शोधकर्ताओं ने सेफलोपॉड से प्रेरित कृत्रिम त्वचा बनाई

पेन स्टेट के इंजीनियरों की एक टीम ने खिंचावदार और स्मार्ट कृत्रिम त्वचा बनाने के लिए प्रकृति के सबसे आकर्षक सेफलोपोड्स, जैसे ऑक्टोपस, स्क्विड और कटलफिश की त्वचा के गुणों का उपयोग किया है। कृत्रिम त्वचा सेफलोपॉड त्वचा की लोच और न्यूरोलॉजिकल कार्यों की नकल करती है, और इसका उपयोग न्यूरोरोबोटिक्स, त्वचा प्रोस्थेटिक्स, कृत्रिम अंगों और अधिक जैसे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए किया जा सकता है।

में प्रकाशित किया गया था नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही. टीम का नेतृत्व इंजीनियरिंग साइंस और मैकेनिक्स और बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के डोरोथी क्विगल कैरियर डेवलपमेंट एसोसिएट प्रोफेसर कुंजियांग यू ने किया था।

सेफलोपॉड त्वचा का पुनर्निर्माण

सेफलोपॉड त्वचा एक नरम अंग है जो फैलने, सिकुड़ने, झुकने और मुड़ने जैसी जटिल विकृतियों को सहन कर सकती है। इसमें संज्ञानात्मक संवेदना और प्रतिक्रिया कार्य भी हैं जो त्वचा को प्रकाश को महसूस करने, प्रतिक्रिया करने और उसके मौसम के अनुसार छलावरण करने में सक्षम बनाते हैं।

इस प्रकार की कृत्रिम खालें पूरी तरह से नई नहीं हैं, और समान शारीरिक और संज्ञानात्मक क्षमताओं वाले पिछले संस्करण भी मौजूद हैं। लेकिन, यू का कहना है कि किसी ने भी एक साथ दोनों गुणों का प्रदर्शन नहीं किया है, जो उन्नत, कृत्रिम रूप से बुद्धिमान बायोइलेक्ट्रिक त्वचा उपकरणों के लिए आवश्यक है।

"हालांकि कई कृत्रिम छलावरण त्वचा उपकरण हाल ही में विकसित किए गए हैं, उनमें महत्वपूर्ण गैर-केंद्रीकृत न्यूरोमॉर्फिक प्रसंस्करण और अनुभूति क्षमताओं का अभाव है, और ऐसी क्षमताओं वाली सामग्रियों में मजबूत यांत्रिक गुणों का अभाव है," यू ने कहा। "हमारे हाल ही में विकसित सॉफ्ट सिनैप्टिक उपकरणों ने मस्तिष्क-प्रेरित कंप्यूटिंग और कृत्रिम तंत्रिका तंत्र हासिल किया है जो स्पर्श और प्रकाश के प्रति संवेदनशील हैं जो द्विअक्षीय रूप से खींचे जाने पर इन न्यूरोमोर्फिक कार्यों को बनाए रखते हैं।"

स्मार्टनेस और स्ट्रेचेबिलिटी हासिल करना

शोधकर्ताओं ने एक ही समय में स्मार्टनेस और स्ट्रेचेबिलिटी दोनों हासिल करने का लक्ष्य रखा, और उन्होंने पूरी तरह से इलास्टोमेरिक सामग्रियों से बने सिनैप्टिक ट्रांजिस्टर का निर्माण करके ऐसा किया। रबरयुक्त अर्धचालक, जो महत्वपूर्ण संदेश आगे-पीछे भेजते हैं, तंत्रिका कनेक्शन के समान तरीके से काम करते हैं। वे सिस्टम की संरचना में भौतिक परिवर्तनों से प्रभावित नहीं होते हैं।

यू का कहना है कि इस प्रकार के त्वचा उपकरण को बनाने की कुंजी प्रत्येक घटक के लिए इलास्टोमेरिक रबर सामग्री का उपयोग करना था, जिसके परिणामस्वरूप उपकरण सफलतापूर्वक न्यूरोलॉजिकल सिनैप्टिक व्यवहार को प्रदर्शित और बनाए रखता था। यह इन व्यवहारों को प्रदर्शित करने में सक्षम था, जिसमें छवि संवेदन और याद रखना शामिल था, तब भी जब इसे खींचा, मोड़ा और दबाया गया था।

यू ने कहा, "स्मार्ट त्वचा उपकरणों की हालिया वृद्धि के साथ, इन उपकरणों में न्यूरोमॉर्फिक कार्यों को लागू करने से अधिक शक्तिशाली बायोमिमेटिक्स की दिशा में भविष्य की दिशा का द्वार खुल जाता है।" "स्मार्ट त्वचा उपकरणों में संज्ञानात्मक कार्यों को लागू करने की इस पद्धति को अगली पीढ़ी के बुद्धिमान प्रणालियों के लिए न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग पहनने योग्य उपकरण, कृत्रिम अंग, नरम न्यूरोरोबोटिक्स और त्वचा प्रोस्थेटिक्स सहित कई अन्य क्षेत्रों में विस्तारित किया जा सकता है।"

शोध में सह-लेखक ह्यूनसोक शिम, सेओनमिन जांग और पेन स्टेट डिपार्टमेंट ऑफ इंजीनियरिंग साइंस एंड मैकेनिक्स के शुभम पटेल भी शामिल थे; अनीश ठुकराल और बिन कान, ह्यूस्टन विश्वविद्यालय के मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग; सेओंगसिक जियोंग, हेसन जो और हाई-जिन किम, ग्योंगसांग नेशनल यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मैकेनिकल एंड एयरोस्पेस इंजीनियरिंग; गुओदान वेई, सिंघुआ-बर्कले शेन्ज़ेन संस्थान; और वेई लैन, लान्झू यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ फिजिकल साइंस एंड टेक्नोलॉजी।