रोबोटिक्स और भौतिक एआई
शोधकर्ता जीवित कोशिकाओं में जीवन की नकल करने के लिए एक नए प्रक्रिया की खोज करते हैं
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डेल्फ्ट प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक नए प्रक्रिया की खोज की है जो जीवित कोशिकाओं में जीवन की नकल करने में मदद कर सकती है, जैसे कि रोबोट। यह नया प्रक्रिया ईंधन पर निर्भर करता है जो जीवित कोशिकाओं में होने वाली प्रतिक्रियाओं की नकल करता है।
टीम का कहना है कि यह प्रतिक्रिया चक्र विभिन्न प्रकार के सामग्रियों पर लागू किया जा सकता है। इसकी दर को नियंत्रित किया जा सकता है, जो इस क्षेत्र में कई अवसर प्रदान करता है। यह नया विकास भविष्य में सॉफ्ट रोबोटिक्स में एक बड़ी भूमिका निभा सकता है, जहां सॉफ्ट मशीनें अपने पर्यावरण को महसूस कर सकती हैं और उचित प्रतिक्रिया दे सकती हैं।
टीम के निष्कर्ष नेचर कम्युनिकेशन्स में प्रकाशित हुए हैं।
जीवित कोशिकाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की नकल करना
रासायनिक रिएक्शन के विशेषज्ञ रिएनक ईल्केमा और उनकी टीम जीवित कोशिकाओं में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की नकल करने पर काम कर रहे हैं, जो कोशिका को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक ईंधन प्रदान करती हैं। ये प्रतिक्रियाएं जीवित कोशिकाओं में होने वाली प्रतिक्रियाओं की नकल करती हैं, लेकिन वे सीमित हैं।
“अब तक, केवल पांच प्रकार की प्रतिक्रियाएं हैं जो शोधकर्ताओं द्वारा व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं,” ईल्केमा कहते हैं। “उन प्रतिक्रियाओं में दो बड़े नुकसान हैं: उनकी दर को नियंत्रित करना मुश्किल है और वे केवल एक विशिष्ट सेट của अणुओं पर काम करती हैं।”
अध्ययन के प्रमुख लेखक बेंजामिन क्लेम के साथ, दोनों ने एक नए प्रकार की प्रतिक्रिया की खोज की जिसकी दर को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है। यह प्रतिक्रिया विभिन्न प्रकार के सामग्रियों पर काम करती है।
“प्रतिक्रिया चक्र का सार यह है कि यह एक रासायनिक ईंधन को जोड़कर एक आवेशित और एक अनावेशित कण के बीच स्विच कर सकता है,” ईल्केमा जारी रखते हैं। “यह हमें सामग्री को बदलने और उनकी संरचना को संशोधित करने की अनुमति देता है, क्योंकि समान आवेश एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और विभिन्न आवेश एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। ईंधन के प्रकार और मात्रा प्रतिक्रिया दर को निर्धारित करते हैं, और इसलिए एक आवेश और एक दिए गए संरचना कितनी देर तक मौजूद रहती है।”
टीम ने अपनी प्रतिक्रिया चक्र का उपयोग एक हाइड्रोजेल को आवेशित करने के लिए किया, जिससे आवेश एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और जेल फूल जाता है।
सॉफ्ट रोबोट बनाने में भूमिका
शोधकर्ताओं का कहना है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं का चक्र सॉफ्ट रोबोट बनाने में एक भूमिका निभा सकता है।
“सॉफ्ट रोबोट पहले से ही मौजूद हैं, जैसे कि माइक्रोपार्टिकल्स जो बाहरी रूप से चुंबकीय या विद्युत क्षेत्रों के माध्यम से नियंत्रित होते हैं,” ईल्केमा कहते हैं। “लेकिन अंततः आप चाहेंगे कि एक रोबोट स्वयं को नियंत्रित करे: यह देखें कि यह कहां है और क्या हो रहा है और फिर उचित प्रतिक्रिया दें। आप हमारे चक्र को पहले से एक कण में प्रोग्राम कर सकते हैं, फिर इसे अकेला छोड़ सकते हैं, और यह स्वतंत्र रूप से अपना कार्य करता है जब यह एक संकेत का सामना करता है।”
ईल्केमा अब प्रक्रिया में सिग्नल प्रोसेसिंग जोड़ने की योजना बना रहे हैं, जो इसे पर्यावरण से जोड़ेगा।
“उदाहरण के लिए, एक पॉलिमर कण में ऐसे चक्र के कुछ घटक हो सकते हैं,” वे कहते हैं। “जब यह प्रतिक्रिया के अंतिम भाग का सामना करता है, तो चक्र पूरा हो जाता है, जो एक संकेत के रूप में कार्य करता है जो इसे विघटित या फूलने के लिए कहता है।”
मानव और अन्य जीवों की कोशिकाएं ऊर्जा पर निर्भर करती हैं जो कार्य करने के लिए आवश्यक है।
“यही कारण है कि हमें खाना खाने की आवश्यकता है,” ईल्केमा समझाते हैं। “ऊर्जा को कार्य से जोड़ना रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से होता है और यह जीवित प्राणियों को परिभाषित करता है। यह कोशिकाओं को नियंत्रित करने में सक्षम बनाता है कि कब और कहां संरचनाएं बनाई जाती हैं या प्रक्रियाएं होती हैं, स्थानीय रूप से और एक सीमित समय के लिए।”
दूसरी ओर, जीवित नहीं रहने वाली सामग्री ऊर्जा की आपूर्ति के बिना कार्य कर सकती है और हमेशा के लिए मौजूद रह सकती है। यह दस साल पहले तक नहीं था कि ऐसी प्रक्रियाएं मौजूद थीं जो जीवित नहीं रहने वाली सामग्रियों में परस्पर क्रिया को चलाने के लिए एक रासायनिक ईंधन का उपयोग कर सकती थीं।
“हमने यहां डेल्फ्ट में इसकी शुरुआत की, साथ ही कुछ अन्य स्थानों पर, और तब से यह क्षेत्र विस्फोट हो गया है,” ईल्केमा ने निष्कर्ष निकाला।
