आधुनिक रोबोट बहुत कुछ कर सकते हैं। लेकिन साथ ही, वे मानवीय सहजता और आंदोलनों की कृपा से दूर हैं। और दोष है - अपूर्ण कृत्रिम मांसपेशियां। कई देशों के वैज्ञानिक इस समस्या को हल करने की कोशिश कर रहे हैं। लेख उनके अद्भुत आविष्कारों के एक संक्षिप्त अवलोकन के लिए समर्पित होगा।
सिंगापुर के वैज्ञानिकों की पॉलिमर मांसपेशियां
अधिक ह्यूमनॉइड रोबोट की ओर एक कदम हाल ही में सिंगापुर के राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के अन्वेषकों द्वारा बनाया गया था। आज, हैवीवेट एंड्रॉइड हाइड्रोलिक सिस्टम द्वारा संचालित होते हैं। उत्तरार्द्ध का एक महत्वपूर्ण नुकसान कम गति है। रोबोट के लिए कृत्रिम मांसपेशियां, सिंगापुर के वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तुत, साइबरबॉर्ग को न केवल अपने वजन से 80 गुना भारी वस्तुओं को उठाने की अनुमति देती हैं, बल्कि इसे एक व्यक्ति के रूप में जल्दी से करने की भी अनुमति देती हैं।
एक अभिनव डिजाइन जो लंबाई में पांच गुना तक फैला है, रोबोट को चींटियों को भी "चारों ओर ले जाने" में मदद करता है, जो अपने शरीर के वजन से 20 गुना भारी वस्तुओं को ले जाने में सक्षम होने के लिए जाने जाते हैं। पॉलिमर मांसपेशियों के निम्नलिखित फायदे हैं:
- लचीलापन;
- हड़ताली ताकत;
- लोच;
- कुछ ही सेकंड में अपना आकार बदलने की क्षमता;
- गतिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने की क्षमता।
हालाँकि, वैज्ञानिक वहाँ रुकने वाले नहीं हैं - वे कृत्रिम मांसपेशियों को बनाने की योजना बना रहे हैं जो रोबोट को अपने से 500 गुना भारी भार उठाने की अनुमति देगा!
हार्वर्ड की खोज - इलेक्ट्रोड और इलास्टोमेर से मांसपेशियां
हार्वर्ड विश्वविद्यालय में स्कूल ऑफ एप्लाइड एंड इंजीनियरिंग साइंसेज में काम करने वाले आविष्कारकों ने तथाकथित "सॉफ्ट" रोबोट के लिए गुणात्मक रूप से नई कृत्रिम मांसपेशियां प्रस्तुत की हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, उनके दिमाग की उपज, जिसमें एक नरम इलास्टोमेर और इलेक्ट्रोड शामिल हैं, जिसमें कार्बन नैनोट्यूब शामिल हैं, मानव मांसपेशियों की गुणवत्ता में निम्न नहीं है!
आज मौजूद सभी रोबोट, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, ड्राइव पर आधारित हैं, जिनका तंत्र हाइड्रोलिक्स या न्यूमेटिक्स है। ऐसी प्रणालियाँ संपीड़ित हवा या रसायनों की प्रतिक्रिया द्वारा संचालित होती हैं। इससे ऐसे रोबोट का निर्माण असंभव हो जाता है जो मानव की तरह नरम और तेज हो। हार्वर्ड के वैज्ञानिकों ने रोबोट के लिए कृत्रिम मांसपेशियों की गुणात्मक रूप से नई अवधारणा बनाकर इस कमी को दूर किया है।
नया साइबोर्ग "मांसपेशी" एक बहुस्तरीय संरचना है जिसमें क्लार्क की प्रयोगशाला में बनाए गए नैनोट्यूब इलेक्ट्रोड लचीले इलास्टोमर्स की ऊपरी और निचली परतों को नियंत्रित करते हैं, जो कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के दिमाग की उपज है। ऐसी मांसपेशियांसर्जरी में "सॉफ्ट" एंड्रॉइड और लेप्रोस्कोपिक उपकरणों दोनों के लिए आदर्श।
हार्वर्ड के वैज्ञानिक इस अद्भुत आविष्कार पर नहीं रुके। उनके नवीनतम विकासों में से एक स्टिंगरे बायोरोबोट है। इसके घटक चूहे के हृदय की मांसपेशी कोशिकाएं, सोना और सिलिकॉन हैं।
बॉचमैन समूह का आविष्कार: कार्बन नैनोट्यूब पर आधारित एक अन्य प्रकार की कृत्रिम मांसपेशी
1999 में ऑस्ट्रेलियाई शहर किर्चबर्ग में अभिनव सामग्री के इलेक्ट्रॉनिक गुणों पर इंटरनेशनल विंटर स्कूल की 13वीं बैठक में, वैज्ञानिक रे बाउचमैन, जो एलाइड सिग्नल में काम करते हैं और एक अंतरराष्ट्रीय शोध समूह के प्रमुख हैं, ने एक प्रस्तुतीकरण। उनका पोस्ट आर्टिफिशियल मसल्स बनाने के बारे में था.
रे बाउचमैन के नेतृत्व में डेवलपर्स नैनोपेपर की शीट के रूप में कार्बन नैनोट्यूब की कल्पना करने में सक्षम थे। इस आविष्कार में ट्यूब हर संभव तरीके से आपस में जुड़े हुए थे और आपस में मिल गए थे। नैनोपेपर अपने आप में साधारण कागज जैसा दिखता है - इसे हाथों में पकड़कर, स्ट्रिप्स और टुकड़ों में काटा जा सकता है।
समूह का प्रयोग दिखने में बहुत सरल था - वैज्ञानिकों ने नैनोपेपर के टुकड़ों को चिपकने वाली टेप के विभिन्न किनारों से जोड़ा और इस संरचना को एक नमकीन विद्युत प्रवाहकीय घोल में उतारा। लो-वोल्टेज बैटरी चालू होने के बाद, दोनों नैनोस्ट्रिप्स लम्बी हो गईं, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक बैटरी के नकारात्मक ध्रुव से जुड़ी; फिर कागज मुड़ा। कृत्रिम मांसपेशी मॉडल ने काम किया।
बौहमान खुद मानते हैं कि उनका आविष्कार गुणात्मक आधुनिकीकरण के बाद हुआरोबोटिक्स को महत्वपूर्ण रूप से बदल देगा, क्योंकि ऐसी कार्बन मांसपेशियां, जब फ्लेक्स/विस्तारित होती हैं, एक विद्युत क्षमता पैदा करती हैं - वे ऊर्जा उत्पन्न करती हैं। इसके अलावा, ऐसी मांसपेशियां मानव की तुलना में तीन गुना अधिक मजबूत होती हैं, अपने काम के लिए कम करंट और वोल्टेज का उपयोग करके अत्यधिक उच्च और निम्न तापमान पर कार्य कर सकती हैं। मानव मांसपेशियों के कृत्रिम अंग के लिए इसका उपयोग करना काफी संभव है।
टेक्सास विश्वविद्यालय: मछली पकड़ने की रेखा और सिलाई के धागे से बनी कृत्रिम मांसपेशियां
सबसे आश्चर्यजनक में से एक टेक्सास विश्वविद्यालय की एक शोध टीम का काम है, जो डलास में स्थित है। वह कृत्रिम मांसपेशियों का एक मॉडल प्राप्त करने में कामयाब रही, इसकी ताकत और शक्ति में एक जेट इंजन की याद ताजा करती है - 7.1 hp / किग्रा! ऐसी मांसपेशियां इंसानों की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक मजबूत और अधिक उत्पादक होती हैं। लेकिन यहां सबसे आश्चर्यजनक बात यह है कि इनका निर्माण आदिम सामग्रियों से किया गया था - उच्च शक्ति बहुलक मछली पकड़ने की रेखा और सिलाई धागा।
ऐसी पेशी के पोषण में तापमान का अंतर होता है। यह धातु की एक पतली परत के साथ लेपित एक सिलाई धागे द्वारा प्रदान किया जाता है। हालांकि, भविष्य में, रोबोट की मांसपेशियों को उनके पर्यावरण के तापमान में बदलाव से प्रेरित किया जा सकता है। वैसे, यह गुण मौसम के अनुकूल कपड़ों और अन्य समान उपकरणों पर अच्छी तरह से लागू हो सकता है।
यदि बहुलक को एक दिशा में घुमाया जाता है, तो गर्म होने पर यह तेजी से सिकुड़ता है और ठंडा होने पर जल्दी फैलता है, और यदि इसे विपरीत दिशा में घुमाया जाता है, तो यह पूरी तरह से विपरीत होगा। उदाहरण के लिए, इस तरह का एक सरल डिजाइन 10 हजार क्रांति / मिनट की गति से एक समग्र रोटर को घुमा सकता है। प्लस ऐसेमछली पकड़ने की रेखा से कृत्रिम मांसपेशियों में वे अपनी मूल लंबाई के 50% तक (मानव केवल 20% तक) अनुबंध करने में सक्षम हैं। इसके अलावा, वे अद्भुत धीरज से प्रतिष्ठित हैं - यह मांसपेशी कार्रवाई के एक लाख दोहराव के बाद भी "थकती नहीं" है!
टेक्सास से अमूर तक
डलास के वैज्ञानिकों की खोज ने दुनिया भर के कई वैज्ञानिकों को प्रेरित किया है। हालांकि, केवल एक रोबोटिस्ट अपने अनुभव को सफलतापूर्वक दोहराने में कामयाब रहा - बेलारूसी स्टेट पेडागोगिकल यूनिवर्सिटी में सूचना प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला के प्रमुख अलेक्जेंडर निकोलाइविच सेमोचिन।
सबसे पहले, आविष्कारक ने अमेरिकी सहयोगियों के आविष्कार के बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन के बारे में विज्ञान में नए लेखों की प्रतीक्षा की। चूंकि ऐसा नहीं हुआ, अमूर वैज्ञानिक ने अपने समान विचारधारा वाले लोगों के साथ अद्भुत अनुभव दोहराने और तांबे के तार और मछली पकड़ने की रेखा से कृत्रिम मांसपेशियों को अपने हाथों से बनाने का फैसला किया। लेकिन, अफसोस, कॉपी व्यवहार्य नहीं थी।
स्कोल्कोवो से प्रेरणा
लगभग छोड़े गए प्रयोगों पर लौटने के लिए अलेक्जेंडर सेमोचिन को एक मौके से मजबूर किया गया था - वैज्ञानिक को स्कोल्कोवो में एक रोबोटिक्स सम्मेलन में मिला, जहां वह न्यूरोबोटिक्स कंपनी के प्रमुख ज़ेलेनोग्राड के एक समान विचारधारा वाले व्यक्ति से मिले। जैसा कि यह निकला, इस कंपनी के इंजीनियर भी मछली पकड़ने की रेखाओं से मांसपेशियों को बनाने में व्यस्त हैं, जो काफी व्यवहार्य हैं।
अपनी मातृभूमि में लौटकर, अलेक्जेंडर निकोलाइविच ने नए जोश के साथ काम करना शुरू कर दिया। डेढ़ महीने में, वह न केवल काम करने योग्य कृत्रिम मांसपेशियों को इकट्ठा करने में सक्षम था, बल्कि उन्हें घुमाने के लिए एक मशीन बनाने में भी सक्षम था, जिससे मछली पकड़ने की रेखा के तार बनते थे।सख्ती से दोहराने योग्य।
घोषणा कृत्रिम मांसलता
पांच सेंटीमीटर की मांसपेशी बनाने के लिए, ए.एन. सेमोचिन को कई मीटर तार और 20 सेमी साधारण मछली पकड़ने की रेखा की आवश्यकता होती है। वैसे, एक 3D-मुद्रित मांसपेशी "उत्पादन" मशीन, 10 मिनट में एक मांसपेशी को मोड़ देती है। फिर संरचना को आधे घंटे के लिए +180 डिग्री सेल्सियस तक गर्म ओवन में रखा जाता है।
आप विद्युत प्रवाह की सहायता से ऐसी मांसपेशी को सक्रिय कर सकते हैं - बस इसके स्रोत को तार से जोड़ दें। नतीजतन, यह गर्म होना शुरू हो जाता है और अपनी गर्मी को मछली पकड़ने की रेखा में स्थानांतरित कर देता है। उत्तरार्द्ध को बढ़ाया या अनुबंधित किया जाता है - यह इस बात पर निर्भर करता है कि उपकरण किस प्रकार की मांसपेशी को घुमाता है।
आविष्कारक की योजनाएं
अलेक्जेंडर सेमोचिन की नई परियोजना बनाई गई मांसपेशियों को उनकी मूल स्थिति में तेजी से लौटने के लिए "सिखाना" है। बिजली के तार के तेजी से ठंडा होने से इसमें मदद मिल सकती है - वैज्ञानिक का सुझाव है कि ऐसी प्रक्रिया पानी के नीचे तेजी से होगी। इस तरह की एक मांसपेशी प्राप्त होने के बाद, बेलारूसी स्टेट पेडागोगिकल यूनिवर्सिटी का एक मानवरूपी रोबोट, इस्केंडरस, इसका पहला मालिक बन जाएगा।
वैज्ञानिक अपने आविष्कार को गुप्त नहीं रखता - वह YouTube पर वीडियो पोस्ट करता है, और मछली पकड़ने की रेखा और तार से मांसपेशियों को मोड़ने वाली मशीन बनाने के लिए विस्तृत निर्देशों के साथ एक लेख लिखने की भी योजना बना रहा है।
समय स्थिर नहीं रहता - जिन कृत्रिम मांसपेशियों के बारे में हमने आपको बताया था, वे पहले से ही एंडो- और. के लिए सर्जरी में उपयोग की जा रही हैंलैप्रोस्कोपिक ऑपरेशन। और प्रयोगशाला "डिज्नी" में उनकी भागीदारी के साथ, उन्होंने एक कामकाजी हाथ इकट्ठा किया।
