රොබෝ විද්යාවේ විශාල දියුණුවක් තුළ, 'මෘදු' මිනිස් මාංශ පේශි සහිත රොබෝවක් ප්රථම වරට සාර්ථකව නිර්මාණය කර ඇත. මෙවැනි මෘදු රොබෝවරු අනාගතයේ දී මානව හිතකාමී රොබෝවරුන් නිර්මාණය කිරීමට ආශිර්වාදයක් විය හැකිය.
රොබෝවරු යනු කාර්මික යෙදුම්වල සාමාන්යයෙන් භාවිතා වන ක්රමලේඛනය කළ හැකි යන්ත්ර වේ, උදාහරණයක් ලෙස ස්වයංක්රීයකරණයේ කොටසක් ලෙස, විශේෂයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම නිසා ඒවා විශාල ශක්තියක් සහ බලයක් අවශ්ය වන පුනරාවර්තන කාර්යයන් සඳහා හොඳ ලෙස නිර්මාණය කර ඇත. රොබෝවරු ඒවායේ ඇති සංවේදක සහ ක්රියාකාරක හරහා භෞතික ලෝකය සමඟ අන්තර් ක්රියා කරන අතර ඒවා සාමාන්ය තනි ක්රියාකාරී යන්ත්රවලට වඩා ප්රයෝජනවත් සහ නම්යශීලී වන පරිදි නැවත ක්රමලේඛනය කළ හැකිය. මෙම රොබෝවරු කාර්යය කිරීමට සැලසුම් කර ඇති ආකාරය අනුව ඔවුන්ගේ චලනයන් අතිශයින් දෘඩ, සමහර විට ජ්වලිත, යන්ත්ර වැනි ඒවා වන අතර ඒවා බර, බර වන අතර විවිධ වේලාවන්හි විචල්ය බලයක් අවශ්ය වන විට ඒවා ප්රයෝජනවත් නොවන බව පැහැදිලිය. ලකුණු. රොබෝවරු ද ඇතැම් විට අනතුරුදායක වන අතර ඔවුන්ගේ වටපිටාවට සංවේදී නොවන බැවින් ඔවුන්ට ආරක්ෂිත ආවරණ අවශ්ය විය හැකිය. රොබෝ විද්යාව ක්ෂේත්රය විවිධ අවශ්යතා සහිත කර්මාන්ත සහ වෛද්ය තාක්ෂණයේ විවිධ ක්ෂේත්රවල රොබෝ යන්ත්ර සැලසුම් කිරීම, ගොඩනැගීම, වැඩසටහන් කිරීම සහ කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීම සඳහා විවිධ විෂයයන් ගවේෂණය කරයි.
ක්රිස්ටෝෆ් කෙප්ලින්ගර් විසින් මෙහෙයවන ලද මෑත කාලීන නිවුන් අධ්යයනයන්හිදී, පර්යේෂකයන් විසින් අපගේ මිනිස් මාංශ පේශිවලට බෙහෙවින් සමාන වන නව මාංශ පේශි පන්තියක් සහිත රොබෝවරු සවි කර ඇති අතර ඒවා අප මෙන් ම ශක්තිය සහ සංවේදිතාව දරයි. කේන්ද්රීය අදහස තවත් ලබා දීමයි"ස්වාභාවික” යන්ත්රයට එනම් රොබෝවරුන්ට චලනයන්. අද සියලුම රොබෝවරුන්ගෙන් සියයට 99.9ක් වානේ හෝ ලෝහවලින් සෑදූ දෘඩ යන්ත්ර වන අතර ජීව විද්යාත්මක ශරීරයක් මෘදු නමුත් ඇදහිය නොහැකි හැකියාවන් ඇත. 'මෘදු' හෝ 'වඩා සැබෑ' මාංශ පේශී ඇති මෙම රොබෝවරු සාමාන්ය සහ සියුම් කාර්යයන් (මිනිස් මාංශ පේශී දෛනිකව ඉටු කරන) ඉටු කිරීමට සුදුසු පරිදි නිර්මාණය කළ හැකිය, උදාහරණයක් ලෙස මෘදු පලතුරක් අහුලා ගැනීම හෝ බිත්තරයක් කූඩයක් තුළ තැබීම. සාම්ප්රදායික රොබෝවරුන් හා සසඳන විට රොබෝවරුන් සවි කර ඇත්තේ 'කෘතිම මාංශ පේශි' ඔවුන්ගේම 'මෘදු' අනුවාදයක් මෙන් වන අතර ආරක්ෂිත වන අතර පසුව ඒවා මිනිසුන්ගේ සමීපයේ ඕනෑම කාර්යයක් පාහේ කිරීමට අභිරුචිකරණය කළ හැකිය, මිනිස් ජීවිතය හා ඒ අවට සම්බන්ධ විය හැකි යෙදුම් කිහිපයක් යෝජනා කරයි. මෘදු රොබෝවරු 'සහයෝගී' රොබෝවරු ලෙස හැඳින්විය හැකිය, මන්ද ඔවුන් විශේෂිත කාර්යයක් මිනිසාට සමාන ආකාරයකින් සිදු කිරීමට අද්විතීය ලෙස නිර්මාණය කර ඇති බැවිනි.
පර්යේෂකයන් මෘදු මාංශ පේශි රොබෝවරුන් නිර්මාණය කිරීමට උත්සාහ කර ඇත. එවැනි රොබෝවක් මෘදු අවශ්ය වනු ඇත පේශි මිනිස් මාංශ පේශී අනුකරණය කිරීමේ තාක්ෂණය සහ එවැනි තාක්ෂණයන් දෙකක් පර්යේෂකයන් විසින් අත්හදා බලා ඇත - වායුමය ක්රියාකාරක සහ පාර විද්යුත් ඉලාස්ටෝමර් ක්රියාකාරක. 'ක්රියාකාරකය' යනු රොබෝව චලනය කරන සැබෑ උපාංගය ලෙස හෝ රොබෝවරයා යම් චලනයක් පෙන්වයි. වායුමය ක්රියාකාරක වලදී, විශේෂිත චලනයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා මෘදු මල්ලක් වායූන් හෝ තරලවලින් පොම්ප කරනු ලැබේ. මෙය සරල සැලසුමක් වන නමුත් පොම්ප ප්රායෝගික නොවන අතර ඒවායේ විශාල ජලාශ ඇතත් තවමත් බලවත්ය. දෙවන තාක්ෂණය - පාර විද්යුත් ඉලාස්ටෝමර් ක්රියාකරුවන් පරිවාරක නම්යශීලී ප්ලාස්ටික් හරහා විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් යෙදීමේ සංකල්පය භාවිතා කර එය විකෘති කිරීමට සහ එමඟින් චලනයක් නිර්මාණය කරයි. මෙම තාක්ෂණයන් දෙක තනිවම සාර්ථක වී නොමැත, මන්ද ප්ලාස්ටික් හරහා විදුලි බෝල්ට් එකක් ගමන් කරන විට, මෙම උපකරණ දරුණු ලෙස අසමත් වන අතර එමඟින් යාන්ත්රික හානිවලට ප්රතිරෝධී නොවේ.
තව "මිනිස් සමාන” මාංශ පේශි සහිත රොබෝවරු
දී වාර්තා කරන ලද ද්විත්ව අධ්යයනවලදී විද්යාව1 සහ විද්යාවන් රොබෝ2, පර්යේෂකයන් ලබා ගත හැකි මෘදු මාංශ පේශි තාක්ෂණයන් දෙකෙහි ධනාත්මක අංශ ලබා ගත් අතර කුඩා බෑග් තුළ ඇති ද්රව චලනය වෙනස් කිරීමට විදුලිය භාවිතා කරන සරල මෘදු මාංශ පේශි වැනි ක්රියාකාරකයක් නිර්මාණය කළහ. මෙම නම්යශීලී බහු අවයවික මල්ලෙහි පරිවාරක ද්රවයක් අඩංගු වේ, උදාහරණයක් ලෙස සුපිරි වෙළඳසැලේ සාමාන්ය තෙල් (එළවළු තෙල් හෝ කැනෝලා තෙල්) හෝ ඒ හා සමාන ඕනෑම ද්රවයක් භාවිතා කළ හැකිය. පසුම්බියේ දෙපැත්ත අතර තබා ඇති හයිඩ්රොජෙල් ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර වෝල්ටීයතාවයක් යෙදූ පසු, පැති එකිනෙක ඇදී ගිය පසු, තෙල් ස්පාස්ම සිදුවී, එහි ඇති ද්රවය මිරිකා බෑගය තුළට ගලා යාමට සලස්වයි. මෙම ආතතිය කෘතිම මාංශ පේශි හැකිලීමක් ඇති කරන අතර විදුලිය විසන්ධි වූ පසු තෙල් නැවත ලිහිල් වේ, එය අනුකරණය කරයි. කෘතිම මාංශ පේශි ලිහිල් කිරීම. ක්රියාකරු මේ ආකාරයට හැඩය වෙනස් කරන අතර, ක්රියාකාරකයට සම්බන්ධ වස්තුව චලනයක් පෙන්වයි. එමනිසා, මෙම 'කෘතිම මාංශ පේශි' සැබෑ අස්ථි මිනිස් මාංශ පේශිවල එකම නිරවද්යතාවයෙන් හා බලයෙන් මිලි තත්පර වලින් ක්ෂණිකව හැකිලී නිදහස් කරයි. මෙම චලනයන් මිනිස් මාංශ පේශි ප්රතික්රියා වල වේගය පවා පරාජය කළ හැක, මන්ද මිනිස් මාංශ පේශි සමගාමීව මොළය සමඟ සන්නිවේදනය කිරීමෙන් ප්රමාදයක් ඇති කරයි. එබැවින්, මෙම සැලසුම හරහා, බහුකාර්යතාව සහ ඉහළ කාර්ය සාධනය ප්රදර්ශනය කරන සෘජු විද්යුත් පාලනයක් සහිත ද්රව පද්ධතියක් සාක්ෂාත් කර ගන්නා ලදී.
පළමු අධ්යයනයේ දී1 in විද්යාව, ක්රියාකාරී යන්ත්ර නිර්මාණය කර ඇත්තේ ඩෝනට් හැඩයෙන් වන අතර රොබෝ ග්රිපර් එකක් හරහා රාස්ප්බෙරි අහුලා අල්ලා ගැනීමට ඔවුන්ට හැකියාව සහ දක්ෂතාවය තිබුණි (සහ පලතුරු පුපුරා නොයනු ඇත!). පරිවාරක ද්රවය හරහා ගමන් කිරීමේදී විදුලි බෝල්ට් එකකින් සිදු විය හැකි හානිය (කලින් නිර්මාණය කර ඇති ක්රියාකාරකවල ප්රධාන ගැටළුවක්) වත්මන් සැලසුමේදීද සැලකිලිමත් වූ අතර ඕනෑම විදුලි හානියක් ස්වයං-සුව කිරීම හෝ ක්ෂණිකව අළුත්වැඩියා කිරීම සිදු කරන ලදී. යලි බෙදා හැරීමේ සරල ක්රියාවලියක් හරහා 'හානි වූ' කොටසට දියර ගලා යාම. මීට පෙර බොහෝ සැලසුම්වල භාවිතා කරන ලද සහ ක්ෂණිකව හානි වූ ඝන පරිවාරක තට්ටුවක් වෙනුවට වඩා ප්රත්යාස්ථ ද්රව ද්රව්යයක් භාවිතා කිරීම මෙයට හේතු විය. මෙම ක්රියාවලියේදී කෘත්රිම මාංශ පේශි හැකිලීමේ චක්ර මිලියනයකට වඩා නොනැසී පැවතුනි. ඩෝනට් හැඩැති මෙම විශේෂිත ක්රියාකරු පහසුවෙන් රාස්ප්බෙරි තෝරා ගැනීමට හැකි විය. ඒ හා සමානව, මෙම ප්රත්යාස්ථ බෑග්වල හැඩය සකස් කිරීමෙන්, පර්යේෂකයන් අද්විතීය චලනයන් සහිත පුළුල් පරාසයක ක්රියාකරුවන් නිර්මාණය කළහ, උදාහරණයක් ලෙස බිඳෙනසුලු බිත්තරයක් පවා නිරවද්යතාවයෙන් හා අවශ්ය බලයෙන් ලබා ගත්හ. මෙම නම්යශීලී මාංශ පේශි "හයිඩ්රොලිකව-විස්තාරණය කරන ලද ස්වයං-සුව කිරීමේ විද්යුත් ස්ථිතික" ක්රියාකාරක හෝ HASEL ක්රියාකාරක ලෙස හැඳින්වේ. දෙවන අධ්යයනයකදී2 ප්රකාශයට පත් විද්යා රොබෝ විද්යාව,එම කණ්ඩායම විසින් තවත් මෘදු මාංශ පේශී මෝස්තර දෙකක් නිර්මාණය කරන ලද අතර ඒවා රේඛීයව හැකිලී, මිනිස් බයිසෙප් එකකට බෙහෙවින් සමාන වන අතර එමඟින් ඔවුන්ගේ බරට වඩා බර වස්තූන් නැවත නැවතත් එසවීමේ හැකියාව ඇත.
A සාමාන්ය මතය වන්නේ රොබෝවරු යන්ත්ර බැවින් ඔවුන් නිසැකවම මිනිසුන්ට වඩා ඉදිරියෙන් සිටිය යුතු බවයි, නමුත්, අපගේ මාංශ පේශි මගින් අපට ලබා දී ඇති විස්මිත හැකියාවන් සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, කෙනෙකුට සරලව කිව හැක්කේ රොබෝවරු සාපේක්ෂව සුදුමැලි වන බවයි. මිනිස් මාංශ පේශි අතිශයින් බලවත් වන අතර අපගේ මොළයට අපගේ මාංශ පේශි කෙරෙහි අසාමාන්ය පාලනයක් ඇත. මිනිස් මාංශ පේශී නිරවද්ය ලෙස සංකීර්ණ කාර්යයන් ඉටු කිරීමට සමත් වීමට හේතුව මෙයයි. බර කාර්යයක් කිරීමේදී අපගේ මාංශ පේශි නැවත නැවතත් හැකිලී ලිහිල් වන අතර, ඇත්ත වශයෙන්ම අප භාවිතා කරන්නේ අපගේ මාංශ පේශිවලින් සියයට 65 ක පමණ හැකියාවක් පමණක් වන අතර මෙම සීමාව ප්රධාන වශයෙන් අපගේ චින්තනය මගින් සකසා ඇති බව කියනු ලැබේ. මිනිසුන්ට සමාන මෘදු මාංශ පේශි ඇති රොබෝවෙකු ගැන අපට සිතාගත හැකි නම්, ශක්තිය හා හැකියාවන් අතිවිශාල වනු ඇත. මෙම අධ්යයනයන් සැබෑ ජීව විද්යාත්මක මාංශ පේශිවල අතිවිශාල හැකියාවන් එක් දිනක් සාක්ෂාත් කර ගත හැකි ක්රියාකාරකයක් සංවර්ධනය කිරීමේ පළමු පියවර ලෙස සැලකේ.
පිරිවැය ඵලදායී 'මෘදු' රොබෝ තාක්ෂණය
කතුවරුන් පවසන්නේ අර්තාපල්-චිප්ස් පොලිමර් බෑග්, තෙල් සහ ඉලෙක්ට්රෝඩ වැනි ද්රව්ය මිල අඩු වන අතර පහසුවෙන් ලබා ගත හැකි අතර පිරිවැය USD 0.9 (හෝ ශත 10) පමණි. මෙය වර්තමාන කාර්මික නිෂ්පාදන ඒකක සඳහා සහ පර්යේෂකයන්ට ඔවුන්ගේ විශේෂඥතාව තවදුරටත් වර්ධනය කර ගැනීමට දිරිගන්වන සුළුය. අඩු වියදම් සහිත ද්රව්ය පරිමාණය කළ හැකි අතර වර්තමාන කර්මාන්ත භාවිතයන් සමඟ අනුකූල වන අතර එවැනි උපාංග කෘතිම උපාංග වැනි යෙදුම් ගණනාවක් සඳහා හෝ මිනිස් සහකාරියක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. රොබෝ තාක්ෂණය යන පදය සෑම විටම ඉහළ පිරිවැයක් සමඟ සමාන වන බැවින් මෙය විශේෂයෙන් සිත්ගන්නා අංගයකි. එවැනි කෘතිම මාංශ පේශි සමඟ සම්බන්ධ වූ අඩුපාඩුවක් වන්නේ එහි ක්රියාකාරිත්වයට අවශ්ය අධික විදුලි ප්රමාණය වන අතර රොබෝවරයා එහි බලය ඕනෑවට වඩා රඳවා ගන්නේ නම් පිළිස්සීමේ අවස්ථා ද ඇත. මෘදු රොබෝවරු ඔවුන්ගේ සාම්ප්රදායික රොබෝ සගයන්ට වඩා සියුම් ය, ඔවුන්ගේ නිර්මාණය වඩාත් අභියෝගාත්මක කරයි, උදාහරණයක් ලෙස සිදුරු කිරීම, බලය නැතිවීම සහ තෙල් කාන්දු වීම වැනි අවස්ථා. දැනටමත් බොහෝ මෘදු රොබෝවරුන් මෙන් මෙම මෘදු රොබෝවරුන්ට යම් ආකාරයක ස්වයං-සුව කිරීමේ අංගයක් අවශ්ය වේ.
කාර්යක්ෂම සහ ශක්තිමත් මෘදු රොබෝවරු මිනිසුන්ට අනුපූරක විය හැකි අතර මිනිසුන් වෙනුවට රොබෝවරු වෙනුවට "සහයෝගී" රොබෝවරු මෙන් ඔවුන් සමඟ වැඩ කළ හැකි බැවින් මිනිස් ජීවිතවලට ඉතා ප්රයෝජනවත් විය හැකිය. එසේම, සාම්ප්රදායික කෘතිම අත් වඩාත් මෘදු, ප්රසන්න සහ සංවේදී විය හැකිය. මෙම අධ්යයනයන් පොරොන්දු වන අතර ඉහළ බල ඉල්ලුමට පිළියම් යෙදිය හැකි නම්, රොබෝවරුන්ගේ අනාගතය ඔවුන්ගේ සැලසුම අනුව සහ ඔවුන් චලනය වන ආකාරය අනුව විප්ලවීය වෙනසක් කිරීමට එයට හැකියාව ඇත.
***
ප්රභවය (ය)
1. Acome et al. 2018. මාංශ පේශි වැනි කාර්ය සාධනයක් සහිත හයිඩ්රොලික් විස්තාරණය කළ ස්වයං-සුව කිරීමේ විද්යුත් ස්ථිතික ක්රියාකාරක. විද්යාව. 359(6371). https://doi.org/10.1126/science.aao6139
2. කෙලරිස් සහ අල්. 2018. Peano-HASEL ක්රියාකාරක: සක්රිය කිරීමේදී රේඛීයව හැකිලෙන මාංශ පේශී අනුකාරක, විද්යුත් හයිඩ්රොලික් පරිවර්තක. විද්යා රොබෝ විද්යාව. 3(14). https://doi.org/10.1126/scirobotics.aar3276
***
