રીતુ રામન / પ્રતીકાત્મક તસ્વીર / MIT/ Pexels
ભારતીય મૂળના અમેરિકન એન્જિનિયર રીતુ રામન અને મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજી (એમઆઈટી)ની તેમની ટીમે કૃત્રિમ ટેન્ડન્સ વિકસાવ્યા છે, જે બાયોહાઇબ્રિડ રોબોટ્સની શક્તિ અને ચોકસાઈને નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. આ સંશોધન માસપેશીઓથી ચાલતા રોબોટ્સ માટે નવા દ્વાર ખોલી રહ્યું છે.
‘એડવાન્સ્ડ સાયન્સ’ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા અભ્યાસમાં સંશોધકોએ જણાવ્યું છે કે તેમણે મજબૂત અને લવચીક હાઇડ્રોજેલમાંથી ટેન્ડન જેવા કનેક્ટર્સ બનાવ્યા અને તેને લેબોરેટરીમાં ઉગાડેલી માસપેશીઓ સાથે જોડીને ‘મસલ-ટેન્ડન યુનિટ’ તૈયાર કર્યું.
જ્યારે આ યુનિટને રોબોટિક ગ્રિપર સાથે જોડવામાં આવ્યું ત્યારે રોબોટ તેની આંગળીઓને એકબીજા સાથે ત્રણ ગણી ઝડપે અને ૩૦ ગણી વધુ તાકાતથી દબાવી શક્યો, જે ફક્ત માસપેશીઓનો ઉપયોગ કરતા ડિઝાઇન કરતાં ઘણું સારું હતું.
“અમે કૃત્રિમ ટેન્ડન્સને માસપેશી એક્ટ્યુએટર્સ અને રોબોટિક સ્કેલેટન વચ્ચે બદલી શકાય તેવા કનેક્ટર્સ તરીકે રજૂ કરી રહ્યા છીએ,” એમઆઈટીના મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગના આસિસ્ટન્ટ પ્રોફેસર રીટુ રામને જણાવ્યું હતું.
“આવી મોડ્યુલારિટીથી માઇક્રોસ્કેલ સર્જિકલ ટૂલ્સથી લઈને અડેપ્ટિવ અને સ્વાયત્ત એક્સપ્લોરેટરી મશીનો સુધીની વિવિધ રોબોટિક એપ્લિકેશન્સ ડિઝાઇન કરવી સરળ બનશે,” તેમણે ઉમેર્યું.
બાયોહાઇબ્રિડ રોબોટિક્સ ક્ષેત્રે માસપેશીઓની નરમાશ, તેને કઠોર સ્કેલેટન સાથે મજબૂતાઈથી જોડવામાં મુશ્કેલી તેમજ મર્યાદિત બળ ઉત્પન્ન થવાની સમસ્યા ઘણા સમયથી હતી. પરંપરાગત ડિઝાઇનમાં માસપેશીઓનો મોટો ભાગ ફક્ત ટીસ્યુને રોબોટ સાથે જોડી રાખવામાં વેડફાઈ જતો હતો.
રામનની ટીમે એમઆઈટીમાં વિકસિત મજબૂત, ખેંચાણ સહન કરી શકે તેવા અને ચોંટી શકે તેવા હાઇડ્રોજેલનો ઉપયોગ કર્યો. ગ્રિપરને અસરકારક રીતે હલાવવા માટે ટેન્ડન્સ કેટલા સખત હોવા જોઈએ તેનું મોડેલિંગ કર્યા બાદ પાતળા હાઇડ્રોજેલ કેબલ્સ બનાવીને માસપેશીઓ અને મિકેનિકલ સ્કેલેટન સાથે જોડવામાં આવ્યા.
પરીક્ષણોમાં કૃત્રિમ ટેન્ડન્સએ રોબોટના પાવર-ટુ-વેઇટ રેશિયોને ૧૧ ગણો વધાર્યો અને ૭,૦૦૦ સંકોચન ચક્ર સુધી પર્ફોર્મન્સ જાળવી રાખ્યું. આ કનેક્ટર્સે માસપેશીઓના ફાટવાને પણ અટકાવી, નરમ અને કઠોર સામગ્રી વચ્ચે બળનું વધુ કાર્યક્ષમ સંચાલન કર્યું.
“તમારે ફક્ત નાનકડા એક્ટ્યુએટરની જરૂર છે જે સ્માર્ટ રીતે સ્કેલેટન સાથે જોડાયેલું હોય,” રામને જણાવ્યું.
આ સંશોધનને બાયોહાઇબ્રિડ સિસ્ટમ્સ માટે મહત્વનું પગલું ગણાવવામાં આવ્યું છે જે લેબોરેટરીની નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓની બહાર વિશ્વસનીય રીતે કામ કરી શકે. સ્વિત્ઝર્લૅન્ડની ઇટીએચ ઝ્યુરિખનાં બાયોમેડિકલ એન્જિનિયર સિમોને શુર્લે-ફિંકેએ જણાવ્યું કે આ ડિઝાઇન “બળ સંચાલન, મજબૂતાઈ અને મોડ્યુલારિટીમાં ઘણો સુધારો કરે છે.”
રામનની ટીમ હવે ત્વચા જેવા રક્ષણાત્મક આવરણ જેવા વધારાના ઘટકો વિકસાવી રહી છે જેથી માસપેશીઓથી ચાલતા રોબોટ્સને વાસ્તવિક દુનિયામાં ઉપયોગમાં લાવી શકાય.
આ સંશોધનને અમેરિકાના સંરક્ષણ વિભાગની આર્મી રિસર્ચ ઓફિસ, એમઆઈટી રિસર્ચ સપોર્ટ કમિટી તેમજ નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશનનો ટેકો મળ્યો છે.
ADVERTISEMENT
ADVERTISEMENT
Comments
Start the conversation
Become a member of New India Abroad to start commenting.
Sign Up Now
Already have an account? Login