स्वास्थ्य
इंजीनियरों ने उच्च-प्रदर्शन वाली कृत्रिम मांसपेशी प्रौद्योगिकी विकसित की
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नॉर्थर्न एरिजोना विश्वविद्यालय (एनएयू) के इंजीनियरों ने एक नई, उच्च-प्रदर्शन वाली कृत्रिम मांसपेशी प्रौद्योगिकी विकसित की है जो अधिक मानवीय गति को सक्षम बनाती है। यह लचीली और अनुकूलनीय प्रौद्योगिकी ने मानव कंकाल की मांसपेशियों की तुलना में कई मापदंडों में बेहतर प्रदर्शन करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है।
शोधकर्ता अक्सर बेहतर एक्ट्यूएशन प्रौद्योगिकियों और सॉफ्ट रोबोटिक्स विकसित करने के लिए बायोमिमेटिक्स के सिद्धांतों पर निर्भर करते हैं। बायोमिमेटिक्स में, मशीन के घटकों को मानव मांसपेशियों की गति की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, जो उम्मीद है कि वे उन्हें बेहतर बनाएंगे।
जैविक रूप में रोबोट
एक्ट्यूएटर्स जैसे इलेक्ट्रिक मोटर्स जंगम होते हैं, जो उनकी क्षमताओं में सीमित होते हैं, इसलिए बायोमिमेटिक प्रोस्थेटिक्स और एक्ट्यूएटर्स को बदलना होगा क्योंकि रोबोट अधिक जैविक रूप लेते हैं।
नई, उच्च-प्रदर्शन वाली कृत्रिम मांसपेशी प्रौद्योगिकी एनएयू के डायनामिक एक्टिव सिस्टम लेबोरेटरी में विकसित की गई थी। पेपर, जो साइंस रोबोटिक्स में प्रकाशित हुआ है, का शीर्षक है “कैवाटापी कृत्रिम मांसपेशियां पॉलीमर ट्यूबों को खींचकर, मोड़कर और कoil करके”।
इस पेपर के लेखक एनएयू के मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर माइकल शाफर और प्रोफेसर हайдी फाइगनबाम हैं। उन्हें ग्रेजुएट छात्र शोधकर्ता डिएगो हिगुएरास-रुइज़ ने सहायता प्रदान की।
“हम इन नए लीनियर एक्ट्यूएटर्स को कैवाटापी कृत्रिम मांसपेशियों के रूप में बुलाते हैं क्योंकि वे इतालवी पास्ता के समान हैं,” शाफर ने कहा।
कृत्रिम मांसपेशी बनाम मानव कंकाल की मांसपेशियां
एक्ट्यूएटर्स जैविक इंजीनियरिंग और रोबोटिक्स अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं क्योंकि उनकी कoil संरचना अधिक शक्ति उत्पन्न करती है। इंजीनियरों ने प्रदर्शित किया कि कैवाटापी कृत्रिम मांसपेशियां मानव कंकाल की मांसपेशियों की तुलना में काम और शक्ति के मापदंडों में दस और पांच गुना अधिक हैं। जैसा कि वे विकसित होते रहते हैं, उन्हें और भी उच्च प्रदर्शन की उम्मीद है।
“कैवाटापी कृत्रिम मांसपेशियां ट्विस्टेड पॉलीमर एक्ट्यूएटर्स (टीपीए) पर आधारित हैं, जो पहली बार जब वे आए थे तब क्रांतिकारी थे क्योंकि वे शक्तिशाली, हल्के और सस्ते थे। लेकिन वे बहुत अकुशल और धीमे थे क्योंकि आपको उन्हें गर्म और ठंडा करना था। इसके अलावा, उनकी कुशलता केवल दो प्रतिशत है,” शाफर ने कहा। “कैवाटापी के लिए, हम दबाव वाले तरल का उपयोग करके इसे पार करते हैं, इसलिए हम सोचते हैं कि ये उपकरण अधिक अपनाने योग्य हैं। ये उपकरण लगभग उतनी ही तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं जितनी हम तरल को पंप कर सकते हैं। बड़ा फायदा यह है कि उनकी कुशलता है। हमने 45 प्रतिशत तक की संकुचन कुशलता का प्रदर्शन किया है, जो सॉफ्ट एक्ट्यूएशन के क्षेत्र में बहुत उच्च संख्या है।”
इंजीनियरों के अनुसार, यह प्रौद्योगिकी सॉफ्ट रोबोटिक्स अनुप्रयोगों, पारंपरिक रोबोटिक एक्ट्यूएटर्स और सहायक प्रौद्योगिकियों जैसे एक्सोस्केलेटन और प्रोस्थेटिक्स में उपयोगी हो सकती है।
“हम उम्मीद करते हैं कि भविष्य के काम में कैवाटापी कृत्रिम मांसपेशियों का उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाएगा क्योंकि वे सरल, कम लागत वाले, हल्के, लचीले, कुशल और तनाव ऊर्जा पुनर्प्राप्ति गुणों सहित कई लाभों के कारण,” शाफर ने कहा।
यह नई प्रौद्योगिकी लाइसेंस और साझेदारी के लिए उपलब्ध है और यह अब सुरक्षा और प्रारंभिक व्यावसायीकरण चरण में है।
अनुकूल, जैविक रूप से प्रेरित एक्ट्यूएशन प्रौद्योगिकियां बड़े प्रभाव डालेंगी क्योंकि वे विकसित होती रहेंगी। वे रोबोटिक सिस्टम में उपयोग किए जाने पर कुशल और शक्तिशाली होते हैं, और वे उन्हें मानवों के साथ बातचीत करने, बढ़ाने और अंततः एकीकृत करने में मदद कर सकते हैं।
