शोधकर्ताओं ने समुद्री खीरे से प्रेरित होकर पानी से चलने वाला सॉफ्ट रोबोट विकसित किया है

POSTECH के मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के शोधकर्ताओं की एक टीम ने पानी से चलने वाला स्व-संचालित सॉफ्ट एक्चुएटर विकसित किया है, और यह पारंपरिक सॉफ्ट एक्चुएटर्स की तुलना में तेज़ और मजबूत है। टीम का नेतृत्व प्रोफेसर डोंग सुंग किम, डॉ. एंड्रयू चोई और ह्योनसेओक हान ने किया था। 

में प्रकाशित किया गया था सामग्री रसायन विज्ञान के जर्नल ए.

एमसीटी और समुद्री खीरे

नया विकास समुद्री खीरे के उत्परिवर्तनीय कोलेजनस ऊतक (एमसीटी) से प्रेरित था। समुद्री खीरे का शरीर एमसीटी से बना होता है, जो इसे आसपास के वातावरण के आधार पर सख्त या नरम करने में सक्षम बनाता है। समुद्री खीरे का लोचदार मापांक कुछ ही सेकंड में 10 गुना तक बदलने में सक्षम होता है, और यही वह चीज़ है जो उन्हें छोटी दरारों में फिट होने या शिकारियों को धमकी देने के लिए फुलाने की अनुमति देती है। वे कोलेजनस ऊतकों में हाइड्रोजन बांड बनाकर या नष्ट करके ऐसा कर सकते हैं। रासायनिक नियामकों को नियंत्रित करके।

एक्चुएटर कठोर होते हैं और मोटर या स्विच के समान विद्युत सिग्नल परिवर्तन का उपयोग करके अपनी भौतिक स्थिति को बदल सकते हैं। दूसरी ओर, कुछ सॉफ्ट एक्चुएटर पानी पर प्रतिक्रिया करने और इसे ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करने में सक्षम हैं। सॉफ्ट रोबोटिक्स के लिए जिन्हें गति में स्वतंत्रता की आवश्यकता होती है, सॉफ्ट एक्चुएटर्स इस संबंध में मदद कर सकते हैं। जैसा कि कहा गया है, मौजूदा सॉफ्ट एक्चुएटर अक्सर नाजुक और धीमे होते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें प्रभावी ढंग से लागू नहीं किया जा सकता है।

पारंपरिक सॉफ्ट एक्चुएटर्स से बेहतर

शोधकर्ता समुद्री खीरे के एमसीटी से प्रेरित थे, जो पानी के साथ प्रतिक्रिया करके स्वतंत्र रूप से आकार बदल सकता है। फिर उन्होंने एक एक्चुएटर विकसित किया जो प्रोग्राम करने योग्य है और बल्क पीएनआईपीएएएम हाइड्रोजेल पर आधारित है, जो बेहद लचीला है। इसने ऊर्जा स्रोत के रूप में पानी पर निर्भर पारंपरिक सॉफ्ट एक्चुएटर्स की तुलना में 200 गुना अधिक और 300 गुना तेज एक्चुएशन बल का प्रदर्शन किया। ये एक्चुएटर 80 डिग्री सेल्सियस तापमान पर भी पानी को ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करने में सक्षम हैं। 

विभिन्न परीक्षणों के माध्यम से, एक्चुएटर ने प्रदर्शित किया कि 300% तन्य तनाव के अधीन होने पर यह मूल आकार को बहाल करने के लिए पर्याप्त मजबूत था। 

टीम के अनुसार, इस एक्चुएटर का उपयोग औद्योगिक और बायोमेडिकल क्षेत्रों सहित कई अलग-अलग क्षेत्रों में किया जा सकता है। यह औद्योगिक रोबोटों में भी अंतर ला सकता है, विशेष रूप से, ग्रिपर्स के साथ जो मानव बांह के रूप में कार्य करते हैं और सामग्री उठाते हैं। इस प्रकार का रोबोट घावों को भी बंद कर सकता है और कृत्रिम उंगलियों के रूप में कार्य कर सकता है।

प्रोफेसर डोंग सुंग किम ने बताया, "नरम रोबोट नमी के संपर्क में आने पर सक्रिय हो जाता है और विभिन्न वातावरणों में आसानी से अनुकूलित होने के लिए लचीला और विकृत होता है।" "यह नव विकसित हाइड्रोजेल एक्चुएटर बहुत शक्तिशाली है और रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करके बिना बिजली वाले स्थानों में भी संचालन को सक्षम करने के लिए तेजी से सक्रिय होता है।"

अनुसंधान को मध्य-कैरियर शोधकर्ता कार्यक्रम और विज्ञान और आईसीटी मंत्रालय और कोरिया के राष्ट्रीय अनुसंधान फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित कोर टेक्नोलॉजी बायोमेडिकल डेवलपमेंट प्रोग्राम और व्यापार, उद्योग और ऊर्जा मंत्रालय द्वारा वित्त पोषित अलकेमिस्ट प्रोजेक्ट द्वारा समर्थित किया गया था।