मानव कंकाल से प्रेरित होकर, दक्षिणी विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में प्रोफेसर वांग होंगकियांग की टीम ने हाल ही में एक नरम ह्यूमनॉइड रोबोट विकसित किया है जो बढ़ सकता है, विकृत हो सकता है और लचीले ढंग से चल सकता है - ग्रोएचआर, जो ह्यूमनॉइड रोबोट के विकास के लिए एक नया लचीला विचार प्रदान करता है।पारंपरिक कठोर रोबोटों से अलग, ग्रोएचआर का मुख्य डिज़ाइन मानव हड्डियों के बायोनिक्स से लिया गया है। हड्डी की वृद्धि, हल्के वजन, उच्च शक्ति और प्रभाव अवशोषण जैसी विशेषताओं ने टीम को वायवीय विस्तार संरचना और बहु-आयामी स्थिरीकरण तंत्र के आधार पर एक नया लचीला तंत्र विकसित करने के लिए प्रेरित किया।
विरूपण को प्राप्त करने के लिए तंत्र एक नरम पीवीसी वायु कक्ष का उपयोग करता है, अक्षीय कठोरता में सुधार के लिए एक गैर-खिंचाव योग्य कपड़े की परत के साथ लपेटा जाता है, और दोनों सिरों पर कठोर कनेक्टर से सुसज्जित होता है। इसका वजन केवल 350 ग्राम है लेकिन यह 315% तक की स्ट्रेच रेट प्राप्त कर सकता है।
इस नवीन संरचना के आधार पर, ग्रोएचआर असाधारण रूपात्मक अनुकूलन क्षमता दिखाता है। इसकी ऊंचाई 0.49 मीटर और 1.36 मीटर के बीच स्वतंत्र रूप से भिन्न हो सकती है, और यह एक संकीर्ण पैकेजिंग बॉक्स से अपनी पूरी ऊंचाई तक स्वतंत्र रूप से "बढ़" भी सकती है। स्थिर विस्तार और संकुचन सुनिश्चित करने के लिए, टीम ने रूप बदलते समय संतुलन बनाए रखने के लिए एक अद्वितीय सिंक्रनाइज़ केबल संयम तंत्र और रैखिक गाइड छड़ें बनाईं।
मुद्रास्फीति और अपस्फीति प्रक्रिया के दौरान स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने रचनात्मक रूप से एक सिंक्रोनाइज़ेशन केबल संयम तंत्र भी डिजाइन किया है - यह सुनिश्चित करने के लिए कि दोनों छोर हमेशा समानांतर हों, चार समान लंबाई वाली केबल का उपयोग किया जाता है।रैखिक गाइड छड़ों को जोड़ने से झुकने के प्रतिरोध में और वृद्धि होती है, जिससे रोबोट को खड़े होने पर ऊंचाई को सुरक्षित रूप से बदलने की अनुमति मिलती है।
उपरोक्त डिज़ाइन के आधार पर, ग्रोएचआर मल्टी-मोडल मूवमेंट क्षमताओं को प्रदर्शित करता है जो पारंपरिक ह्यूमनॉइड रोबोट के पास नहीं है, जो अधिक एप्लिकेशन परिदृश्यों की कल्पना को खोलता है।
पहला अत्यंत मजबूत रूपात्मक अनुकूलनशीलता है। यह छोटे छिद्रों के माध्यम से विकृत हो सकता है जो इसकी मूल ऊंचाई का केवल 36% है, और इसके पेट को सिकोड़कर इसकी मूल चौड़ाई का केवल 61% स्लिट के माध्यम से निचोड़ सकता है, जिससे जटिल इलाके में इसकी पहुंच में काफी सुधार होता है।
यह आकार बदलने की क्षमता एक अद्वितीय क्रॉलिंग मोड को भी अनलॉक करती है। ग्रोएबल कनेक्शन संरचना और सर्वो मोटर के सहयोगात्मक कार्य के माध्यम से, ग्रोएचआर एक केंचुए की तरह रेंग सकता है, और केवल मोटर या सॉफ्ट एक्चुएटर का उपयोग करने की तुलना में रेंगने की गति 1122 गुना अधिक है, जिससे यह बेहद छोटी गुफाओं में प्रवेश कर सकता है।
ज़मीन तक ही सीमित नहीं, इसकी क्षमताएँ पानी तक भी फैली हुई हैं।चूंकि घनत्व पानी का केवल 5.8% है, इसलिए यह न केवल पानी में तैर सकता है, बल्कि अपने वजन का 16 गुना भी सहन कर सकता है। फ़्लिपर्स और मास ब्लॉक्स की मदद से, यह "पानी पर तैरने" का हल्का काम भी हासिल कर सकता है और इसका उपयोग जल बचाव, पानी की सतह की सफाई और अन्य कार्यों के लिए किया जा सकता है।
चूंकि इसका वजन केवल 4.5 किलोग्राम है, इसलिए ग्रोएचआर को डक्टेड पंखे या ड्रोन की मदद से हवाई मार्ग से ले जाया जा सकता है। प्रयोग में सबसे लंबी उड़ान दूरी 5.5 किलोमीटर तक पहुंच गई, जो दूरदराज के इलाकों में खोज और बचाव अभियान चलाने की इसकी महान क्षमता को प्रदर्शित करती है।
एक रोबोट के लिए जो घर में प्रवेश कर सकता है और दिन-रात लोगों के साथ रह सकता है, सुरक्षा हमेशा पहली प्राथमिकता होती है। ग्रोएचआर के डिज़ाइन में शुरुआत से ही इसके डीएनए में "आंतरिक सुरक्षा" अंकित है।
यद्यपि यह 1.36 मीटर लंबा है, ग्रोएचआर का वजन केवल 4.5 किलोग्राम है, जो समान आकार के पारंपरिक कठोर रोबोटों के वजन का 20% से भी कम है। इस अल्ट्रा-लाइट डिज़ाइन का मतलब है कि अगर टक्कर भी होती है, तो प्रभाव बल पारंपरिक रोबोट की तुलना में बहुत कम होता है।
प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि जब ग्रोएचआर जमीन पर गिरता है तो उसका प्रभाव बल उसी वजन के कठोर रोबोट का केवल 1/1.7 होता है।
GrowHR को सुरक्षा को मूल रूप से ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया गया है। इसका अल्ट्रा-लाइट वजन (समान आकार के कठोर रोबोट का 20% से कम) का मतलब है कि टक्कर की स्थिति में भी, प्रभाव बल पारंपरिक रोबोट की तुलना में बहुत कम है।परीक्षणों से पता चला है कि जमीन पर गिरने पर इसका प्रभाव बल समान वजन के कठोर रोबोट का केवल 1/1.7 है। यह बच्चों को सुरक्षित रूप से गले लगा सकता है, भले ही यह गलती से गिर भी जाए, इंसानों और मशीनों दोनों के लिए बेहद कम जोखिम के साथ, और इसका वजन बच्चों को इसे आसानी से हिलाने की भी अनुमति देता है, जो भविष्य के होम सर्विस रोबोट के लिए एक महत्वपूर्ण सुरक्षा आधार प्रदान करता है।
इसके अलावा, इसकी लचीली संरचना अद्वितीय गतिशील प्रदर्शन भी लाती है। उदाहरण के लिए, पैर तनावग्रस्त होने पर लोचदार ऊर्जा को संग्रहीत और मुक्त कर सकते हैं, गेंद को किक करने जैसी संवेदनशील क्रियाओं को पूरा कर सकते हैं जिन्हें कठोर रोबोट के साथ हासिल करना मुश्किल होता है।
शोध टीम ने कहा कि भविष्य में, स्वतंत्रता की डिग्री बढ़ाकर, अधिक शक्तिशाली एक्चुएटर्स का उपयोग करके और उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम के संयोजन से, ऐसे रोबोटों की स्वायत्तता और गतिशील प्रदर्शन में और सुधार होने की उम्मीद है।
स्वायत्त विरूपण, बहु-पर्यावरण अनुकूलन से लेकर आंतरिक सुरक्षा तक, ग्रोएचआर फिल्म "बिग बक" में स्वास्थ्य सहायक "बेमैक्स" को वास्तविकता में लाता है, और इससे भी आगे जाता है - यह न केवल सुरक्षित रूप से गले लगाना जानता है, बल्कि उड़ान, तैराकी, पानी में बहना और "हड्डियों को सिकोड़ना" जैसे विभिन्न कौशलों में भी महारत हासिल करता है। ऐसे अन्वेषणों से रोबोट का भविष्य धीरे-धीरे स्पष्ट होता जा रहा है जो अधिक लचीला, सुरक्षित और मानव पर्यावरण के साथ गहराई से एकीकृत हो सकता है।
