इंजीनियरों ने नाजुक वस्तुओं को पकड़ने के लिए मानवनुमा हाथ डिजाइन किया

मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी के एक इंजीनियरों की टीम ने एक मानवनुमा हाथ डिजाइन और विकसित किया है जो संवेदनशील कार्यों को करने में पारंपरिक रूप से उपयोग किए जाने वाले हाथों की तुलना में बहुत बेहतर है। नए रोबोटिक हाथ हल्के, नाजुक और अनियमित आकार की वस्तुओं को संभाल सकते हैं।

उद्योगों में रोबोट

उद्योगों में रोबोटिक्स के विकास से सबसे अधिक प्रभावित क्षेत्रों में से एक है, क्योंकि यह प्रौद्योगिकी अक्सर वस्तुओं को पकड़ने और नियंत्रित करने के लिए उपयोग की जाती है।

रोबोट का वह हिस्सा जहां मानव हाथ होता है, उसे एंड इफेक्टर या ग्रिपर कहा जाता है, और यह नई अनुसंधान का केंद्र बिंदु था, जो सॉफ्ट रोबोटिक्स में प्रकाशित हुआ है और इसका शीर्षक है “सॉफ्ट ह्यूमनॉइड हाथ जो लचीले हाइब्रिड प्न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर द्वारा बड़े पकड़ने वाले बल को सक्षम बनाता है।”

चांग्योंग काओ इस अनुसंधान के मुख्य लेखक हैं और मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी में सॉफ्ट मशीन और इलेक्ट्रॉनिक्स लेबोरेटरी के निदेशक हैं। काओ पैकेजिंग, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग में सहायक प्रोफेसर भी हैं।

“नवीन मानवनुमा हाथ डिजाइन एक नरम-कठोर लचीला ग्रिपर है। यह पारंपरिक शुद्ध नरम हाथ की तुलना में बड़ा पकड़ने वाला बल उत्पन्न कर सकता है, और साथ ही भारी वस्तुओं के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य समकक्षों की तुलना में अधिक स्थिर है,” काओ ने कहा।

सॉफ्ट-हैंड ग्रिपर

सॉफ्ट-हैंड ग्रिपर आमतौर पर तब उपयोग किए जाते हैं जब कोई वस्तु नाजुक, हल्की और अनियमित आकार की होती है। हालांकि, उनमें कई कमियां हैं, जिनमें तेज़ सतहें, असंतुलित भार के लिए खराब पकड़ने वाली स्थिरता और भारी भार के लिए कम पकड़ने वाला बल शामिल हैं।

काओ और उनकी टीम ने नए मानवनुमा हाथ को डिजाइन करते समय मानव-पर्यावरण परस्पर क्रियाओं, जैसे कि फल चुनना और संवेदनशील चिकित्सा देखभाल पर विचार किया। उन्होंने निर्धारित किया कि अधिकांश ग्रिपिंग सिस्टम उन क्षेत्रों में प्रभावी नहीं हैं जहां उन्हें सबसे अधिक आवश्यकता है, जैसे कि नाजुक वस्तुओं के साथ दृढ़ परस्पर क्रिया वाले कार्य।

टीम के अनुसार, प्रोटोटाइप ने एक प्रतिक्रियाशील, तेज़ और हल्के ग्रिपर का प्रदर्शन किया जो विभिन्न कार्यों को संभाल सकता था।

सॉफ्ट मानवनुमा हाथ की विभिन्न उंगलियां एक लचीले हाइब्रिड प्न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर से बनी होती हैं, जिसे एफएचपीए भी कहा जाता है, और उनका मोड़ दबाव वाली हवा द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह प्रक्रिया प्रत्येक अंगुली को अन्य से स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करने में सक्षम बनाती है।

“पारंपरिक कठोर ग्रिपर औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए आमतौर पर सरल लेकिन विश्वसनीय कठोर संरचनाओं से बने होते हैं जो बड़े बल, उच्च सटीकता और पुनरावृत्ति में मदद करते हैं,” काओ ने कहा। “प्रस्तावित सॉफ्ट मानवनुमा हाथ ने जटिल आकार और नाजुक वस्तुओं को पकड़ने में उत्कृष्ट अनुकूलन और संगतता का प्रदर्शन किया है, जबकि भारी भार को उठाने के लिए मजबूत क्लैंपिंग बल लगाने के लिए उच्च स्तर की कठोरता बनाए रखने में सक्षम है।”

एफएचपीए

एफएचपीए में कठोर और नरम घटक होते हैं।

“वे नरम ग्रिपर की विकृतियों, अनुकूलन और अनुपालन के फायदों को बनाए रखते हुए एक्ट्यूएटर की कठोरता से उत्पन्न बड़े आउटपुट बल को जोड़ते हैं,” काओ ने कहा।

काओ के अनुसार, नए विकसित मानवनुमा हाथ का उपयोग फल चुनने, स्वचालित पैकेजिंग, चिकित्सा देखभाल और सर्जिकल रोबोटिक्स जैसे कार्यों में किया जा सकता है।

टीम अब काओ के पिछले विकास के साथ काम को जोड़ने की योजना बना रही है, जिसमें ‘स्मार्ट’ ग्रिपर शामिल हैं। वे ग्रिपिंग सामग्री में मुद्रित सेंसर एकीकृत करना और हाइब्रिड ग्रिपर को ‘सॉफ्ट आर्म’ मॉडल के साथ जोड़ना चाहते हैं, जो रोबोटों के बीच मानव क्रियाओं का अधिक सटीक प्रतिनिधित्व करेगा।