सॉफ्ट रोबोट्स के लिए नए नियंत्रण प्रणाली बनाते हैं शोधकर्ता

राइस विश्वविद्यालय और हार्वर्ड विश्वविद्यालय के रोबोटिक्स शोधकर्ताओं, इंजीनियरों और सामग्री वैज्ञानिकों की एक टीम ने सॉफ्ट रोबोट्स के लिए एनालॉग और हवा-चालित नियंत्रण प्रणाली विकल्पों का प्रदर्शन किया है। टीम ने दिखाया है कि यह संभव है कि सॉफ्ट रोबोट्स की क्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए प्रोग्राममेबल, गैर-इलेक्ट्रॉनिक सर्किट विकसित किए जा सकते हैं। ये सर्किट संपीड़ित हवा के बुर्स्ट में एन्कोडेड जानकारी को संसाधित करके काम करते हैं।

शोध नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही में प्रकाशित किया गया था।

नियंत्रण प्रणाली बनाना

कोल्टर डेकर अध्ययन के प्रमुख लेखक और राइस के एक अंडरग्रेजुएट हैं।

“इस प्रणाली की सुंदरता का एक हिस्सा यह है कि हम वास्तव में गणना को इसके आधार घटकों तक कम कर सकते हैं,” डेकर ने कहा।

उन्होंने यह भी कहा कि इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणालियों को दशकों से परिष्कृत किया गया है, और कंप्यूटर सर्किटरी को “दबाव और प्रवाह दर के साथ वोल्टेज और करंट के बजाय एनालॉग के साथ” पुन: बनाकर, यह प्न्यूमेटिक गणना को शामिल करना आसान बनाता है।

डेकर ने मुख्य रूप से सॉफ्ट रोबोटिक नियंत्रण प्रणाली को रोजमर्रा की सामग्री से बनाया, जैसे कि प्लास्टिक की स्ट्रॉ और रबड़ के बैंड। प्रयोगों में, प्रणाली ने हवा-चालित तर्क द्वार का प्रदर्शन किया जो बूलियन कार्यों को करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जो आधुनिक कंप्यूटिंग के लिए महत्वपूर्ण हैं।

“लक्ष्य कभी भी पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर को बदलना नहीं था,” डेकर ने कहा।

कई मामलों में, सॉफ्ट रोबोट या वियरेबल्स को केवल कुछ सरल आंदोलनों के लिए प्रोग्राम किया जाना चाहिए। नए प्रौद्योगिकी के लिए, यह संभव है कि यह “पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणों की तुलना में बहुत सस्ता और सुरक्षित होगा और अधिक टिकाऊ होगा।”

नई परियोजना कई शोध समूहों के बीच एक सहयोग थी और कुल नौ सह-लेखक थे।

टीम ने दो घटक बनाए। पहला एक पिस्टन जैसा एक्ट्यूएटर है जो हवा के दबाव को यांत्रिक बल में अनुवादित करता है। और दूसरा एक वाल्व है जिसे चालू और बंद किया जा सकता है। घटक विभिन्न भागों से बनाए गए थे, जिनमें प्लास्टिक की स्ट्रॉ, लचीली प्लास्टिक ट्यूब, रबड़ के बैंड, पार्चमेंट पेपर और थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन शीट शामिल हैं।

एकल डिवाइस में घटकों को मिलाना

दो घटकों को एक एकल डिवाइस में मिलाया जा सकता है, जो एक बिस्टेबल वाल्व है जो एक स्विच की तरह काम करता है और हवा के दबाव का उपयोग इनपुट और आउटपुट के रूप में करता है। एक निश्चित मात्रा में हवा के दबाव के परिणामस्वरूप स्विच को दो स्थितियों के बीच फ्लिप किया जाता है, और वाल्व को रबड़ के बैंड द्वारा बंद रखा जाता है और रबड़ के बैंड जोड़कर या घटाकर प्रोग्राम किया जाता है। इससे सक्रियण के लिए आवश्यक दबाव में परिवर्तन होता है।

परीक्षणों ने दिखाया कि सर्किट का उपयोग एक सॉफ्ट, हाथ के आकार के रोबोट, एक प्न्यूमेटिक कुशन और एक जूते के आकार के रोबोट को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है जो एक पूर्व-प्रोग्राम की गई संख्या में कदमों को चलाने के लिए एक वस्तु को पुनः प्राप्त करने के लिए।

डैनियल प्रेस्टन राइस में यांत्रिक इंजीनियरिंग के एक सहायक प्रोफेसर हैं और अध्ययन के सह-लेखक हैं।

“इस काम में सबसे बड़ी उपलब्धि यह है कि हमने एक ही सिस्टम आर्किटेक्चर में डिजिटल और एनालॉग नियंत्रण दोनों को शामिल किया है,” प्रेस्टन ने कहा।

दोनों के साथ, प्न्यूमेटिक नियंत्रण सर्किट को पारंपरिक कंप्यूटर में सोचे जाने वाले “एक और शून्य” के साथ डिजिटल रूप से प्रोग्राम किया जा सकता है। लेकिन हम एनालॉग क्षमताओं को भी ला सकते हैं, जो निरंतर हैं।” वह जारी रखता है। “यह हमें वास्तव में समग्र सिस्टम आर्किटेक्चर को सरल बनाने और पहले के काम में सुलभ नहीं होने वाली नई क्षमताओं को प्राप्त करने की अनुमति देता है।”