باب 2: روبوٹ سسٹم
اب جب آپ نے جسمانی ذہانت (embodied intelligence) کو سمجھ لیا ہے، تو آئیے ایک روبوٹ کے اندر جھانکتے ہیں۔ اسے کیا چیز محسوس کرنے دیتی ہے؟ یہ کیسے حرکت کرتا ہے؟ وہ "گوند" کیا ہے جو تمام حصوں کو مربوط کرتی ہے؟
اس باب میں، آپ ہر روبوٹ کی تین لازمی تہوں کا جائزہ لیں گے:
- ادراک (Perception) (سینسر جو روبوٹ کو بتاتے ہیں کہ کیا ہو رہا ہے)
- عمل (Actuation) (موٹریں اور جوڑ جو روبوٹ کو حرکت کرنے دیتے ہیں)
- ہم آہنگی (Coordination) (مڈل ویئر جو سب کچھ ایک ساتھ جوڑتا ہے)
آپ ایک اہم قدم بھی اٹھائیں گے: اپنی ہارڈ ویئر کی سطح (hardware tier) کی شناخت کرنا۔ یہ طے کرتا ہے کہ آپ مستقبل کے ابواب میں کیا بنا سکتے ہیں اور آپ کے لیے کون سی مشقیں دستیاب ہیں۔
مدت: 4 اسباق، کل 3 گھنٹے تہوں کا تجزیہ: L1: 85%، L2: 15% (مڈل ویئر پر مختصر AI نقطہ نظر) ہارڈ ویئر کی سطح: سطح 1 (تصوراتی خاکہ جات + انٹرایکٹو سطح سلیکٹر) ** পূর্ব تقاضے**: باب 1 (جسمانی AI کی بنیادیں)
سیکھنے کے مقاصد
اس باب کے اختتام تک، آپ یہ کرنے کے قابل ہو جائیں گے:
- سینسر کی اقسام کی درجہ بندی (پروپریو سیپٹیو بمقابلہ ایکسٹریو سیپٹیو) اور سمجھنا کہ ہر قسم روبوٹ کو کیا بتاتی ہے
- ایکچیوٹر کنٹرول کی وضاحت (سروو موٹریں، کنٹرول لوپس، فیڈ بیک) اور کیوں اوپن لوپ کنٹرول ناکام ہو جاتا ہے
- یہ سمجھنا کہ مڈل ویئر کیوں موجود ہے اور یہ ملٹی نوڈ سسٹمز میں کیا مسائل حل کرتا ہے
- اپنی ہارڈ ویئر کی سطح کی شناخت (سطح 1-4) اور سمجھنا کہ کون سے سیکھنے کے راستے آپ کے لیے قابل رسائی ہیں
- یہ پہچاننا کہ روبوٹ سسٹم ماحولیاتی نظام (ecosystems) ہیں، نہ کہ یکجہتی اکائیاں (monolithic units)
اسباق
سبق 2.1: روبوٹ کیسے دیکھتے ہیں (سینسرز) (45 منٹ)
سینسر ماحولیاتی نظام کا جائزہ لیں۔ انکوڈرز سے جو جوڑ کی پوزیشن بتاتے ہیں، سے لے کر LIDARs تک جو دنیا کا نقشہ بناتے ہیں، سینسر آپ کے روبوٹ کی آنکھیں، کان اور پروپریو سیپٹیو احساس ہیں۔
بنیادی تصورات:
- سینسر کی اقسام (پروپریو سیپٹیو: انکوڈرز، IMU؛ ایکسٹریو سیپٹیو: LIDAR، کیمرہ، فورس/ٹارک)
- سینسر ڈیٹا کا بہاؤ اور غیر یقینی صورتحال (uncertainty)
سبق 2.2: روبوٹ کیسے حرکت کرتے ہیں (ایکچیوٹرز) (45 منٹ)
موٹریں صرف "گھومنے والی" نہیں ہوتیں۔ سروو کنٹرول، فیڈ بیک لوپس، جوڑ کی حدود (joint limits)، اور یہ سمجھیں کہ موٹر کی تفصیلات کی شیٹ آپ کو بتاتی ہے کہ کون سی حرکتیں ممکن ہیں۔
بنیادی تصورات:
- ایکچیوٹر کی اقسام (سروو موٹریں، سٹیپر موٹریں، برش لیس ڈی سی) اور ان کی خصوصیات
- کنٹرول لوپس (حکم شدہ پوزیشن → موٹر → فیڈ بیک → غلطی کی اصلاح)
سبق 2.3: گوند (مڈل ویئر) (45 منٹ)
روبوٹ کو ROS 2 کی ضرورت کیوں ہے؟ 10+ سینسرز، موٹروں اور کنٹرولرز کو ایک متحد فریم ورک کے بغیر مربوط کرنے کے مسئلے کا جائزہ لیں۔
بنیادی تصورات:
- مڈل ویئر کا مسئلہ (N سینسرز × M ریڈرز = پیچیدگی کا دھماکہ)
- حل کے طور پر ROS 2 (پب/سب، معیاری انٹرفیس، ڈی کپلنگ)
سبق 2.4: آپ کی ہارڈ ویئر کی سطح (45 منٹ)
ایک خود تشخیصی (self-assessment) کریں اور شناخت کریں کہ آپ کے پاس کس سطح کا ہارڈ ویئر دستیاب ہے۔ یہ طے کرتا ہے کہ کون سا مواد دستیاب ہے اور آپ مشقیں کتنی تیزی سے چلا سکتے ہیں۔
بنیادی تصورات:
- ہارڈ ویئر کی سطح کی درجہ بندی (سطح 1: لیپ ٹاپ/کلاؤڈ، سطح 2: GPU، سطح 3: Jetson، سطح 4: حقیقی روبوٹ)
- آلات پر مبنی سیکھنے کے راستے کا انتخاب
4-تہہ تدریسی طریقہ
| تہہ | % | کیا کور کیا گیا ہے |
|---|---|---|
| L1: دستی | 85% | خاکہ جات، سینسر ویژولائزیشن، موٹر کی تفصیلات، فن تعمیر کے موازنہ کے ساتھ براہ راست تدریس |
| L2: AI تعاون | 15% | مڈل ویئر ڈیزائن کے توازن پر مختصر AI نقطہ نظر (AI تعاون کا آپ کا پہلا ذائقہ) |
| L3: ذہانت | 0% | ابھی نہیں—دوبارہ استعمال کے قابل پیٹرن بنانے کے لیے بہت جلد |
| L4: تفصیلات پر مبنی | 0% | ابھی نہیں—تفصیلات کے لیے کوڈنگ کے تجربے کی ضرورت ہے |
یہ باب بنیادی طور پر دستی بنیاد پر رہتا ہے، لیکن آپ کو سبق 2.3 میں AI تعاون کا ایک مختصر تعارف ملے گا۔
ہارڈ ویئر کی ضروریات
کم از کم سطح: سطح 1 (لیپ ٹاپ/براؤزر)
| سطح | آلات | آپ کیا کر سکتے ہیں |
|---|---|---|
| 1 | لیپ ٹاپ + براؤزر | کلاؤڈ/براؤزر سمولیشن، ہارڈ ویئر کی سطح سلیکٹر کے ذریعے تمام اسباق |
| 2 | RTX GPU ورک سٹیشن | سطح 1 + مقامی Gazebo سمولیشن (بعد کے ابواب) |
| 3 | Jetson Orin کٹ | سطح 2 + حقیقی سینسر ڈیٹا (بعد کے ابواب) |
| 4 | حقیقی روبوٹ (Unitree Go2/G1) | سطح 3 + حقیقی دنیا کی جانچ (کیپ سٹون اور ماڈیول 2+) |
تمام سطح 1 مواد مکمل طور پر قابل رسائی ہے۔ اعلیٰ سطحیں تیز رفتار عمل درآمد اور زیادہ جدید تجربات کو قابل بناتی ہیں۔
পূর্ব تقاضے
- باب 1 (جسمانی AI کی بنیادیں)
- کسی ہارڈ ویئر کی ضرورت نہیں (تمام خاکہ جات اور سمولیٹر براؤزر پر مبنی ہیں)
- بنیادی طبیعیات کا ادراک (کشش ثقل، حرکت، قوتیں—کچھ بھی رسمی نہیں)
مہارت کا دروازہ (Mastery Gate)
باب 3 پر آگے بڑھنے سے پہلے، آپ کو یہ کرنے کے قابل ہونا چاہیے:
- 5 سینسر اقسام کو ان کے استعمال کے معاملات سے ملائیں (مثلاً، "مجھے روبوٹ کی واقفیت جاننے کی ضرورت ہے" → IMU)
- ایک ایکچیوٹر (مثلاً، سروو موٹر) اور اس کے کنٹرول میکانزم کی وضاحت کریں
- اس سوال کا جواب دیں: "ہر سینسر/موٹر کے امتزاج کے لیے کسٹم کوڈ لکھنے سے ROS 2 بہتر کیوں ہے؟"
- سبق 2.4 کے خود تشخیصی سے اپنی ہارڈ ویئر کی سطح کی شناخت کریں
- یہ سمجھیں کہ ہارڈ ویئر کی سطح ابواب 4-7 میں مواد کی دستیابی کو متاثر کرتی ہے
اگر آپ یہ کر سکتے ہیں، تو آپ باب 3 کے لیے تیار ہیں۔
نیویگیشن
پچھلا باب: ← باب 1: جسمانی AI
اگلا باب: باب 3: ROS 2 سے ملیں →
ماڈیول کا جائزہ: ← ماڈیول 1 پر واپس جائیں
سبق 2.1 شروع کریں: روبوٹ کیسے دیکھتے ہیں →