रोबोटिक्स और भौतिक एआई
शोधकर्ता ने सेपलोपोड-इन्स्पायर्ड आर्टिफिशियल स्किन बनाई
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पेन स्टेट में इंजीनियरों की एक टीम ने प्रकृति के सबसे आकर्षक सेपलोपोड्स, जैसे ऑक्टोपस, स्क्विड और कटलफिश की त्वचा के गुणों को अपनाया है ताकि खिंचाव वाली और स्मार्ट आर्टिफिशियल स्किन बनाई जा सके। आर्टिफिशियल स्किन सेपलोपोड स्किन की लोच और तंत्रिका तंत्र की कार्यों की नकल करती है, और इसका उपयोग न्यूरोरोबोटिक्स, स्किन प्रोस्थेटिक्स, आर्टिफिशियल अंगों और अधिक जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।
शोध को प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज में प्रकाशित किया गया था। टीम का नेतृत्व कुनजियांग यू, डोरोथी क्विगले कैरियर डेवलपमेंट एसोसिएट प्रोफेसर ऑफ इंजीनियरिंग साइंस एंड मैकेनिक्स और बायोमेडिकल इंजीनियरिंग ने किया था।
सेपलोपोड स्किन को पुनर्निर्माण करना
सेपलोपोड स्किन एक नरम अंग है जो जटिल विकृतियों जैसे कि फैलने, सिकुड़ने, मोड़ने और ट्विस्ट करने को सहन कर सकता है। इसमें संज्ञानात्मक अर्थ और प्रतिक्रिया कार्य भी हैं जो त्वचा को प्रकाश, प्रतिक्रिया और मौसम के अनुसार छलावरण करने में सक्षम बनाते हैं।
इन प्रकार की आर्टिफिशियल स्किन पूरी तरह से नई नहीं हैं, और पहले समान भौतिक और संज्ञानात्मक क्षमताओं वाले संस्करण हैं। लेकिन, यू का कहना है कि किसी ने भी एक ही समय में दोनों गुणों का प्रदर्शन नहीं किया है, जो उन्नत, कृत्रिम रूप से बुद्धिमान बायोइलेक्ट्रिक स्किन डिवाइसों के लिए आवश्यक है।
“हाल ही में कई आर्टिफिशियल छलावरण स्किन डिवाइस विकसित किए गए हैं, लेकिन उनमें महत्वपूर्ण गैर-केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और संज्ञानात्मक क्षमताएं नहीं हैं, और ऐसी क्षमताओं वाले सामग्री में मजबूत यांत्रिक गुण नहीं हैं,” यू ने कहा। “हमारे हाल ही में विकसित नरम सिनैप्टिक डिवाइसों ने मस्तिष्क-प्रेरित गणना और कृत्रिम तंत्रिका तंत्र को प्राप्त किया है जो स्पर्श और प्रकाश के प्रति संवेदनशील हैं और बायैक्सियल खिंचाव के दौरान इन तंत्रिका तंत्र कार्यों को बनाए रखते हैं।”
स्मार्टनेस और खिंचाव को प्राप्त करना
शोधकर्ताओं ने एक ही समय में स्मार्टनेस और खिंचाव दोनों को प्राप्त करने का लक्ष्य रखा, और उन्होंने ऐसा करने के लिए पूरी तरह से इलास्टोमेरिक सामग्री से बने सिनैप्टिक ट्रांजिस्टर बनाकर किया। रबड़ जैसे सेमीकंडक्टर, जो महत्वपूर्ण संदेश भेजते हैं, तंत्रिका तंत्र के समान कार्य करते हैं। वे प्रणाली की संरचना में शारीरिक परिवर्तनों से प्रभावित नहीं होते हैं।
यू का कहना है कि इस प्रकार की स्किन डिवाइस बनाने की कुंजी यह थी कि प्रत्येक घटक के लिए इलास्टोमेरिक रबड़ जैसी सामग्री का उपयोग किया जाए, जिसके परिणामस्वरूप डिवाइस ने सफलतापूर्वक तंत्रिका तंत्र सिनैप्टिक व्यवहार प्रदर्शित किया और बनाए रखा। यह व्यवहार प्रदर्शित करने में सक्षम था, जिसमें छवि संवेदन और स्मृति शामिल थी, यहां तक कि जब यह खिंचा हुआ, मोड़ा हुआ और पोक किया गया था।
“स्मार्ट स्किन डिवाइसों की हालिया लहर के साथ, इन डिवाइसों में तंत्रिका तंत्र कार्यों को लागू करना अधिक शक्तिशाली जैविक प्रणालियों की दिशा में एक भविष्य की दिशा के लिए दरवाजा खोलता है,” यू ने कहा। “स्मार्ट स्किन डिवाइसों में संज्ञानात्मक कार्यों को लागू करने के लिए यह पद्धति कई अन्य क्षेत्रों में भी विस्तारित की जा सकती है, जिनमें तंत्रिका तंत्र कंप्यूटिंग वियरेबल्स, आर्टिफिशियल अंग, सॉफ्ट न्यूरोरोबोटिक्स और अगली पीढ़ी के बुद्धिमान प्रणालियों के लिए त्वचा प्रोस्थेटिक्स शामिल हैं।”
शोध में सह-लेखकों में ह्यूनसेक शिम, सोनमिन जांग और शुभम पटेल, पेन स्टेट विभाग ऑफ इंजीनियरिंग साइंस एंड मैकेनिक्स; अनीश ठुकराल और बिन कन, ह्यूस्टन विश्वविद्यालय के मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग; सोंगसिक जेओंग, हyeson जो और हाई-जिन किम, जियोंगसांग नेशनल यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मैकेनिकल एंड एयरोस्पेस इंजीनियरिंग; गुओदान वेई, त्सिंगहुआ-बर्कले शेनज़ेन इंस्टीट्यूट; और वेई लान, लांज़ौ विश्वविद्यालय स्कूल ऑफ फिजिकल साइंस एंड टेक्नोलॉजी शामिल हैं।
