इलेक्ट्रॉनिक “मस्तिष्क” स्मार्ट माइक्रोरोबोट्स को चलने में सक्षम बनाते हैं

कॉर्नेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने सौर-संचालित रोबोटों पर इलेक्ट्रॉनिक “मस्तिष्क” स्थापित किए हैं जो केवल 100 से 250 माइक्रोमीटर के आकार में हैं, जिससे वे बाहरी नियंत्रण के बिना स्वचालित रूप से चलने में सक्षम हो गए हैं।

नई शोध पत्र जिसका शीर्षक “माइक्रोस्कोपिक रोबोट्स के साथ ऑनबोर्ड डिजिटल नियंत्रण” है, को साइंस रोबोटिक्स में प्रकाशित किया गया है।

शोधकर्ताओं के समूहों ने पहले से ही माइक्रोस्कोपिक मशीनों को विकसित किया है जो रेंगने, तैरने, खुद को मोड़ने और अधिक करने में सक्षम हैं। हालांकि, वायर्स का उपयोग हमेशा गति उत्पन्न करने और विद्युत धारा प्रदान करने के लिए किया जाता था, या लेजर बीम्स को रोबोट के विशिष्ट स्थानों पर केंद्रित करना पड़ता था।

इताई कोहेन भौतिकी के प्रोफेसर हैं।

“इससे पहले, हमें वास्तव में इन ‘तारों’ को मैनिपुलेट करना पड़ता था ताकि हमें रोबोट से कोई प्रतिक्रिया मिल सके,” प्रोफेसर कोहेन कहते हैं। “लेकिन अब हमारे पास इन बोर्ड पर मस्तिष्क हैं, यह मारionette से तारों को हटाने जैसा है। यह तब होता है जब पिनोक्चियो चेतना प्राप्त करता है।”

नई विकास एक नए पीढ़ी के माइक्रोस्कोपिक उपकरणों को लाने में मदद कर सकते हैं जो बैक्टीरिया को ट्रैक करने, रसायनों की पहचान करने, प्रदूषकों से लड़ने और बहुत कुछ करने में सक्षम होंगे।

टीम में कोहेन, अल्योशा माओनार, इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर; और पॉल मैक्यूएन, भौतिक विज्ञान के प्रोफेसर के प्रयोगशालाओं के शोधकर्ता शामिल थे। पत्र के प्रमुख लेखक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता माइकल रेनोल्ड्स हैं।

इलेक्ट्रॉनिक “मस्तिष्क” क्या है

टीम द्वारा बात किया जा रहा इलेक्ट्रॉनिक “मस्तिष्क” एक पूरक धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (सीएमओएस) घड़ी सर्किट है जिसमें एक हजार ट्रांजिस्टर और डायोड, प्रतिरोधक और कैपेसिटर की एक सरणी है। एकीकृत सीएमओएस सर्किट के साथ, एक संकेत उत्पन्न किया जा सकता है जो रोबोट के चलने को निर्धारित करने के लिए चरण-विस्थापित वर्ग तरंग आवृत्तियों की एक श्रृंखला उत्पन्न करता है। रोबोट के पैर प्लेटिनम-आधारित एक्ट्यूएटर हैं, और सर्किट और पैर दोनों फोटोवोल्टिक्स द्वारा संचालित हैं।

“अंततः, एक कमांड को संवाद करने की क्षमता हमें रोबोट को निर्देश देने की अनुमति देगी, और आंतरिक मस्तिष्क यह तय करेगा कि उन्हें कैसे लागू किया जाए,” कोहेन ने कहा। “फिर हम रोबोट के साथ बातचीत कर रहे हैं। रोबोट हमें अपने वातावरण के बारे में कुछ बता सकता है, और फिर हम प्रतिक्रिया दे सकते हैं, ‘ओके, वहां जाएं और देखें कि क्या हो रहा है।'”

मैक्रोस्केल रोबोट जो ऑनबोर्ड सीएमओएस इलेक्ट्रॉनिक्स हैं वे इस नए विकसित रोबोट से लगभग 10,000 गुना बड़े हैं, जो 10 माइक्रोमीटर प्रति सेकंड से अधिक की गति से चलने में भी सक्षम है।

टीम द्वारा विकसित नवाचारी निर्माण प्रक्रिया ने एक मंच को जन्म दिया है जो अन्य शोधकर्ताओं को माइक्रोस्कोपिक रोबोटों को अपने स्वयं के ऐप्स से लैस करने में मदद कर सकता है, जिनमें रासायनिक डिटेक्टर या फोटोवोल्टिक “आंखें” शामिल हो सकती हैं जो रोबोटों को प्रकाश परिवर्तनों को महसूस करके नेविगेट करने में मदद करती हैं।

“यह आपको वास्तव में जटिल, उच्च कार्यात्मक माइक्रोस्कोपिक रोबोटों की कल्पना करने देता है जो एक उच्च डिग्री के प्रोग्रामेबिलिटी के साथ एकीकृत हैं, न केवल एक्ट्यूएटर्स, बल्कि सेंसर्स के साथ भी,” रेनोल्ड्स ने कहा। “हम दवा में अनुप्रयोगों के बारे में उत्साहित हैं – कुछ जो ऊतक में घूम सकता है और अच्छी कोशिकाओं की पहचान कर सकता है और बुरी कोशिकाओं को मार सकता है – और पर्यावरणीय पुनरुद्धार में, जीवन यदि आपके पास एक रोबोट है जो प्रदूषकों को तोड़ना जानता है या एक खतरनाक रसायन का पता लगा सकता है और इसे दूर कर सकता है।”