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"रोबोटिक्स" शब्द सुनते ही आपके दिमाग में क्या आता है? ज्यादातर लोग बिजली से चलने वाली धातु की मशीन की कल्पना करेंगे। जहां आमतौर पर साइंस फिक्शन में देखे जाने वाले रोबोट के प्रकारों को हासिल करने के लिए कई प्रगति की जा रही है, वहीं रोबोटिक्स की एक और शाखा है जो आपको आश्चर्यचकित कर सकती है।
पिछले कुछ वर्षों में नरम शरीर वाले रोबोटिक्स में रुचि बढ़ी है। इस प्रकार के रोबोट विभिन्न तरीकों से प्राप्त किए जा सकते हैं। हालांकि, सामान्य विषय रोबोट बनाने के लिए लोचदार सामग्री का उपयोग है जो विभिन्न संदर्भों में सुरक्षित और अनुकूलनीय दोनों हैं।
पारंपरिक कठोर शरीर वाले रोबोट, जैसे कि आपको अर्ध-स्वचालित कारखाने में क्या मिल सकता है, अक्सर कुछ वातावरणों के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं। इस प्रकार के रोबोट आमतौर पर टकराव को रोकने के लिए सटीक गति और एल्गोरिदम पर भरोसा करते हैं। उपयोग की जाने वाली सामग्री मनुष्यों के निकट उपयोग किए जाने पर इसे खतरनाक भी बना सकती है।
दुनिया भर में कई शोध प्रयोगशालाएं हैं जो आदर्श सॉफ्ट-बॉडी रोबोट बनाने की कोशिश कर रही हैं।
इस ब्लॉग में, हम हांगकांग के चीनी विश्वविद्यालय के हाल के विकास पर एक नज़र डालेंगे - तथाकथित चुंबकीय कीचड़ रोबोट। हम नई तकनीक के व्यावहारिक अनुप्रयोगों और इसकी वर्तमान सीमाओं का भी पता लगाएंगे।
सॉफ्ट रोबोटिक्स क्या है?
सॉफ्ट रोबोटिक्स रोबोटिक्स का एक उपक्षेत्र है जिसका उद्देश्य ऐसे रोबोटों को डिजाइन और विकसित करना है जो अनुपालन सामग्री से बने हों।
अनुपालन से हमारा क्या तात्पर्य है? मैकेनिकल इंजीनियरिंग में "अनुपालन" शब्द एक प्रकार के तंत्र को संदर्भित करता है जो लोचदार विरूपण के माध्यम से गति प्राप्त करता है। यह विशिष्ट कठोर पिंडों के विपरीत है जो आप वर्तमान रोबोटों में देख सकते हैं।
जबकि कई कठोर शरीर वाले रोबोट रणनीतिक रूप से नरम घटकों का उपयोग करते हैं, सॉफ्ट रोबोटिक्स में अनुसंधान का लक्ष्य आमतौर पर पूरी तरह से नरम मशीन का होता है।
आप सोच रहे होंगे कि एक सॉफ्ट रोबोट कैसे चलता होगा। शोधकर्ताओं को कई कठोर रोबोटों में धातु के फ्रेम के बिना सॉफ्ट रोबोट को नियंत्रित करने के लिए नए तरीके ईजाद करने पड़े।
कुछ शोधकर्ता सामग्री के आकार को बदलने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक बल का उपयोग करते हैं। अन्य सॉफ्ट रोबोट विशेष पॉलिमर का उपयोग करते हैं जो सामग्री में गर्मी पेश करने पर आकार बदल सकते हैं। कई तापमान परिवर्तन के बाद भी ये सामग्री अपने मूल आकार को याद रखेगी।
चुंबकीय एक्चुएशन का उपयोग करना
शोधकर्ताओं ने सॉफ्ट रोबोट बनाने पर भी ध्यान दिया है जो चुंबकीय रूप से सक्रिय होते हैं। हांगकांग के चीनी विश्वविद्यालय के शोधकर्ता अग्रणी हैं नरम शरीर वाले रोबोट का नया रूप जो एक गैर-न्यूटोनियन द्रव-आधारित "कीचड़" रोबोट को नियंत्रित करने के लिए मैग्नेट का उपयोग करते हैं।
शोधकर्ताओं ने चुंबकीय नरम शरीर वाले रोबोट पर पिछले शोध से एक अलग प्रकार की सामग्री का उपयोग करने की कोशिश की।
पहले के शोध में सिलिकॉन या फेरोफ्लुइड का इस्तेमाल किया गया था जो आया था उनकी सीमाओं के साथ। इलास्टोमेर-आधारित या सिलिकॉन सॉफ्ट रोबोट में सीमित विकृति थी जबकि फेरोफ्लुइड को कई उपयोग के मामलों के लिए बहुत अस्थिर माना जाता था।
हांगकांग के शोधकर्ताओं ने पॉलीविनाइल अल्कोहल (PVA) और बोरेक्स के मिश्रण से बना एक स्लाइम बनाया है। द्रव में मिश्रित छोटे चुंबकीय कण होते हैं जो शोधकर्ताओं को चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके द्रव में हेरफेर करने की अनुमति देते हैं।
गैर-न्यूटोनियन द्रव में स्व-उपचार गुण थे जो रोबोट को अन्य अलग-अलग हिस्सों से जुड़ने और एक पूरे में संयोजित करने की अनुमति देते थे।
अनुप्रयोग और सीमाएं
संकीर्ण चैनलों के माध्यम से नेविगेट करने की रोबोट की क्षमता ने कुछ संभव किया है स्वास्थ्य सेवा के क्षेत्र में आवेदन.
उदाहरण के लिए, स्लाइम रोबोट को मानव द्वारा निगला जा सकता है और सर्जरी के उपयोग के बिना हानिकारक वस्तुओं को निकालने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में यह भी दिखाया है कि इस्तेमाल किया जाने वाला तरल पदार्थ भी प्रवाहकीय होता है। इसका मतलब है कि चुंबकीय कीचड़ एक सर्किट स्विच के रूप में और संभवतः क्षतिग्रस्त सर्किटरी की मरम्मत के साधन के रूप में कार्य कर सकता है।
चुंबकीय कीचड़ गति संवेदक के रूप में कार्य कर सकता है जो झुकने और गतिशील यांत्रिक वातावरण के अनुकूल हो सकता है।
वादा करते हुए, ये सभी एप्लिकेशन अभी भी सबसे अच्छे प्रस्ताव हैं और कीचड़ रोबोट के प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए और अधिक शोध करना होगा।
शोधकर्ताओं ने नोट किया है कि कीचड़ स्वयं विषाक्त है और वर्तमान में मानव शरीर में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। कीचड़ को नियंत्रित करने वाले चुंबकीय कण स्लाइम रोबोट को विषाक्त बनाते हैं। कीचड़ को उपयोग में सुरक्षित बनाने के लिए शोधकर्ताओं को सिलिका कोटिंग की एक परत जोड़ने की जरूरत थी।
निष्कर्ष
सॉफ्ट रोबोटिक्स का क्षेत्र अभी भी अपेक्षाकृत नया है, लेकिन पहले से ही बहुत सारे वादे दिखाता है। चिकित्सा और शल्य चिकित्सा अनुप्रयोगों में नरम शरीर वाले रोबोटों के संभावित उपयोग से अधिक लोगों की जान बचाई जा सकती है। पहनने योग्य सॉफ्ट रोबोट का विचार संभावित रूप से विकलांग लोगों की मदद कर सकता है।
मुझे यह भी आश्चर्य हुआ कि नासा के वैज्ञानिकों ने शुरू कर दिया है विकसित करना अंतरिक्ष यात्रियों को कक्षा के दौरान सुरक्षित रहने में मदद करने के लिए नरम शरीर वाले रोबोट।
उम्मीद है, अधिक शोध से ऐसी दुनिया में नरम शरीर वाले रोबोटिक्स की पूरी क्षमता का पता चलेगा जहां मनुष्यों ने मशीनों पर अधिक से अधिक भरोसा किया है।
सॉफ्ट रोबोटिक्स के भविष्य के बारे में आप क्या सोचते हैं?
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