छोटा रोबोट पानी से कणों को साफ कर सकता है और कोशिकाओं को परिवहन कर सकता है

इंडहोवन यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक छोटा प्लास्टिक रोबोट विकसित किया है जो पानी में कणों को आकर्षित और पकड़ने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसका उपयोग निदान उपकरणों में विश्लेषण के लिए कोशिकाओं को परिवहन करने के लिए भी किया जा सकता है।

शोध प्रकाशित हुआ था पीएनएएस पत्रिका में।

रोबोट

छोटा रोबोट प्रतिक्रियाशील पॉलिमर से बना है जो प्रकाश और चुंबकत्व द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। इसे “वायरलेस एक्वाटिक पॉलीप” भी कहा जाता है, जो प्राकृतिक कोरल पॉलीप से प्रेरित है, जो कोरल रीफ में पाया जाता है और जिसमें टेंटेकल होते हैं।

वास्तविक दुनिया में, जीवित पॉलीप अपने तने को एक विशिष्ट गति में घुमाकर एक धारा बना सकते हैं जो भोजन कणों को आकर्षित करती है।

डॉक्टरेट उम्मीदवार मारिना पिल्ज़ डा कुन्हा के अनुसार, “मैं इन कोरल पॉलीप्स की गति से प्रेरित हुआ, विशेष रूप से उनकी क्षमता से जो वे स्व-निर्मित धाराओं के माध्यम से पर्यावरण के साथ बातचीत करते हैं। “

नव विकसित कृत्रिम पॉलीप 1 से 1 सेमी, तने के साथ प्रतिक्रिया करता है जो चुंबकत्व के प्रति प्रतिक्रिया करता है और टेंटेकल जो प्रकाश द्वारा नियंत्रित होते हैं।

“दो अलग-अलग उत्तेजनाओं को जोड़ना दुर्लभ है क्योंकि यह सामग्री की सावधानी से तैयारी और असेंबली की आवश्यकता है, लेकिन यह बिना तार के रोबोट बनाने के लिए दिलचस्प है क्योंकि यह जटिल आकार परिवर्तन और कार्यों को करने की अनुमति देता है,” पिल्ज़ डा कुन्हा कहते हैं।

टेंटेकल्स को नियंत्रित करने के लिए, उन पर विभिन्न तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश डाला जाता है। यूवी प्रकाश के साथ, टेंटेकल्स ‘ग्रिप’ करते हैं, और नीली रोशनी के तहत, वे ‘रिलीज’ करते हैं।

पानी के नीचे

कृत्रिम पॉलीप पानी के नीचे वस्तुओं को पकड़ने और छोड़ने में सक्षम है। यह रोबोट इस साल की शुरुआत में शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तुत किए गए प्रकाश-निर्देशित पैकेज डिलीवरी मिनी-रोबोट से एक उन्नति है।

भूमि-आधारित रोबोट पानी के नीचे काम नहीं कर सकता था, क्योंकि पॉलिमर फोटोथर्मल प्रभावों के माध्यम से काम करते हैं। पानी के नीचे के मॉडल के विपरीत, भूमि-आधारित एक ने प्रकाश से उत्पन्न गर्मी की ऊर्जा का उपयोग किया, प्रकाश स्वयं के बजाय।

“गर्मी पानी में फैल जाती है, जो रोबोट को पानी के नीचे निर्देशित करना असंभव बना देती है,” पिल्ज़ डा कुन्हा ने कहा।

इस जानकारी के साथ, शोधकर्ताओं ने एक फोटोमैकेनिकल पॉलिमर सामग्री विकसित की जो केवल प्रकाश द्वारा नियंत्रित की जा सकती है, कोई गर्मी नहीं।

इस नए रोबोट के साथ एक और बड़ा विकास यह है कि यह प्रकाश द्वारा सक्रिय होने के बाद अपने विकृति को बनाए रख सकता है। उत्तेजना को हटाने के बाद, फोटोथर्मल सामग्री अपने मूल आकार में लौट आती है, लेकिन फोटोमैकेनिकल सामग्री के अणु एक नए राज्य में ले जाते हैं। इसके कारण, विभिन्न स्थिर आकार को लंबे समय तक बनाए रखा जा सकता है।

“यह ग्रिपर आर्म को नियंत्रित करने में मदद करता है; एक बार जब कुछ पकड़ लिया जाता है, तो रोबोट इसे तब तक पकड़े रख सकता है जब तक कि इसे फिर से प्रकाश द्वारा संबोधित नहीं किया जाता और इसे छोड़ दिया जाता है,” पिल्ज़ डा कुन्हा कहते हैं।

https://www.youtube.com/watch?v=QYklipdzesI&feature=emb_logo

कणों को आकर्षित करना

रोबोट के नीचे एक घूमने वाला चुंबक है जो तने को अक्ष के चारों ओर घुमाने की अनुमति देता है।

पिल्ज़ डा कुन्हा के अनुसार, “इसलिए, यह संभव था कि वास्तव में पानी में तैरने वाली वस्तुओं को पॉलीप की ओर ले जाया जा सके, हमारे मामले में तेल की बूंदें।”

टेंटेकल्स की स्थिति से द्रव प्रवाह बदला जा सकता है।

“कंप्यूटर सिमुलेशन, विभिन्न टेंटेकल स्थितियों के साथ, अंततः हमें यह समझने और तने की गति को सही करने में मदद की कि तेल की बूंदों को टेंटेकल्स की ओर ‘आकर्षित’ कैसे किया जाए,” पिल्ज़ डा कुन्हा कहते हैं।

रोबोट किसी भी आसपास के तरल में काम कर सकता है। यह हाइड्रोजेल के विपरीत है जो अक्सर पानी के नीचे के अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, जो पर्यावरण के प्रति संवेदनशील होते हैं।

“हमारा रोबोट समान रूप से काम करता है, चाहे वह समुद्री पानी हो या दूषित पानी हो, पानी से कणों को पकड़कर,” पिल्ज़ डा कुन्हा कहते हैं।

शोधकर्ता अब विभिन्न पॉलीप्स को सहयोग करने के लिए काम कर रहे हैं, जिसमें एक पॉलीप दूसरे को एक पैकेज पास कर सकता है। वे जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए तैरने वाले रोबोट पर भी काम कर रहे हैं।