निशमन कार्य और खोज और बचाव के कार्यो के लिए विशेष रूप से सहायक है।

LiDAR (लाइट डिटेक्शन और रेंजिंग): ड्रोन में LiDAR सेंसर द्वारा क्षेत्र का उच्च-सटीक मानचित्रण और सर्वेक्षण करना आसान बनाया गया है। यह लाइट डिटेक्शन और रेंजिंग सेंसर इलाके के 3D मॉडल बनाने के लिए लगाए जाते है। LiDAR तकनीक ज़मीन पर लेज़र बीम प्रकाश किरण छोड़ते हैं और प्रकाश को वापस आने में लगने वाले समय को बताते हैं।

अल्ट्रासोनिक सेंसर तकनीक: ड्रोन और बाधाओं का पता लगाकर बीच की दूरी को निर्धारित करके, ड्रोन में अल्ट्रासोनिक सेंसर उपकरण बाधाओं को जानकर टकराव को रोक ड्रोन को सुरक्षित रूप से नेविगेट करने में सहायता करते हैं।

ड्रोन की पावर और बैटरी सिस्टम

लिथियम पॉलीमर (LiPo) से बनी बैटरियाँ:  ड्रोन में LiPo बैटरियों का उपयोग ज़्यादातर उपभोक्ता ड्रोन में किया जाता है। यह ड्रोन के उच्च ऊर्जा घनत्व और तुलनात्मक रूप से हल्के होने के कारण किया जाता है। हालाँकि यह उपभोक्ता ड्रोन के उड़ान का समय को निर्धारित करती है। (उपभोक्ता ड्रोन के लिए लगभग 20-30 मिनट) जो अभी भी बैटरी क्षमता द्वारा निर्धारित है।

बैटरी प्रबंधन के लिए सिस्टम (BMS): ड्रोन में BMS सिस्टम बैटरी को ओवरचार्जिंग या ओवरहीटिंग से बचाने के लिए लगाया जाता है। यह उपकरण बैटरी के तापमान, चार्जिंग लेवल और बैटरी के संतुलन नज़र रखकर उसे सुरक्षित और प्रभावी पावर प्रबंधन का कार्य करते हैं।

फास्ट चार्जिंग तकनीक: कुछ ड्रोन में फास्ट-चार्जिंग उपकरण तकनीक सुविधाएँ होती हैं जो बैटरी को अधिक तेज़ी से रिचार्ज करने में सक्षम बनाती हैं।

संचार प्रणाली तकनीक

रेडियो आवृत्ति (RF): ड्रोन रेडियो आवृत्ति संकेतों के माध्यम से अपने नियंत्रकों से साथ संचार करते हैं। आमतौर पर 2.4 गीगाहर्ट्ज या 5.8 गीगाहर्ट्ज बैंड का उपयोग करते हैं। ड्रोन में उच्च आबृत्ति तकनीक तेज़ डेटा ट्रांसफ़र प्रदान करती हैं लेकिन उनकी सीमाएँ कम हो सकती हैं।

वाई-फ़ाई और 4G/5G: कुछ ड्रोन विशेष रूप से वाणिज्यिक और औद्योगिक उपयोग के लिए कम दूरी के नियंत्रण के लिए वाई-फ़ाई पर या लंबी दूरी के नियंत्रण और डेटा ट्रांसमिशन के लिए सेलुलर नेटवर्क (जैसे 4G या 5G) पर निर्भर हो सकते हैं।

मेष नेटवर्क: अधिक उन्नत ड्रोन संचालन में जैसे बड़े पैमाने पर बेड़े ड्रोन एक-दूसरे के साथ जानकारी साझा करने के लिए मेश नेटवर्क का उपयोग कर सकते हैं। जिससे सहकारी उड़ानें या झुंड व्यवहार की अनुमति मिलती है।

आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (AI) और मशीन लर्निंग

कंप्यूटर विज़न: AI और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग कैमरों से दृश्य डेटा को संसाधित करने के लिए किया जाता है। जिससे ड्रोन वस्तुओं को पहचानने, स्थलों की पहचान करने या वास्तविक समय में बाधाओं का पता लगाने में किया जा सकता हैं।

बाधा से बचाव: कई ड्रोन अब स्वायत्त रूप से नेविगेट करने और मानवीय हस्तक्षेप के बिना बाधाओं से बचने के लिए AI-आधारित सिस्टम का उपयोग करते हैं। ये सिस्टम आसपास के वास्तविक समय के 3D मानचित्र बनाने के लिए सेंसर (जैसे, कैमरे, LiDAR, अल्ट्रासोनिक) के संयोजन पर निर्भर करते हैं।

स्वचालित उड़ान पथ: AI ड्रोन को पूर्व-प्रोग्राम किए गए उड़ान पथों का पालन करने या पर्यावरणीय डेटा या मिशन आवश्यकताओं (जैसे, किसी वस्तु या व्यक्ति को ट्रैक करना) के आधार पर वास्तविक समय में अपने मार्गों को अनुकूलित करने में मदद कर सकता है।

स्वर्मिंग और समन्वय: AI का उपयोग ड्रोन को झुंड में रखने में भी किया जा रहा है। जहाँ कई ड्रोन किसी मिशन को पूरा करने के लिए स्वायत्त रूप से समन्वय करते हैं। जैसे पैकेज वितरित करना या सर्वेक्षण करना।

ड्रोन सॉफ्टवेयर और ऐप

फ्लाइट कंट्रोल ऐप: कई उपभोक्ता और पेशेवर ड्रोन ऐप (अक्सर स्मार्टफोन-आधारित) के साथ आते हैं जो उपयोगकर्ताओं को ड्रोन को नियंत्रित करने, उड़ानों की योजना बनाने, लाइव फुटेज देखने और उड़ान के बाद विश्लेषण करने की अनुमति देते हैं।

जियोफेंसिंग: जियोफेंसिंग तकनीक आभासी सीमाएँ बनाती है जो ड्रोन को कुछ क्षेत्रों में उड़ने से रोकती है जैसे कि हवाई अड्डे, सैन्य क्षेत्र या अन्य नो-फ्लाई ज़ोन। यह आमतौर पर ड्रोन हार्डवेयर और उड़ान सॉफ़्टवेयर दोनों में एकीकृत होता है।

मैपिंग और सर्वेक्षण सॉफ़्टवेयर: सर्वेक्षण कृषि या बुनियादी ढाँचे के निरीक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले ड्रोन अक्सर विशेष सॉफ़्टवेयर के साथ आते हैं जो उपयोगकर्ताओं को एकत्रित डेटा का विश्लेषण करने में मदद करते हैं। इसमें छवियों को एक साथ जोड़कर 3D मॉडल बनाने या थर्मल इमेजिंग से हीटमैप बनाने के लिए सॉफ़्टवेयर शामिल हो सकते हैं।

ड्रोन इकोसिस्टम तकनीकें

बेड़ा प्रबंधन: वाणिज्यिक या औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए ड्रोन को अक्सर बेड़े के हिस्से के रूप में प्रबंधित किया जाता है। जिसमें उड़ानों को शेड्यूल करने, ट्रैक करने और समन्वय करने के लिए सिस्टम मौजूद होते हैं। इसमें स्वचालित मिशन योजना और ड्रोन रखरखाव शेड्यूलिंग शामिल हो सकते हैं।

डिलीवरी सिस्टम: Amazon और UPS जैसी कंपनियाँ पार्सल डिलीवरी के लिए विशेष ड्रोन तकनीक विकसित कर रही हैं। जिसमें स्वायत्त उड़ान, पैकेज हैंडलिंग और कभी-कभी डिलीवरी लॉजिस्टिक्स को सुव्यवस्थित करने के लिए वेयरहाउस रोबोटिक्स के साथ एकीकरण शामिल है।

नियामक प्रणाली और रिमोट आईडी: जैसे-जैसे ड्रोन का उपयोग बढ़ता है नियामक हवाई क्षेत्र में ड्रोन को ट्रैक करने और पहचानने के लिए तकनीक विकसित कर रहे हैं। रिमोट आइडेंटिफिकेशन (रिमोट आईडी) तकनीक ड्रोन को विमान के ट्रांसपोंडर के समान अपना स्थान और आईडी प्रसारित करने की अनुमति देती है। भीड़भाड़ वाले हवाई क्षेत्रों में सुरक्षित एकीकरण सुनिश्चित करने के लिए यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

ड्रोन में उभरती हुई प्रौद्योगिकियाँ

क्वांटम कंप्यूटिंग: हालाँकि यह अभी भी शुरुआती चरण में है। क्वांटम कंप्यूटिंग में उन्नत अनुकूलन एल्गोरिदम की क्षमता है जो ड्रोन उड़ान पथ नियोजन और वास्तविक समय निर्णय लेने को बेहतर बना सकती है।

स्वार्म तकनीक: प्रकृति से प्रेरित ड्रोन बड़े पैमाने के कार्यों को अधिक कुशलता से पूरा करने के लिए समन्वित समूहों में काम कर सकते हैं। AI-संचालित स्वार्म एल्गोरिदम ड्रोन को खोज और बचाव बड़े क्षेत्र के मानचित्रण या कृषि जैसे मिशनों में स्वायत्त रूप से सहयोग करने की अनुमति देते हैं।

5G कनेक्टिविटी: 5G नेटवर्क का रोलआउट कम विलंबता के साथ तेज़ अधिक विश्वसनीय संचार प्रदान करके ड्रोन तकनीक में क्रांति ला सकता है। जिससे बेहतर वास्तविक समय नियंत्रण, लाइव वीडियो स्ट्रीमिंग और लंबी दूरी पर ड्रोन का रिमोट संचालन संभव हो सकता है।

हाइड्रोजन से चलने वाले ड्रोन: पारंपरिक लिथियम बैटरी के वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत के रूप में हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं की खोज की जा रही है। उनमें लंबी उड़ान और जल्दी ईंधन भरने की क्षमता है।

सुरक्षा और विनियमन

हवाई क्षेत्र एकीकरण: नागरिक हवाई क्षेत्र में ड्रोन को सुरक्षित रूप से एकीकृत करने के लिए मानवयुक्त विमानों के साथ ड्रोन उड़ानों की वास्तविक समय ट्रैकिंग और प्रबंधन को सक्षम करने के लिए सिस्टम विकसित किए जा रहे हैं। इसमें उन्नत टकराव से बचने की तकनीकें और ट्रैफ़िक प्रबंधन प्रणालियाँ शामिल हैं।

ड्रोन ट्रैफ़िक प्रबंधन: व्यस्त हवाई क्षेत्रों में ड्रोन उड़ानों का प्रबंधन करने के लिए उन्नत सॉफ़्टवेयर सिस्टम विकसित किए जा रहे हैं। ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि ड्रोन एक-दूसरे और मानवयुक्त विमानों से टकराने से बचें।

नियामक मानक: संघीय उड्डयन प्रशासन (FAA), यूरोपीय संघ विमानन सुरक्षा एजेंसी (EASA), और अन्य राष्ट्रीय निकाय सुरक्षित ड्रोन संचालन के लिए नियामक ढाँचे पर काम कर रहे हैं। जिसमें रिमोट आईडी, प्रमाणन और नो-फ़्लाई ज़ोन के नियम शामिल हैं।

भारत में ड्रोन की कीमत

भारत में ड्रोन की कीमत उसकी क्षमता के आधार पर अलग-अलग हो सकती है

निष्कर्ष

ड्रोन तकनीक तेज़ी से आगे बढ़ रही है, और इसके अनुप्रयोग मनोरंजन और कृषि से लेकर रक्षा और रसद तक उद्योगों में फैल रहे हैं। ड्रोन में AI, बैटरी तकनीक और कनेक्टिविटी में सुधार के साथ यह हमारे दैनिक जीवन और व्यावसायिक संचालन का और भी अधिक अभिन्न अंग बनने के लिए तैयार हैं।