കല്യാണ മണ്ഡപങ്ങളിലും സിനിമാ ചിത്രീകരണ സ്ഥലങ്ങളിലും ആകാശത്ത് ഒരേയിടത്ത് അനങ്ങാതെ നിന്ന് ദൃശ്യങ്ങൾ പകർത്തുന്ന ഡ്രോണുകളെ നമ്മൾ സ്ഥിരമായി കാണാറുണ്ട്. ശക്തമായ കാറ്റടിക്കുമ്പോൾ പോലും ഒരു മില്ലീമീറ്റർ പോലും വ്യതിചലിക്കാതെ വായുവിൽ അങ്ങനെ തങ്ങിനിൽക്കാൻ ഈ കുഞ്ഞു വിമാനങ്ങൾക്ക് എങ്ങനെ സാധിക്കുന്നു എന്ന് എപ്പോഴെങ്കിലും ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ? ഒരു ഹെലികോപ്റ്ററിന് പോലും ഇത്രയും കൃത്യതയോടെ ഒരേ സ്ഥാനത്ത് നിശ്ചലമായി നിൽക്കാൻ (Hovering) ഏറെ പ്രയാസമുള്ളപ്പോഴാണ് ഡ്രോണുകൾ അനായാസമായി ഈ വിസ്മയം തീർക്കുന്നത്. വായുവിൽ നിശ്ചലമായി നിൽക്കാൻ ഡ്രോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഭൗതികശാസ്ത്ര തത്ത്വങ്ങളും അത്യാധുനിക സെൻസർ സാങ്കേതികവിദ്യകളും ഏവരെയും അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്ന ഒന്നാണ്.
ഡ്രോണുകൾ വായുവിൽ നിശ്ചലമായി നിൽക്കുന്നതിന് പിന്നിലെ പ്രധാന ശാസ്ത്രതത്ത്വം ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം ചലന നിയമവും (Newton’s Third Law) ബലങ്ങളുടെ സന്തുലിതാവസ്ഥയുമാണ് (Equilibrium of Forces). ഡ്രോണിന്റെ പ്രൊപ്പല്ലറുകൾ അതിവേഗം കറങ്ങുമ്പോൾ വായുവിനെ താഴേക്ക് തള്ളുകയും, ഇതിന് പ്രതികരണമായി അന്തരീക്ഷ വായു ഡ്രോണിനെ മുകളിലേക്ക് ഉയർത്താൻ സഹായിക്കുന്ന തൃസ്റ്റ് (Thrust / Lift) സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഡ്രോണിന്റെ സ്വന്തം ഭാരവും ഭൂഗുരുത്വാകർഷണ ബലവും (Gravity) അതിനെ താഴേക്ക് വലിക്കുമ്പോൾ, പ്രൊപ്പല്ലറുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന ഈ മുകളിലേക്കുള്ള ബലം അതിന് കൃത്യമായി തുല്യമായി മാറുമ്പോൾ (Thrust = Gravity) ഡ്രോൺ വായുവിൽ ഉയര വ്യത്യാസമില്ലാതെ നിൽക്കുന്നു. സാധാരണ കാണുന്ന ക്വാഡ്കോപ്റ്ററുകളിൽ (Quadcopters) നാല് മോട്ടറുകളാണുള്ളത്. ഇതിൽ എതിർവശങ്ങളിലുള്ള രണ്ട് മോട്ടറുകൾ ക്ലോക്ക് വൈസ് (Clockwise) ദിശയിലും, മറ്റ് രണ്ടെണ്ണം ആന്റി-ക്ലോക്ക് വൈസ് (Anti-clockwise) ദിശയിലുമാണ് കറങ്ങുന്നത്. ഇത് പ്രൊപ്പല്ലറുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന ടോർക്ക് (Torque) അഥവാ തിരിയുന്ന ബലത്തെ പരസ്പരം റദ്ദാക്കുകയും ഡ്രോൺ ആകാശത്ത് കറങ്ങിപ്പോകാതെ സ്ഥിരത പാലിക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
എന്നാൽ കേവലം മോട്ടറുകളുടെ കറക്കം കൊണ്ടുമാത്രം കാറ്റുള്ളപ്പോൾ ഒരേയിടത്ത് നിശ്ചലമായി നിൽക്കാൻ സാധിക്കില്ല. അതിനായി ഡ്രോണിനുള്ളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ‘ഫ്ലൈറ്റ് കൺട്രോളർ’ (Flight Controller) എന്ന കൊച്ചു മസ്തിഷ്കവും ഒട്ടനവധി സെൻസറുകളും ആവശ്യമാണ്. ഐ.എം.യു (IMU – Inertial Measurement Unit) എന്ന സംവിധാനത്തിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഗൈറോസ്കോപ്പും (Gyroscope) ആക്സിലറോമീറ്ററും (Accelerometer) ഡ്രോണിന്റെ നേരിയ ചാഞ്ചാട്ടം പോലും മില്ലിസെക്കൻഡുകൾക്കുള്ളിൽ തിരിച്ചറിയുന്നു. ഒരു ചെറിയ കാറ്റടിച്ച് ഡ്രോൺ ഒരല്പം ചരിഞ്ഞാൽ, ഫ്ലൈറ്റ് കൺട്രോളർ ഉടനടി ആ വശത്തെ മോട്ടറിന്റെ വേഗത കൂട്ടുകയും എതിർവശത്തെ വേഗത കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്ത് സ്വയം സമനില വീണ്ടെടുക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഉയരം കൃത്യമായി നിലനിർത്താൻ ബാരോമീറ്ററും (Barometer) അൾട്രാസോണിക്/ലേസർ സെൻസറുകളും സഹായിക്കുന്നു.
ആകാശത്ത് ഒരേ സ്ഥാനത്ത് തന്നെ കൃത്യമായി നിലയുറപ്പിക്കാൻ ഡ്രോണുകളെ സഹായിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകം ജി.പി.എസ് (GPS) സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. സാറ്റലൈറ്റുകളിൽ നിന്നുള്ള സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഡ്രോൺ നിലനിൽക്കുന്ന കൃത്യമായ അക്ഷാംശവും രേഖാംശവും (Lat-Long Coordinates) ഫ്ലൈറ്റ് കൺട്രോളർ കണക്കാക്കുന്നു. കാറ്റടിക്കുമ്പോൾ ഡ്രോൺ ഈ സ്ഥാനത്തുനിന്ന് മാറിയാൽ, ജി.പി.എസ് അത് തിരിച്ചറിയുകയും പഴയ സ്ഥാനത്തേക്ക് തിരികെ എത്താൻ മോട്ടറുകൾക്ക് നിർദ്ദേശം നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു. ജി.പി.എസ് സിഗ്നൽ ലഭിക്കാത്ത അടച്ചിട്ട മുറികൾക്കുള്ളിൽ പോലും ഒരേ സ്ഥലത്ത് നിൽക്കാൻ ഡ്രോണിന്റെ അടിഭാഗത്തുള്ള ‘ഓപ്റ്റിക്കൽ ഫ്ലോ സെൻസറുകൾ’ (Optical Flow Sensors) സഹായിക്കുന്നു. താഴെയുള്ള തറയുടെ ചിത്രങ്ങൾ സെക്കൻഡിൽ നൂറുകണക്കിന് തവണ ക്യാമറയിലൂടെ വിശകലനം ചെയ്ത് ഡ്രോൺ തെന്നിപ്പോകുന്നുണ്ടോ എന്ന് കണ്ടെത്തി സ്വയം തിരുത്തുകയാണ് ഈ സെൻസറുകൾ ചെയ്യുന്നത്. സയൻസും അൽഗോരിതങ്ങളും സെൻസറുകളും ഒത്തുചേർന്ന് പ്രവർത്തിക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് ഡ്രോണുകൾ വായുവിൽ നിശ്ചലമായി നിന്ന് കാണികളെ വിസ്മയിപ്പിക്കുന്നത്.
