ఆల్గీతో నడిచే సాఫ్ట్ రోబో చేయి కాంతితో పట్టుకుంటుంది

జీవ పదార్థంతో కూడిన రోబో కాంతితో కదులుతుంది

Delft University of Technology పరిశోధకులు మారుతున్న కాంతికి స్పందించి వంగే, చిన్న వస్తువులను పట్టుకుని ఎత్తగల సాఫ్ట్ రోబోటిక్ చేతిని అభివృద్ధి చేశారు. ఈ పరికరం రెండు-పొరల hydrogel పట్టీని దాని ఉపరితలంపై పెరిగే microalgaeతో కలుపుతుంది.

యాక్చుయేటర్ సుమారు రెండు సెంటీమీటర్ల పొడవు, ఒక మిల్లీమీటర్ మందం కలిగి ఉంది. అయినప్పటికీ బృందం పెద్ద, తిరిగి మార్చగల వంపులను చూపించింది. కాంతితో నియంత్రించిన పట్టీ రబ్బరు ఉంగరాన్ని ఎత్తి, చిన్న లోహ బంతిని పట్టుకుని మళ్లీ వదిలింది.

Nature Communicationsలో ప్రచురితమైన ఈ పని సాఫ్ట్ రోబోటిక్స్‌కు భిన్నమైన దిశను సూచిస్తుంది. కదలిక కోసం మోటార్లు, కేబుళ్లు, పంపులు లేదా సంప్రదాయ ఎలక్ట్రానిక్స్‌పైనే ఆధారపడకుండా, కాంతికి స్పందించే జీవ సూక్ష్మ ఆల్గీని వ్యవస్థలో భాగంగా ఉపయోగిస్తుంది.

సాఫ్ట్ యాక్చుయేటర్ నిర్మాణం

ప్రాథమిక పరికరం రెండు వేర్వేరు hydrogel పొరలతో తయారైన ఆకుపచ్చ, వంచగల పట్టీ. దాని ఉపరితలంపై microalgae పెరుగుతుంది. కాంతి మారినప్పుడు పట్టీ ముందుకు వెనక్కు వంగుతుంది. ప్రధాన పరిశోధకురాలు Marie-Eve Aubin-Tam, వివిధ కదలికలు, పనులకు అనుగుణంగా దాని ఆకారాన్ని మార్చవచ్చని తెలిపారు.

సాఫ్ట్ రోబో విలువ తరచుగా బలంలో కాకుండా అనుకూలతలో ఉంటుంది. కఠినమైన గ్రిప్పర్ నియంత్రిత కర్మాగారంలో సమర్థవంతంగా ఉండొచ్చు; కానీ సున్నితమైన వస్తువులు, అసమాన ఉపరితలాలు లేదా మృదువైన స్పర్శ అవసరమైన వాతావరణాలకు సాఫ్ట్ నిర్మాణం మరింత అనుకూలం. నీటిలోని వాతావరణాన్ని పరిశోధకులు సంభావ్య వినియోగంగా పేర్కొన్నారు.

ప్రయోగాలు వస్తువు వైపు కదలడం, తాకడం, పట్టుకోవడం, స్థానాన్ని మార్చడం, వదలడం అనే ప్రాథమిక క్రమాన్ని చూపాయి. రబ్బరు ఉంగరం, లోహ బంతి ప్రదర్శనలు వంపు కదలికను వాస్తవ పట్టుగా మార్చవచ్చని సూచిస్తున్నాయి.

కాంతి కొంత యాంత్రిక సంక్లిష్టతను భర్తీ చేస్తుంది

ఈ యాక్చుయేటర్‌లో కాంతి నియంత్రణ ఇన్‌పుట్. వెలుతురును మార్చడం ద్వారా పరిశోధకులు వంగింపును ప్రారంభించి తిరగదీయగలరు. ఆల్గీని కలపడం మాత్రమే కాదు, జీవ ప్రతిస్పందనను ప్రోగ్రామ్ చేయగల భౌతిక కదలికతో అనుసంధానించడం ఈ పని ప్రత్యేకత.

సంప్రదాయ రోబోటిక్ వ్యవస్థలకు సాధారణంగా విద్యుత్ లేదా వాయు శక్తి, దాన్ని కదలికగా మార్చే యాంత్రిక భాగాలు అవసరం. Delft పరికరం ఇంజినీరింగ్ అవసరాలను తొలగించదు; కానీ పర్యావరణ సంకేతానికి స్పందించడంలో పదార్థం యొక్క జీవక్రియ సహాయపడే దిశను సూచిస్తుంది.

చిన్న పరిమాణం, తక్కువ బరువు లేదా నీటిలో పనిచేయడం ముఖ్యమైన అనువర్తనాల్లో ఇది ఉపయోగపడవచ్చు. ప్రస్తుత రోబో ఒక proof of concept మాత్రమే; ప్రదర్శనల్లో చిన్న వస్తువులే ఉన్నాయి. కాబట్టి ఇది పారిశ్రామిక రోబో చేతులకు సిద్ధమైన ప్రత్యామ్నాయం కాదు.

పట్టుకోవడం నుంచి జీవానుకరణ కదలిక వరకు

వస్తువులను పట్టుకోవడాన్ని మించి, అదే కాంతి ఆధారిత వంపును biomimetic వ్యవస్థల్లో ఉపయోగించే అవకాశాన్ని బృందం చూస్తోంది. వెలుతురు మారినప్పుడు ఆకారం మార్చుకునే పదార్థాన్ని దిశ మార్చుకునే, తెరుచుకునే, మూసుకునే లేదా సూర్యుడి మార్గానికి స్పందించే నిర్మాణాల్లో చేర్చవచ్చు.

కాంతికి అనుగుణంగా దిశ లేదా ఆకారం మార్చుకునే blinds, వ్యవసాయ పరికరాలను పరిశోధకులు ప్రస్తావించారు. ఇవి నీటిలో చూపిన పట్టుకు భిన్నమైన భావనలు అయినప్పటికీ, తిరిగి మార్చగల వంపు ఎందుకు విలువైనదో చూపిస్తాయి.

వ్యవసాయంలో, సంప్రదాయ మోటార్ వ్యవస్థలాంటి సంక్లిష్ట యాంత్రిక నిర్మాణం లేకుండా కాంతి ప్రవేశం లేదా దిశను నియంత్రించేందుకు కాంతి-స్పందించే భాగాలు భవిష్యత్తులో ఉపయోగపడవచ్చు. నిర్మిత పరిసరాల్లో అనుకూల నీడనిచ్చే వ్యవస్థ సహజ ఉదాహరణ.

జీవ పదార్థాలు ఎందుకు ముఖ్యమైనవి

ఈ ప్రాజెక్ట్ బయోటెక్నాలజీ, మెటీరియల్స్ సైన్స్, రోబోటిక్స్ కలిసే ప్రాంతంలో ఉంది. చిన్న చేయి వస్తువును ఎత్తేలా చేయడం మాత్రమే కాదు; జీవులను ఇంజినీర్ చేసిన పదార్థాల్లో చేర్చినప్పుడు ఏమి సాధ్యమవుతుందనేదే ప్రధాన ప్రశ్న.

ఒకే ఖచ్చితమైన అనువర్తనంతో బృందం ప్రారంభించలేదని Aubin-Tam చెప్పారు. జీవ పదార్థాల అధ్యయనాన్ని ముందుకు తీసుకెళ్లడం, వాటి అవకాశాలను అన్వేషించడమే లక్ష్యం.

నిష్క్రియ పదార్థాలతో మాత్రమే పునరుత్పత్తి చేయడం కష్టమైన పర్యావరణ స్పందన, మృదువైన లేదా తడి పరిసరాల్లో పనిచేసే సామర్థ్యాన్ని జీవ-పదార్థ వ్యవస్థలు ఇవ్వగలవు. అయితే ప్రయోగశాల ప్రదర్శన నుంచి వాస్తవ వినియోగానికి వెళ్లేందుకు విశ్వసనీయత, నియంత్రణ, మన్నిక, తయారీ, పని పరిస్థితులపై మరింత పరిశోధన అవసరం.

చిన్న ప్రదర్శన, విస్తృత రూపకల్పన పాఠం

ఆల్గీతో నడిచే చేయి పరిమాణంలో చిన్నదే, కానీ ఇది అందించే రూపకల్పన పాఠం ముఖ్యమైనది. కాంతి, hydrogel, microalgaeలను కలిపి తిరిగి మార్చగల కదలిక, ప్రాథమిక పట్టును కలిగిన సాఫ్ట్ యాక్చుయేటర్‌ను రూపొందించవచ్చని ఇది చూపిస్తుంది.

భవిష్యత్తు రోబో జీవ పూతతో కూడిన సంప్రదాయ చేయిలా ఉంటుందని దీని అర్థం కాదు. లోపల ఉన్న జీవ, పదార్థ వ్యవస్థలు రూపం, పనితీరును నిర్ణయించే స్పందనాత్మక నిర్మాణాల విస్తృత కుటుంబానికి ఈ పరిశోధన మార్గనిర్దేశం చేయవచ్చు.

ప్రస్తుతం Delft ప్రదర్శనలు స్పష్టమైన ప్రారంభ ఫలితాన్ని అందిస్తున్నాయి: జీవ పదార్థపు పట్టీ కాంతితో వంగి, చిన్న వస్తువులను ఎత్తి, మళ్లీ వదలగలదు. జీవశాస్త్రం యంత్ర కదలికలో క్రియాశీల భాగంగా మారగలదనే దానికి ఇది ఒక చిన్న ఉదాహరణ.

ఈ కథనం Phys.org నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అసలు కథనాన్ని చదవండి.