रोबोटिक्स और भौतिक एआई
सॉफ्ट रोबोट पसीना बहाता है तापमान को नियंत्रित करने के लिए
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कॉर्नेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक सॉफ्ट रोबोटिक मांसपेशी विकसित की है जो पसीना बहाकर अपने तापमान को नियंत्रित कर सकती है। यह नई तकनीक सॉफ्ट रोबोटिक्स क्षेत्र में हो रहे कई विकासों में से एक है।
थर्मल प्रबंधन तकनीक बिना ओवरहीटिंग के लंबे समय तक चलने वाले उच्च शक्ति वाले रोबोट बनाने का एक मूलभूत हिस्सा है।
परियोजना का नेतृत्व रोब शेपर्ड ने किया, जो कॉर्नेल में यांत्रिक और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर हैं।
टीम के शोध पत्र का शीर्षक “3डी प्रिंटेड हाइड्रोजेल एक्ट्यूएटर्स में स्वचालित पसीना” था और इसे साइंस रोबोटिक्स में प्रकाशित किया गया था।
स्थायी रूप से, अनुकूलनीय और चपलता वाले रोबोट विकसित करने के सबसे कठिन पहलुओं में से एक रोबोट के आंतरिक तापमान को प्रबंधित करना है। शेपर्ड के अनुसार, यदि उच्च-टॉर्क घनत्व मोटर और एक्सोथर्मिक इंजन जो एक रोबोट को शक्ति प्रदान करते हैं, ओवरहीट हो जाते हैं, तो रोबोट खराब हो जाएगा या पूरी तरह से बंद हो जाएगा।
यह समस्या विशेष रूप से सॉफ्ट रोबोट में मौजूद है क्योंकि वे सिंथेटिक सामग्री से बने होते हैं। सॉफ्ट रोबोट अधिक लचीले होते हैं, लेकिन यह बढ़ी हुई लचीलापन उन्हें गर्मी को बनाए रखने का कारण बनता है। यह धातुओं के लिए मामला नहीं है, जो गर्मी को बहुत तेजी से विकसित करते हैं। आंतरिक शीतलन प्रौद्योगिकी, जैसे कि पंखे, के साथ समस्या यह है कि यह रोबोट के अंदर बहुत अधिक जगह लेगी और इसके वजन को बढ़ाएगी।
इन चुनौतियों को ध्यान में रखते हुए, शेपर्ड की टीम ने एक शीतलन प्रणाली के लिए प्रेरणा के रूप में स्तनधारियों और उनकी प्राकृतिक पसीना करने की क्षमता की ओर देखा।
“पसीना आने की क्षमता मानवता की सबसे उल्लेखनीय विशेषताओं में से एक है,” फेसबुक रियलिटी लैब्स में एक शोध वैज्ञानिक टीजे वॉलिन ने कहा, जो सह-लेखक हैं। “पसीना वाष्पित जल हानि का लाभ उठाकर तेजी से गर्मी को विकसित करने और पर्यावरणीय तापमान से नीचे ठंडा करने में सक्षम है। … इसलिए, जैसा कि अक्सर मामला होता है, जीवविज्ञान ने हमें इंजीनियरों के रूप में एक उत्कृष्ट मार्गदर्शक प्रदान किया। “
(META )शेपर्ड की टीम ने कॉर्नेल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर एम्मैनुअल जियानेलिस के प्रयोगशाला के साथ भागीदारी की। उन्होंने एक साथ पसीने के लिए आवश्यक नैनोपॉलिमर सामग्री बनाई। उन्होंने एक 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके उन्हें विकसित किया जिसे मल्टी-मटेरियल स्टीरियोलिथोग्राफी कहा जाता है, जो पूर्व-निर्धारित आकार में राल को ठोस करने के लिए प्रकाश पर निर्भर करता है।
शोधकर्ताओं ने फिर उंगली जैसे एक्ट्यूएटर्स बनाए जो दो हाइड्रोजेल सामग्री से बने थे जो पानी को बनाए रख सकते थे और तापमान का जवाब दे सकते थे। एक अन्य तरीका यह देखना है कि वे “स्मार्ट” स्पंज थे। आधार परत पॉली-एन-आइसोप्रोपाइलाक्रिलामाइड से बनी थी, जो 30°C (86°F) से अधिक तापमान पर सिकुड़ जाती थी। यह प्रतिक्रिया पानी को एक ऊपरी परत में धकेलती है जो पॉलीअक्रिलामाइड से बनी होती है जो माइक्रोन-सized छिद्रों से छिद्रित होती है। छिद्र उसी तापमान सीमा पर प्रतिक्रिया करते हैं और तापमान 30°C से नीचे गिरने पर स्वचालित रूप से बंद होने से पहले “पसीना” छोड़ने के लिए फैलते हैं।
जब पानी वाष्पित होता है, तो एक्ट्यूएटर की सतह तापमान 30 सेकंड के भीतर 21°C तक कम हो जाता है। यह शीतलन प्रक्रिया मानव शरीर की तुलना में तीन गुना अधिक कुशल है, शोधकर्ताओं के अनुसार। जब एक पंखे से हवा के संपर्क में आता है, तो एक्ट्यूएटर लगभग छह गुना तेजी से ठंडा हो सकता है।
प्रौद्योगिकी के साथ एक समस्या यह है कि यह एक रोबोट की गतिशीलता को प्रभावित कर सकती है। रोबोट को अपनी पानी की आपूर्ति को फिर से भरने की भी आवश्यकता है। इसके कारण, शेपर्ड को सॉफ्ट रोबोट की कल्पना करता है जो अंततः स्तनधारियों की तरह पसीना और पानी पीते हैं।
इस प्रौद्योगिकी का नया विकास रोबोटिक्स उद्योग के भीतर एक बहुत ही स्पष्ट पैटर्न का अनुसरण करता है। प्रौद्योगिकी तेजी से हमारे प्राकृतिक वातावरण पर आधारित हो रही है। चाहे वह स्तनधारियों में मौजूद पसीना करने की प्रक्रिया हो, मून जेलीफ़िश पर आधारित न्यूरल नेटवर्क, या कृत्रिम त्वचा, रोबोटिक्स एक ऐसा क्षेत्र है जो कई तरह से प्रकृति में मौजूद चीजों पर आधारित है।
