उत्तरी कैरोलिना टीम ने "अनंत जंपिंग" सॉफ्ट रोबोट विकसित किया है जो प्रकाश रहने तक चलता रह सकता है

सार:

संयुक्त राज्य अमेरिका में नॉर्थ कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी की एक शोध टीम ने हाल ही में एक नए प्रकार का सॉफ्ट रोबोट विकसित किया है। मानव हस्तक्षेप या पुन: समायोजन की आवश्यकता के बिना इन्फ्रारेड प्रकाश द्वारा प्रकाशित होने पर रोबोट लगातार कूद सकता है। शोधकर्ताओं ने कहा कि यह उपलब्धि सॉफ्ट रोबोट के एक नए स्वायत्त आंदोलन तंत्र को प्रदर्शित करती है और भविष्य के सेल्फ-ड्राइविंग रोबोट के डिजाइन के लिए नए विचार प्रदान करती है।

इस रोबोट का आकार पानी की बूंद जैसा है और अनुसंधान टीम ने इसे "रिंग जम्पर" नाम दिया है। कई रोबोटों के विपरीत, जिन्हें बैटरी, मोटर या जटिल नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता होती है, यह बिजली के लिए पूरी तरह से बाहरी अवरक्त प्रकाश पर निर्भर करता है। एक बार प्रकाशित होने के बाद, रोबोट चक्रीय क्रियाएं करना जारी रख सकता है और आगे बढ़ने, कूदने और यहां तक ​​कि ऊर्ध्वाधर उड़ान जैसे विभिन्न आंदोलन मोड के बीच स्विच कर सकता है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, रोबोट का मुख्य सिद्धांत लोचदार संभावित ऊर्जा को संग्रहीत करने और एक महत्वपूर्ण बिंदु तक पहुंचने पर इसे तुरंत जारी करने के लिए टॉर्सनल विरूपण का उपयोग करना है। चूंकि संरचना में स्वचालित रूप से पुनर्प्राप्त करने की क्षमता होती है, इसलिए प्रत्येक छलांग के बाद रीसेट करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन यह प्रारंभिक स्थिति में वापस आ सकती है और कार्रवाई का अगला दौर शुरू कर सकती है। जब तक इन्फ्रारेड प्रकाश मौजूद रहेगा तब तक पूरी प्रक्रिया दोहराई जा सकती है।

संरचनात्मक रूप से, रोबोट मुख्य रूप से लिक्विड क्रिस्टल इलास्टोमेर सामग्री से बनी एक बूंद के आकार की अंगूठी से बना होता है, जो एक छोर पर एक पतली वी-आकार की एल्यूमीनियम संरचना से जुड़ा होता है। जब अवरक्त प्रकाश सामग्री की सतह से टकराता है, तो लिक्विड क्रिस्टल इलास्टोमेर सिकुड़ जाता है, जिससे पूरी संरचना घूम जाती है।

अतिरिक्त डिज़ाइन के बिना, यह संरचना आमतौर पर बस अपनी जगह पर स्क्रॉल करती रहती है। हालाँकि, सिरों पर स्थापित वी-आकार के एल्यूमीनियम हिस्से इस प्रक्रिया को रोकते हैं, जिससे बेल्ट में लगातार मरोड़ वाली विकृति जमा होती रहती है। जैसे-जैसे मरोड़ वाला भार बढ़ता जाता है, सामग्री में संग्रहीत लोचदार स्थितिज ऊर्जा बड़ी और बड़ी होती जाती है। जब एक निश्चित महत्वपूर्ण बिंदु पर पहुंच जाता है, तो ऊर्जा अचानक जारी होती है, और वी-आकार की संरचना तेजी से नीचे की ओर निकलती है और जमीन से टकराती है, इस प्रकार पूरे रोबोट को हवा में फेंक देती है।

एक छलांग पूरी करने के बाद, रोबोट अपने मूल रूप में वापस आ जाएगा और फिर ऊर्जा भंडारण और रिलीज चक्र फिर से शुरू करेगा, जिससे एक निरंतर स्वायत्त कूद व्यवहार बनेगा।

शोध टीम ने पाया कि वी-आकार की संरचना के कोण को बदलने से रोबोट के चलने के तरीके में महत्वपूर्ण बदलाव आ सकता है। जब सम्मिलित कोण लगभग 120 डिग्री होता है, तो रोबोट मुख्य रूप से रेंगते हुए धीरे-धीरे आगे बढ़ता है; जब सम्मिलित कोण 90 डिग्री तक सिकुड़ जाता है, तो रोबोट आगे की ओर कूद जाता है; और जब शामिल कोण लगभग 50 डिग्री तक कम हो जाता है, तो रोबोट हवा में लगभग लंबवत छलांग लगा सकता है।

शोधकर्ताओं ने कहा कि इसका मतलब यह है कि एक ही रोबोट को ड्राइविंग सिद्धांत को बदले बिना या अतिरिक्त नियंत्रण प्रणाली जोड़े बिना एक सरल ज्यामितीय पैरामीटर को समायोजित करके विभिन्न गति मोड के बीच स्विच किया जा सकता है।

शामिल कोण को समायोजित करने के अलावा, टीम ने यह भी पाया कि रोबोट के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र की स्थिति भी गति प्रदर्शन को प्रभावित करती है। प्रयोगों से पता चलता है कि बूंद के आकार की संरचना के गोल सिरे पर थोड़ी मात्रा में काउंटरवेट जोड़कर, रोबोट लंबी छलांग दूरी और अधिक स्थिर आगे प्रक्षेपवक्र प्राप्त कर सकता है। शोधकर्ताओं ने इस घटना की तुलना एक तैराक के अधिक प्रणोदन प्राप्त करने के लिए आगे की ओर झुकने से की है।

प्रयोग के दौरान, शोध दल ने यह भी देखा कि खेल प्रदर्शन के लिए इन्फ्रारेड प्रकाश की तीव्रता महत्वपूर्ण है। यदि प्रकाश की तीव्रता अपर्याप्त है, तो रोबोट छलांग पूरी करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा जमा नहीं कर सकता है; लेकिन यदि प्रकाश की तीव्रता बहुत अधिक है, तो कूदने की प्रक्रिया अस्थिर हो सकती है और दिशा भी अप्रत्याशित हो सकती है। इसलिए, स्थिर और निरंतर गति प्राप्त करने के लिए प्रकाश की तीव्रता का उचित नियंत्रण एक महत्वपूर्ण शर्त है।

शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि इस तरह के सॉफ्ट रोबोट जो स्व-रीसेट कर सकते हैं, चलते रह सकते हैं और एक सरल संरचना रखते हैं, भविष्य में जटिल पर्यावरण अन्वेषण, संकीर्ण अंतरिक्ष निरीक्षण और नए स्व-संचालित सॉफ्ट रोबोट अनुसंधान के क्षेत्र में उपयोग किए जाने की उम्मीद है। क्योंकि इसके लिए एक जटिल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता नहीं होती है और यह केवल भौतिक गुणों और बाहरी प्रकाश स्रोतों पर निर्भर होकर स्वायत्त आंदोलन को पूरा कर सकता है, यह भविष्य में कम लागत वाले, हल्के रोबोट डिजाइन के लिए एक नई विकास दिशा भी प्रदान करता है।