सॉफ्ट रोबोटिक्स में सुधार के लिए लचीला पंप

इकोले पॉलिटेक्निक फेडरल डी लॉज़ेन के वैज्ञानिकों ने एक मिनिएचर पंप विकसित किया है जो स्वायत्त सॉफ्ट रोबोट्स, हल्के एक्सोस्केलेटन और स्मार्ट कपड़ों की प्रभावशीलता को बढ़ाने में मदद करेगा।

हमारे वर्तमान अधिकांश सॉफ्ट रोबोट सिलिकॉन, रबर और लचीले पॉलिमर से बने होते हैं। पारंपरिक रोबोट्स की तुलना में सॉफ्ट रोबोट जटिल वातावरण में अधिक कुशलता से घूमने, नाजुक वस्तुओं को संभालने और कई रोबोट-मानव संबंधों में उपयोग करने में सक्षम होते हैं। उन क्षेत्रों में जहां वे उपयोग किए जाते हैं उनमें पुनर्वास एक्सोस्केलेटन और रोबोटिक कपड़े शामिल हैं। सॉफ्ट-जैव प्रकार के रोबोट अंततः दूरस्थ और खतरनाक वातावरणों का अन्वेषण करने में मानवों की तुलना में बहुत अधिक सुरक्षित हो सकते हैं।

वर्तमान में हमारे पास मौजूद सॉफ्ट रोबोट में कठोर और शोर वाले पंप होते हैं जो महत्वपूर्ण क्षेत्रों में तरल पदार्थ को धक्का देने के लिए उपयोग किए जाते हैं। यह सॉफ्ट रोबोट्स की संभावनाओं को प्रभावित करता है क्योंकि उनकी गतिशीलता और स्वायत्तता पंप और ट्यूबों द्वारा सीमित होती है।

एपीएफएल के सॉफ्ट ट्रांसड्यूसर लेबोरेटरी (एलएमटीएस) और इंटेलिजेंट सिस्टम लेबोरेटरी (एलआईएस) के शोधकर्ता, साथ ही टोक्यो में शिबौरा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ता, इन नए विकासों के लिए जिम्मेदार हैं। दोनों समूहों ने पूरी तरह से एक लचीला पंप विकसित किया है, जिसमें इलेक्ट्रोड शामिल हैं। नया पंप लगभग एक ग्राम वजन का है और यह पूरी तरह से शांत है और बहुत कम ऊर्जा का उपयोग करता है। शक्ति 2 सेमी x 2 सेमी सर्किट और एक रिचार्जेबल बैटरी से आती है। यह नया पंप टेथर का उपयोग करने की आवश्यकता को भी समाप्त कर सकता है।

एलएमटीएस के निदेशक हर्बर्ट शिया ने नई तकनीक के बारे में बात की।

“यदि हम बड़े रोबोट्स को सक्रिय करना चाहते हैं, तो हम कई पंपों को एक साथ जोड़ते हैं,” शिया ने कहा। “हम इसे सॉफ्ट रोबोटिक्स के क्षेत्र में एक परिवर्तनकारी परिवर्तन मानते हैं।”

शोधकर्ताओं ने अपना काम नेचर में एक लेख में प्रकाशित किया है।

लचीले पंपों का उपयोग स्मार्ट कपड़ों में तरल पदार्थों को प्रसारित करने के लिए भी किया जा सकता है। वे कपड़ों के भीतर एम्बेडेड पतले लचीले ट्यूबों में तरल पदार्थों को घुमाकर ऐसा करेंगे। इसके कई संभावनाएं हैं, जिनमें तरल पदार्थों को विभिन्न शरीर के क्षेत्रों में स्थानांतरित करके शीतलन और गर्मी प्रदान करना शामिल है। कई पेशेवरों को इस प्रौद्योगिकी से लाभ होगा, जिनमें सर्जन, एथलीट और पायलट शामिल हैं।

नए लचीले पंप “आजकल सुपरकंप्यूटर जैसी प्रणालियों में शीतलन तरल पदार्थ को प्रसारित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले भौतिक तंत्र पर आधारित हैं।” पंप की व्यवस्था में 1 मिमी व्यास के साथ एक ट्यूब के आकार का चैनल शामिल है, और इसके भीतर मुद्रित इलेक्ट्रोड की पंक्तियाँ हैं। पंप के अंदर एक डाइइलेक्ट्रिक तरल पदार्थ है। वोल्टेज लगाया जाता है, और इलेक्ट्रोड से तरल पदार्थ में इलेक्ट्रॉन जाते हैं। इससे कुछ अणुओं को विद्युत रूप से आवेशित किया जाता है। ये अणु तब अन्य इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होते हैं और तरल पदार्थ को अपने साथ ट्यूब में खींचते हैं। एलएमटीएस में पोस्ट डॉक्टरेट और अध्ययन के प्रमुख लेखक विटो ककुचियोलो के अनुसार, “हम विद्युत क्षेत्र को समायोजित करके प्रवाह को तेज कर सकते हैं, फिर भी यह पूरी तरह से शांत रहता है।”

यह प्रौद्योगिकी पहले से ही कुछ क्षेत्रों में परीक्षण की जा रही है। शोधकर्ता एक रोबोटिक उंगली में पंप को सफलतापूर्वक प्रत्यारोपित करने में सक्षम थे, जो रोबोटिक्स प्रयोगशालाओं में सामान्य रूप से उपयोग की जाती है। शोधकर्ता जापान में कोइची सुजुमोरी की प्रयोगशाला के साथ भी काम कर रहे हैं। वहां, वे द्रव-संचालित कृत्रिम मांसपेशियों और लचीले एक्सोस्केलेटन पर काम कर रहे हैं।

शोधकर्ताओं ने नई तकनीक का उपयोग एक कपड़े के दस्ताने में भी किया है। दस्ताने में तरल पदार्थ को ले जाने वाली ट्यूबें हैं ताकि दस्ताने के विभिन्न क्षेत्रों को गर्म और ठंडा किया जा सके। “यह थोड़ा आपके घर के हीटिंग और कूलिंग सिस्टम की तरह काम करता है,” ककुचियोलो ने कहा।

यह नई तकनीक और विकसित होगी और यह विभिन्न क्षेत्रों की कंपनियों को आकर्षित करने की संभावना है। कुछ ने पहले ही रुचि दिखाई है। नए सॉफ्ट रोबोट्स और लचीले पंपों के साथ कई संभावनाएं हैं जो कई मानव-रोबोट इंटरफेस उत्पादों को विकसित करने में मदद कर सकते हैं