रोबोटिक्स और भौतिक एआई
वैज्ञानिक पारंपरिक रोबोटिक्स और माइक्रोफ्लूइडिक्स को मिलाते हैं
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रोबोट अक्सर चलती बाहों से सुसज्जित होते हैं, जिन्हें अक्सर कार्यक्रम दिया जाता है और कारखानों में विभिन्न कार्यों को करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस प्रकार के रोबोटों का मिनिएचर सिस्टम के साथ बहुत कम संबंध रहा है, जो तरल पदार्थ को बारीक कैपिलरी के माध्यम से परिवहन करते हैं। ये सिस्टम, जिन्हें माइक्रोफ्लूइडिक्स या लैब-ऑन-ए-चिप के रूप में जाना जाता है, आमतौर पर तरल पदार्थ को चिप्स के माध्यम से स्थानांतरित करने के लिए बाहरी पंप का उपयोग करते हैं। हालांकि, उन्हें स्वचालित करना मुश्किल साबित हुआ है, और चिप्स को प्रत्येक विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए कस्टम-डिज़ाइन और निर्मित किया जाना चाहिए।
लेकिन अब, एथी प्रोफेसर डैनियल अहमद के नेतृत्व में एक शोध दल पारंपरिक रोबोटिक्स और माइक्रोफ्लूइडिक्स को मिला रहा है। नव विकसित डिवाइस अल्ट्रासाउंड का उपयोग करता है और एक रोबोटिक आर्म से जुड़ा हो सकता है। यह माइक्रो रोबोटिक और माइक्रो फ्लूइडिक अनुप्रयोगों में विभिन्न कार्यों को करने में सक्षम है या इन अनुप्रयोगों को स्वचालित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
इस नए शोध की रिपोर्ट नेचर कम्युनिकेशंस में की गई है।
नया और अनोखा डिवाइस
शोधकर्ताओं ने एक अनोखा डिवाइस विकसित किया है जो तरल पदार्थ में तीन-आयामी वोर्टेक्स पैटर्न बनाने में सक्षम है, जो पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर द्वारा संचालित ऑसिलेटिंग ग्लास नीडल्स का उपयोग करके किया जाता है – जो उपकरण भी लाउडस्पीकर, अल्ट्रासाउंड इमेजिंग और दंत स्वच्छता उपकरण में पाए जाते हैं। इन ऑसिलेशन की आवृत्ति को समायोजित करके, वे अपने पैटर्न गठन को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं।
छवि: एथी ज्यूरिख
टीम ने डिवाइस का उपयोग कई अनुप्रयोगों को प्रदर्शित करने के लिए किया, जैसे कि अत्यधिक चिपचिपे तरल पदार्थों की छोटी बूंदों को मिलाना।
“अधिक चिपचिपे तरल पदार्थ होते हैं, उन्हें मिलाना उतना ही कठिन होता है,” अहमद कहते हैं। “हालांकि, हमारी विधि इसे करने में सफल होती है क्योंकि यह न केवल एक वोर्टेक्स बनाने की अनुमति देती है, बल्कि जटिल तीन-आयामी पैटर्न के साथ तरल पदार्थों को कुशलता से मिलाने के लिए कई मजबूत वोर्टेक्स का उपयोग करती है।”
वोर्टेक्स और ऑसिलेटिंग ग्लास नीडल को चैनल दीवार के पास सावधानीपूर्वक मैनिप्युलेट करके, वैज्ञानिकों ने अपने मिनी-चैनल सिस्टम को आश्चर्यजनक कुशलता से शक्ति प्रदान की।
रोबोट-सहायता प्राप्त अकουσ्टिक डिवाइस का उपयोग करके, वे तरल पदार्थ में महीन कणों को कुशलता से पकड़ने में सक्षम थे। प्रत्येक कण का आकार ध्वनि तरंगों के प्रति उसकी प्रतिक्रिया को निर्धारित करता था, जिससे बड़े कण ऑसिलेटिंग ग्लास नीडल के चारों ओर जमा हो जाते थे। आश्चर्यजनक रूप से, यही तकनीक न केवल अक्रिय कणों को पकड़ने में सक्षम थी, बल्कि पूरे मछली भ्रूण भी। आगे के विकास के साथ, इस विधि का उपयोग तरल पदार्थों के भीतर जैविक कोशिकाओं को पकड़ने के लिए किया जा सकता है।
“पिछले समय में, तीन-आयामी स्थान में सूक्ष्म कणों को मैनिप्युलेट करना हमेशा चुनौतीपूर्ण रहा है,” अहमद कहते हैं। “हमारा माइक्रोरोबोटिक आर्म इसे आसान बनाता है।”
“अब तक, बड़े पारंपरिक रोबोटिक्स और माइक्रोफ्लूइडिक अनुप्रयोगों में प्रगति अलग-अलग तरीके से की गई है,” अहमद जारी रखते हैं। “हमारा काम दोनों दृष्टिकोणों को एक साथ लाने में मदद करता है।
तरल पदार्थों में वोर्टेक्स पैटर्न छवि: एथी ज्यूरिख
जैसे ही हम आगे बढ़ते हैं, भविष्य की माइक्रोफ्लूइडिक सिस्टम आज की उन्नत रोबोटिक प्रौद्योगिकी के बराबर हो सकते हैं। एक ही डिवाइस को कई कार्यों जैसे कि तरल पदार्थों को मिलाने और पंप करने और कणों को पकड़ने के लिए प्रोग्राम करने से, अहमद को लगता है कि हम एक युग में प्रवेश कर रहे हैं जहां प्रत्येक अनुप्रयोग के लिए कस्टम-विकसित चिप्स की आवश्यकता नहीं होगी। इस अवधारणा को और आगे बढ़ाने का विचार है विभिन्न ग्लास नीडल्स को जटिल वोर्टेक्स पैटर्न में जोड़ना – हमारी क्षमताओं को पहले से कल्पना की तुलना में परे ले जाना।
अहमद माइक्रोरोबोटिक आर्म्स के लिए प्रयोगशाला विश्लेषण के क्षेत्र से परे संभावित उपयोगों की एक श्रृंखला की कल्पना करते हैं – वस्तु वर्गीकरण और डीएनए मैनिपुलेशन से लेकर 3डी प्रिंटिंग जैसी ऐडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक। इन विकासों के साथ, हम जैव प्रौद्योगिकी को जैसा हम जानते हैं उसे क्रांतिकारी बना सकते हैं।
