రోబోటిక్స్‌లో ఒక పెద్ద పురోగతిలో, 'మృదువైన' మానవ-వంటి కండరాలతో రోబోట్ మొదటిసారిగా విజయవంతంగా రూపొందించబడింది. ఇలాంటి సాఫ్ట్ రోబోలు భవిష్యత్తులో మానవ స్నేహపూర్వక రోబోలను రూపొందించడానికి ఒక వరం కాగలవు.
రోబోట్‌లు ప్రోగ్రామబుల్ మెషీన్‌లు, వీటిని సాధారణంగా పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగిస్తారు, ఉదాహరణకు ఆటోమేషన్‌లో భాగంగా, ముఖ్యంగా తయారీలో అవి చాలా బలం మరియు శక్తి అవసరమయ్యే పునరావృత పనులలో మంచిగా రూపొందించబడ్డాయి. రోబోట్స్ వాటిలోని సెన్సార్‌లు మరియు యాక్యుయేటర్‌ల ద్వారా భౌతిక ప్రపంచంతో సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు అవి సాధారణ సింగిల్-ఫంక్షన్ మెషీన్‌ల కంటే వాటిని మరింత ఉపయోగకరంగా మరియు అనువైనవిగా మార్చడానికి రీప్రొగ్రామబుల్‌గా ఉంటాయి. ఈ రోబోట్‌లు పని చేయడానికి రూపొందించబడిన విధానాన్ని బట్టి వాటి కదలికలు చాలా దృఢంగా, కొన్నిసార్లు కుదుపుగా, యంత్రంలాగా ఉంటాయి మరియు అవి భారీగా ఉంటాయి, గంభీరంగా ఉంటాయి మరియు ఒక నిర్దిష్ట పనికి వేర్వేరు సమయాల్లో వేరియబుల్ మొత్తంలో శక్తి అవసరమైనప్పుడు అవి ఉపయోగపడవు. పాయింట్లు. రోబోలు కూడా కొన్నిసార్లు ప్రమాదకరమైనవి మరియు వాటి పరిసరాలకు సున్నితంగా ఉండవు కాబట్టి వాటికి సురక్షితమైన ఎన్‌క్లోజర్‌లు అవసరం కావచ్చు. రోబోటిక్స్ రంగం వివిధ అవసరాలతో పరిశ్రమ మరియు వైద్య సాంకేతికత యొక్క వివిధ రంగాలలో రోబోటిక్ యంత్రాలను రూపొందించడానికి, నిర్మించడానికి, ప్రోగ్రామ్ చేయడానికి మరియు సమర్ధవంతంగా ఉపయోగించడానికి వివిధ విభాగాలను అన్వేషిస్తోంది.
క్రిస్టోఫ్ కెప్లింగర్ నేతృత్వంలోని ఇటీవలి జంట అధ్యయనాలలో, పరిశోధకులు మన మానవ కండరాలకు సమానమైన కొత్త తరగతి కండరాలతో సరిపోయే రోబోట్‌లను కలిగి ఉన్నారు మరియు అవి మనలాగే బలం మరియు సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు ప్రొజెక్ట్ చేస్తాయి. మరిన్ని అందించాలనేది కేంద్ర ఆలోచన”సహజ” యంత్రానికి కదలికలు అంటే రోబోట్‌లు. ఈ రోజు మొత్తం రోబోట్‌లలో 99.9 శాతం ఉక్కు లేదా లోహంతో తయారు చేయబడిన దృఢమైన యంత్రాలు, అయితే జీవసంబంధమైన శరీరం మృదువైనది కానీ అద్భుతమైన సామర్థ్యాలను కలిగి ఉంటుంది. 'మృదువైన' లేదా 'మరింత నిజమైన' కండరాలు కలిగిన ఈ రోబోట్‌లు సాధారణ మరియు సున్నితమైన పనులను (మానవ కండరాలు రోజూ చేసేవి) చేయడానికి తగిన విధంగా రూపొందించబడతాయి, ఉదాహరణకు కేవలం మృదువైన పండ్లను తీయడం లేదా గుడ్డును బుట్టలో ఉంచడం వంటివి. సాంప్రదాయ రోబోలతో పోలిస్తే, రోబోలు 'తో అమర్చబడి ఉంటాయికృత్రిమ కండరాలు' అనేది 'మృదువైన' సంస్కరణల వలె మరియు సురక్షితమైనదిగా ఉంటుంది మరియు మానవ జీవితంతో మరియు చుట్టుపక్కల అనుబంధించబడిన అనేక అనువర్తనాలను సూచిస్తూ, వ్యక్తులకు సమీపంలో దాదాపు ఏదైనా పనిని నిర్వహించడానికి వాటిని అనుకూలీకరించవచ్చు. సాఫ్ట్ రోబోట్‌లను 'సహకార' రోబోట్‌లుగా సూచించవచ్చు, ఎందుకంటే అవి ఒక నిర్దిష్ట పనిని మానవుని వలె చాలా సారూప్యమైన రీతిలో నిర్వహించడానికి ప్రత్యేకంగా రూపొందించబడతాయి.
పరిశోధకులు మృదువైన కండరాల రోబోట్‌లను రూపొందించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. అటువంటి రోబోట్‌కు మృదువైన అవసరం కండరాల మానవ కండరాలను అనుకరించే సాంకేతికత మరియు అలాంటి రెండు సాంకేతికతలను పరిశోధకులు ప్రయత్నించారు - న్యూమాటిక్ యాక్యుయేటర్లు మరియు డైలెక్ట్రిక్ ఎలాస్టోమర్ యాక్యుయేటర్లు. 'యాక్చుయేటర్' అనేది రోబోట్‌ను కదిలించే వాస్తవ పరికరంగా నిర్వచించబడింది లేదా రోబోట్ నిర్దిష్ట కదలికను చూపుతుంది. న్యూమాటిక్ యాక్యుయేటర్లలో, ఒక నిర్దిష్ట కదలికను సృష్టించడానికి ఒక మృదువైన పర్సు వాయువులు లేదా ద్రవాలతో పంప్ చేయబడుతుంది. పంపులు అసాధ్యమైనవి మరియు అవి భారీ రిజర్వాయర్‌లను కలిగి ఉన్నప్పటికీ ఇది సరళమైన డిజైన్ అయితే ఇప్పటికీ శక్తివంతమైనది. రెండవ సాంకేతికత - విద్యుద్వాహక ఎలాస్టోమర్ యాక్యుయేటర్లు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఇన్సులేటింగ్ ఫ్లెక్సిబుల్ ప్లాస్టిక్‌పై వర్తింపజేసి దానిని వికృతీకరించడానికి మరియు తద్వారా కదలికను సృష్టించే భావనను ఉపయోగిస్తాయి. ఈ రెండు సాంకేతికతలు వాటి స్వంతదానిపై ఇంకా విజయవంతం కాలేదు ఎందుకంటే విద్యుత్ బోల్ట్ ప్లాస్టిక్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ఈ పరికరాలు ఘోరంగా విఫలమవుతాయి మరియు అందువలన యాంత్రిక నష్టానికి నిరోధకత లేదు.
మరింత "మానవ ఇలాంటి కండరాలు ఉన్న రోబోలు
లో నివేదించబడిన జంట అధ్యయనాలలో సైన్స్1 మరియు సైన్స్ రోబోటిక్స్2, పరిశోధకులు అందుబాటులో ఉన్న రెండు మృదువైన కండరాల సాంకేతికతలకు సంబంధించిన సానుకూల అంశాలను తీసుకున్నారు మరియు చిన్న పర్సుల లోపల ద్రవాల కదలికను మార్చడానికి విద్యుత్తును ఉపయోగించే ఒక సాధారణ మృదువైన కండరాల లాంటి యాక్యుయేటర్‌ను రూపొందించారు. ఈ ఫ్లెక్సిబుల్ పాలిమర్ పౌచ్‌లు ఇన్సులేటింగ్ లిక్విడ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఉదాహరణకు సూపర్ మార్కెట్ నుండి వచ్చే సాధారణ నూనె (వెజిటబుల్ ఆయిల్ లేదా కనోలా ఆయిల్) లేదా ఏదైనా సారూప్య ద్రవాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. పర్సు యొక్క రెండు వైపుల మధ్య ఉంచిన హైడ్రోజెల్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య వోల్టేజ్ వర్తించిన తర్వాత, భుజాలు ఒకదానికొకటి లాగబడతాయి, ఆయిల్ స్పామ్ ఏర్పడుతుంది, దానిలోని ద్రవాన్ని పిండడం మరియు పర్సు లోపల ప్రవహించేలా చేస్తుంది. ఈ ఉద్రిక్తత ఒక కృత్రిమ కండరాల సంకోచాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు విద్యుత్తు నిలిపివేయబడిన తర్వాత, చమురు మళ్లీ రిలాక్స్ అవుతుంది, ఒక కృత్రిమ కండరాల సడలింపు. యాక్యుయేటర్ ఈ పద్ధతిలో ఆకారాన్ని మారుస్తుంది మరియు యాక్యుయేటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడిన వస్తువు కదలికను చూపుతుంది. కాబట్టి, ఈ 'కృత్రిమ కండరం' అదే పద్ధతిలో మరియు నిజమైన అస్థిపంజర మానవ కండరాల యొక్క అదే ఖచ్చితత్వం మరియు శక్తితో మిల్లీసెకన్లలో తక్షణమే సంకోచిస్తుంది మరియు విడుదల చేస్తుంది. ఈ కదలికలు మానవ కండర ప్రతిచర్యల వేగాన్ని కూడా అధిగమించగలవు, ఎందుకంటే మానవ కండరాలు మెదడుతో ఏకకాలంలో కమ్యూనికేట్ చేయడం వలన ఆలస్యానికి కారణమవుతుంది, అయితే గుర్తించబడదు. అందువల్ల, ఈ డిజైన్ ద్వారా, పాండిత్యము మరియు అధిక పనితీరును ప్రదర్శించే ప్రత్యక్ష విద్యుత్ నియంత్రణను కలిగి ఉన్న ఒక ద్రవ వ్యవస్థ సాధించబడింది.
మొదటి అధ్యయనంలో1 in సైన్స్, యాక్యుయేటర్లు డోనట్ ఆకారంలో రూపొందించబడ్డాయి మరియు రోబోటిక్ గ్రిప్పర్ ద్వారా కోరిందకాయను తీయగల మరియు పట్టుకునే సామర్థ్యం మరియు సామర్థ్యం కలిగి ఉన్నాయి (మరియు పండు పేలడం లేదు!). ఇన్సులేటింగ్ లిక్విడ్ (గతంలో రూపొందించిన యాక్యుయేటర్‌లతో కూడిన ప్రధాన సమస్య) గుండా వెళుతున్నప్పుడు విద్యుత్ బోల్ట్ ద్వారా సంభవించే నష్టాన్ని కూడా ప్రస్తుత డిజైన్‌లో చూసుకున్నారు మరియు ఏదైనా విద్యుత్ నష్టాన్ని స్వీయ-నయం లేదా తక్షణమే సరిదిద్దబడింది. సాధారణ పునఃపంపిణీ ప్రక్రియ ద్వారా 'దెబ్బతిన్న' భాగంలోకి ద్రవ ప్రవాహం. అనేక మునుపటి డిజైన్లలో ఉపయోగించిన మరియు తక్షణమే దెబ్బతిన్న ఒక ఘన నిరోధక పొర స్థానంలో ద్రవ పదార్థాన్ని ఉపయోగించడం దీనికి కారణమని చెప్పవచ్చు. ఈ ప్రక్రియలో కృత్రిమ కండరం మిలియన్ కంటే ఎక్కువ సంకోచ చక్రాల నుండి బయటపడింది. ఈ ప్రత్యేకమైన యాక్యుయేటర్, డోనట్ ఆకారంలో ఉండటం వల్ల కోరిందకాయను సులభంగా ఎంచుకోవచ్చు. అదేవిధంగా, ఈ సాగే పర్సుల ఆకారాన్ని టైలరింగ్ చేయడం ద్వారా, పరిశోధకులు ప్రత్యేకమైన కదలికలతో విస్తృత శ్రేణి యాక్యుయేటర్‌లను సృష్టించారు, ఉదాహరణకు ఖచ్చితత్వంతో మరియు ఖచ్చితమైన అవసరమైన శక్తితో పెళుసైన గుడ్డును తీయడం కూడా. ఈ ఫ్లెక్సిబుల్ కండరాలు "హైడ్రాలిక్-యాంప్లిఫైడ్ సెల్ఫ్-హీలింగ్ ఎలక్ట్రోస్టాటిక్" యాక్యుయేటర్లు లేదా HASEL యాక్యుయేటర్లుగా పేర్కొనబడ్డాయి. రెండవ అధ్యయనంలో2 ప్రచురించబడింది సైన్స్ రోబోటిక్స్,అదే బృందం మరో రెండు మృదు కండర నమూనాలను రూపొందించింది, ఇవి సరళంగా కుదించబడి, మానవ కండరపుష్టికి సమానంగా ఉంటాయి, తద్వారా వారి స్వంత బరువు కంటే ఎక్కువ బరువున్న వస్తువులను పదే పదే ఎత్తే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
A సాధారణ అభిప్రాయం ఏమిటంటే, రోబోలు యంత్రాలు కాబట్టి అవి ఖచ్చితంగా మానవులపై అంచుని కలిగి ఉండాలి, కానీ, మన కండరాల ద్వారా మనకు అందించిన ఆశ్చర్యపరిచే సామర్థ్యాల విషయానికి వస్తే, రోబోలు పోల్చి చూస్తే లేత అని చెప్పవచ్చు. మానవ కండరం చాలా శక్తివంతమైనది మరియు మన మెదడు మన కండరాలపై అసాధారణమైన నియంత్రణను కలిగి ఉంటుంది. మానవ కండరాలు ఖచ్చితత్వంతో క్లిష్టమైన పనులను చేయగలవు ఉదా. రాయడం. భారీ పనిని చేస్తున్నప్పుడు మన కండరాలు పదేపదే సంకోచించబడతాయి మరియు విశ్రాంతి తీసుకుంటాము మరియు వాస్తవానికి మన కండరాల సామర్థ్యాన్ని 65 శాతం మాత్రమే ఉపయోగిస్తాము మరియు ఈ పరిమితి ప్రధానంగా మన ఆలోచన ద్వారా సెట్ చేయబడుతుంది. మనిషిలా ఉండే మృదు కండరాలు కలిగిన రోబోను మనం ఊహించగలిగితే, దాని బలం మరియు సామర్థ్యాలు అపారమైనవి. ఈ అధ్యయనాలు ఒక యాక్యుయేటర్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి మొదటి దశగా పరిగణించబడతాయి, ఇది ఒక రోజు నిజమైన జీవసంబంధమైన కండరాల యొక్క అపారమైన సామర్థ్యాలను సాధించగలదు.
ఖర్చుతో కూడుకున్న 'సాఫ్ట్' రోబోటిక్స్
బంగాళాదుంప-చిప్స్ పాలిమర్ పౌచ్‌లు, ఆయిల్ మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌లు వంటి పదార్థాలు చవకైనవి మరియు 0.9 USD (లేదా 10 సెంట్లు) ఖర్చుతో సులభంగా లభిస్తాయని రచయితలు చెప్పారు. ఇది ప్రస్తుత పారిశ్రామిక తయారీ యూనిట్లకు మరియు పరిశోధకులకు వారి నైపుణ్యాన్ని మరింతగా పెంచుకోవడానికి ప్రోత్సాహకరంగా ఉంది. తక్కువ-ధరతో ఉండే పదార్థాలు స్కేలబుల్ మరియు ప్రస్తుత పరిశ్రమ పద్ధతులకు అనుకూలంగా ఉంటాయి మరియు అటువంటి పరికరాలను కృత్రిమ పరికరాలు లేదా మానవ సహచరుడు వంటి అనేక అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించవచ్చు. ఇది చాలా ఆసక్తికరమైన అంశం, ఎందుకంటే రోబోటిక్స్ అనే పదం ఎల్లప్పుడూ అధిక ఖర్చులతో సమానంగా ఉంటుంది. అటువంటి కృత్రిమ కండరానికి సంబంధించిన ఒక లోపం ఏమిటంటే, దాని ఆపరేషన్ కోసం అధిక మొత్తంలో విద్యుత్తు అవసరమవుతుంది మరియు రోబోట్ దాని శక్తిని ఎక్కువగా నిల్వ చేస్తే మండే అవకాశాలు కూడా ఉన్నాయి. సాఫ్ట్ రోబోట్‌లు వాటి సాంప్రదాయ రోబోట్ కౌంటర్‌పార్ట్‌ల కంటే చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి, వాటి డిజైన్‌ను మరింత సవాలుగా మారుస్తుంది, ఉదాహరణకు పంక్చర్ చేయడం, శక్తిని కోల్పోవడం మరియు చమురు చిందటం వంటి అవకాశాలు. ఈ మృదువైన రోబోట్‌లకు ఇప్పటికే కొన్ని సాఫ్ట్ రోబోట్‌ల మాదిరిగానే స్వీయ-స్వస్థత అంశం ఖచ్చితంగా అవసరం.
సమర్థవంతమైన మరియు దృఢమైన సాఫ్ట్ రోబోట్‌లు మానవ జీవితాల్లో చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే అవి మానవులను పూర్తి చేయగలవు మరియు మానవులను భర్తీ చేసే రోబోట్‌ల కంటే "సహకార" రోబోట్‌ల వలె వారితో పని చేయగలవు. అలాగే, సాంప్రదాయక కృత్రిమ చేతులు మరింత మృదువుగా, ఆహ్లాదకరంగా మరియు సున్నితంగా ఉంటాయి. ఈ అధ్యయనాలు ఆశాజనకంగా ఉన్నాయి మరియు అధిక శక్తి డిమాండ్‌ను పరిష్కరించగలిగితే, రోబోట్‌ల రూపకల్పన మరియు అవి ఎలా కదులుతున్నాయి అనే పరంగా భవిష్యత్తును విప్లవాత్మకంగా మార్చగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
***
{ఉదహరించబడిన మూలం(ల) జాబితాలో దిగువ ఇవ్వబడిన DOI లింక్‌ను క్లిక్ చేయడం ద్వారా మీరు అసలు పరిశోధనా పత్రాన్ని చదవవచ్చు}
మూల (లు)
1. అకమ్ మరియు ఇతరులు. 2018. కండరాల లాంటి పనితీరుతో హైడ్రాలిక్ యాంప్లిఫైడ్ సెల్ఫ్-హీలింగ్ ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ యాక్యుయేటర్లు. సైన్స్. 359(6371) https://doi.org/10.1126/science.aao6139
2. కెల్లారిస్ మరియు ఇతరులు. 2018. Peano-HASEL యాక్యుయేటర్లు: కండరాల-మిమెటిక్, ఎలక్ట్రోహైడ్రాలిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు యాక్టివేషన్‌పై సరళంగా కుదించబడతాయి. సైన్స్ రోబోటిక్స్. 3(14) https://doi.org/10.1126/scirobotics.aar3276
