ಸ್ವಯಂಚಾಲನೆ (Automation)

ಬೂಲಿಯನ್ ಬೀಜಗಣಿತವನ್ನು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಯಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಅಳವಡಿಸಲು, ಆ ಯಂತ್ರಗಳು ಯಾವುದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರಬೇಕು. ಮತ್ತು ಯಂತ್ರಗಳ ಉಪಯುಕ್ತತೆಯ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ, ಅದಕ್ಕಾಗಿ ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಹಲವು ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರಬೇಕು. ಈ ನಿಯಮಗಳು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಲ್ಲದ ಉಪಕರಣಗಳಿಗೂ ಸಹ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ.

   ಉದಾಹರಣೆಗಾಗಿ ವಿದ್ಯುಚ್ಚಾಲಿತ ರುಬ್ಬುವ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳೋಣ, ಈ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ಒಂದು ಮೋಟಾರ್ ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಮೋಟರ್ ಓಡುತ್ತಿದ್ದರೆ ರುಬ್ಬುವ ಕಲ್ಲು ತಿರುಗುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ತಿರುಗುವ ಗತಿ ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸ್ವಿಚ್‌ಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ರುಬ್ಬುವ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ, ತಿರುಗುವುದು ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿ (state) ಆದರೆ, ತಿರುಗದೇ ಇರುವುದು ಇನ್ನೊಂದು ಸ್ಥಿತಿ. ತಿರುಗುವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಗತಿಯಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಪ್ರತಿ ಗತಿಯೂ ಒಂದೊಂದು ಸ್ಥಿತಿ. ಹೀಗೆ ಪರಿಗಣಿಸಿದರೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಯಂತ್ರ/ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ನಿರ್ಧಾರಿತ ಸ್ಥಿತಿಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇದನ್ನು Set of finite states ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತೇವೆ. ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು, ಕೆಲವು ಸ್ಥಿತ್ಯಂತರದ  (state machine) ಸಂಜ್ಞೆಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿ, ಅವುಗಳ ಮೂಲಕ ಬೂಲಿಯನ್ ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮೀಕರಣಗಳಿಂದ ಒಂದು ಪರಿವರ್ತನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು (Transition Function)  ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಪರಿವರ್ತನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸಿ Deterministic Function ಅನ್ನು ರೂಪುಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

  ಇದು ಯಾವುದೇ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಯಂತ್ರ/ಉಪಕರಣಗಳ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಮತ್ತು ಪ್ರಮುಖ ಘಟ್ಟ (Design stage) . ನುರಿತ ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಈ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಸಕ್ಷಮವಾಗಿ ಮಾಡಲು ಅರಿತಿರುತ್ತಾರೆ. ಪರಿವರ್ತನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮೂಲತಃ ಒಂದು ಬೂಲಿಯನ್ ಬೀಜಗಣಿತಾಧಾರಿತ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ (Formal Language). ಈ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ, ಬೂಲಿಯನ್ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಸ್ಥಿತ್ಯಂತರದ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಘಟ್ಟಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿರುತ್ತಾರೆ. ಒಟ್ಟಾರೆ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ, ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಯಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಅಳವಡಿಸುವುದನ್ನು  Automation ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. Automation ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹಲವು ಸಂಕೇತಗಳ ಮೂಲಕ ಚಿತ್ರ-1 ರಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಗುರುತಿಸಬಹುದು. ಚಿತ್ರ-2, ಒಂದು ಬಟ್ಟೆ ಒಗೆಯುವ ಯಂತ್ರದ Finite State Machine.

ಈಗ ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ವಿವರಗಳನ್ನು ಅವಲೋಕಿಸಿದರೆ, ಒಂದು ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಮುಖವಾದ ವಿಷಯ ಗಮನಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತದೆ.

ಬೂಲಿಯನ್ ಸಂಕೇತಗಳು ಹೇಗೆ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ದೊರೆಯುತ್ತವೆ? ಈ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಂಕೇತಗಳು ಸಂವೇದಕಗಳಿಂದ ದೊರೆಯುತ್ತವೆ. ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನಾಧಾರಿತ ಸಂವೇ ದಕಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ. ಇಲ್ಲದಿ ದ್ದರೆ ಕ್ಷಣಗಣನೆಯನ್ನಾಧರಿಸಿ ಹಲವು ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಮೂಡಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವ್ಯಾಸವಿರುವ ಒಂದು ಪೈಪ್ ಮೂಲಕ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಸಾಂದ್ರತೆಯುಳ್ಳ ದ್ರವವೊಂದು 3 ಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾಯಿಸಿದರೆ, ಹರಿದ ದ್ರವದ ಪ್ರಮಾಣ ಒಂದು ಲೀಟರ್‌ನಷ್ಟಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ಪ್ರಮಾಣಿಸಿದ್ದರೆ, 3 ಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳನ್ನು ಎಣಿಸಿ, Timer  ಮೂಲಕ ಸಂಜ್ಞೆಯೊಂದನ್ನು ಸಂಕೇತವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು. ಈ ರೀತಿಯ ಅಳವಡಿಕೆಯನ್ನು ಈಗಿನ ಪೆಟ್ರೋಲ್ ಪಂಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು. ಹಾಗೆಯೇ ಹಾಲು ಮತ್ತು ಕಾಫಿ  ಚಿತ್ರ-3 ಗಳಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು.

State Machine ಈಗ ನಿಮ್ಮ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಅವುಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು, ಸ್ಥಿತ್ಯಂತರದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು, ಅದರ ಪರಿವರ್ತನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಯತ್ನಿಸಿ. ನಿಮ್ಮೆಲ್ಲರ ಪ್ರಯತ್ನಗಳಿಗೆ ಯಶ ದೊರೆಯಲಿ. ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ ನಿಮ್ಮದೇ ಆದ ಒಂದು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ಸಮೀಕರಣವನ್ನಾಗಲಿ Vending machine ಅನ್ನಾಗಲಿ ಬರೆಯಲು ಯತ್ನಿಸಿ.