हार्वर्ड शोधकर्ताओं ने वायवीय ऑक्टोपस का निर्माण किया

नेचर जर्नल में अपने काम के बारे में बताते हुए, शोधकर्ताओं ने कहा कि नरम रोबोटिक्स क्रांति ला सकते हैं कि मनुष्य मशीनों के साथ कैसे बातचीत करते हैं। पूरी तरह से आज्ञाकारी रोबोट बनाने के पिछले प्रयासों में बाधाओं का सामना करना पड़ा है। अन्य नरम शरीर वाले रोबोट कठोर बिजली की आपूर्ति करते हैं या बाहरी विद्युत या वायवीय प्रणालियों में रहते हैं।

"सॉफ्ट रोबोटिक्स के क्षेत्र में एक लंबे समय तक दृष्टि रखने वाले रोबोट को पूरी तरह से नरम बनाने वाले रोबोट बनाए गए हैं, लेकिन संघर्ष हमेशा कठोर नरम सिस्टम के साथ बैटरी और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण जैसे कठोर घटकों को बदलने और फिर इसे एक साथ रखने में किया गया है," रॉबर्ट वुड, हार्वर्ड जॉन ए। पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंसेज में एक प्रोफेसर। "इस शोध से पता चलता है कि हम एक सरल, पूरी तरह से नरम रोबोट के प्रमुख घटकों का निर्माण आसानी से कर सकते हैं, जो अधिक जटिल डिजाइनों की नींव रखता है।"

डिवाइस, जो लगभग 7 सेमी के पार मापता है और एक छोटे ऑक्टोपस के आकार का है, विभिन्न कठोरता के सिलिकॉन जैल से बना है। हार्वर्ड का ऑक्टोबोट "वायवीय" आधारित है, जो दबाव में गैस द्वारा संचालित होता है, लेकिन संपीड़ित हवा नहीं। इसके बजाय, ईंधन सेल में 50% हाइड्रोजन-पेरोक्साइड समाधान की एक छोटी मात्रा एक प्लैटिनम उत्प्रेरक के साथ प्रतिक्रिया करती है और तरल को बड़ी मात्रा में गैस में बदल देती है, जो ऑक्टोबोट के बाहों में बहती है और आठ अन्य अंगों के अंदर डिब्बों को फुलाती है। इसके बाद गैस को बाहर निकालने से हथियार अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाते हैं।

ऑक्टोबॉट इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रणों पर भरोसा नहीं करता है। इसके बजाय, शोधकर्ताओं ने एक नरम नियंत्रक और एक बहु-सामग्री के रूप में माइक्रोफ्लुइडिक तर्क का उपयोग किया, एक ढाला, इलास्टोमेरिक रोबोट शरीर के भीतर वायवीय नेटवर्क बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग विधि एम्बेडेड। एक हाइब्रिड असेंबली एप्रोच से टीम को सॉफ्ट लिथोग्राफी, मोल्डिंग और 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करने के लिए एक सॉफ्ट रोबोट के स्वायत्त, अनैतिक संचालन के लिए आवश्यक सामग्री और कार्यात्मक तत्वों की एक श्रृंखला को तेजी से गढ़ना पड़ता है।

नरम नियंत्रक के भीतर चेक वाल्व और स्विच वाल्व की एक प्रणाली में और उसके माध्यम से द्रव प्रवाह को नियंत्रित करता है। केवल कुछ सौ माइक्रोन चौड़े फ्लो चैनल को सॉफ्ट कंट्रोलर में पैटर्न किया जाता है। एक विद्युत सादृश्य के रूप में, वाल्व, ईंधन टैंक, थरथरानवाला, प्रतिक्रिया कक्ष, एक्ट्यूएटर और वेंट ऑरिफिक्स क्रमशः डायोड, आपूर्ति कैपेसिटर, विद्युत ऑसिलेटर, एम्पलीफायरों, कैपेसिटर और पुल-डाउन प्रतिरोधों के समान हैं।

ऑपरेशन शुरू करने के लिए, 0.5 एमएल ईंधन प्रत्येक दो ईंधन जलाशयों में एक सिरिंज पंप के माध्यम से डाला जाता है। ईंधन जलाशयों का विस्तार लगभग 50 kPa के दाब तक होता है, जिससे थरथरानवाला में ईंधन उत्पन्न होता है। थरथरानवाला में चुटकी और चेक वाल्व की एक प्रणाली शामिल है जो वैकल्पिक रूप से प्लेटिनम से लदी प्रतिक्रिया कक्षों में ईंधन देती है, जहां यह तेजी से विघटित होती है। डाउनस्ट्रीम चेक वाल्व परिणामी दबाव वाली गैस को नरम नियंत्रक पर लौटने से रोकते हैं, और यह एक्ट्यूएटर्स में प्रवाहित होता है। गैस का दबाव एक वेंट छिद्र के माध्यम से वायुमंडल में एक्ट्यूएटर्स और निकास को विक्षेपित करता है। बाहर निकलने पर, एक प्रतिक्रिया कक्ष में ईंधन का प्रवाह बंद हो जाता है और दूसरे प्रवाह में प्रवाह शुरू होता है, जो अन्य डाउनस्ट्रीम उत्प्रेरक चैम्बर और एक्चुएटर नेटवर्क में एक समान अनुक्रम की शुरुआत करता है।

असेंबली प्रक्रिया की सादगी और अधिक जटिल डिजाइनों के लिए मार्ग प्रशस्त करती है, रयान ट्रूबी, एक स्नातक छात्र और कागज के सह-लेखक। इसके बाद, हार्वर्ड टीम एक वायवीय ऑक्टोपस डिजाइन करने की उम्मीद करती है जो अपने पर्यावरण के साथ क्रॉल, तैरना और बातचीत कर सकती है। किसी दिन, सॉफ्ट रोबोट का उपयोग सर्जिकल ऑपरेशन के लिए किया जा सकता है या उपकरण या कैमरों को मुश्किल-से-पहुंच स्थानों में निचोड़ने के लिए किया जा सकता है।