संयुक्त राज्य अमेरिका में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) की एक शोध टीम ने समुद्री पक्षियों से प्रेरित एक नया माइक्रोरोबोट सफलतापूर्वक विकसित किया है। रोबोट पंखों के एक ही सेट का उपयोग करके हवा में उड़ने और पानी के नीचे गोता लगाने में सक्षम है, और दो वातावरणों के बीच स्विच करते समय किसी अतिरिक्त यांत्रिक हार्डवेयर पर भरोसा करने की आवश्यकता नहीं होती है। यह पानी के अंदर से हवा में क्रॉस-मीडिया जंप एक सेकंड से भी कम समय में पूरा कर सकता है।
शोध के नतीजे साइंस जर्नल में प्रकाशित हुए और एमआईटी मैकेनिकल इंजीनियर राफेल ज़फ़री की प्रयोगशाला से आए। प्रकृति में, पफिन्स जैसे गोताखोर समुद्री पक्षी पूरी तरह से उड़ान और तैराकी को संतुलित कर सकते हैं, भले ही वे हवा और पानी का सामना करते हों, दो पूरी तरह से अलग भौतिक गुणों वाले मीडिया हैं। ज़ुफ़ायर ने कहा कि इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, एक ऐसा विंग डिज़ाइन करना जो हवा और पानी दोनों में कुशलतापूर्वक काम कर सके, अतीत में अकल्पनीय लगता था।
इस नवोन्मेषी उभयचर रोबोट का वजन केवल आधा पाउंड (लगभग 0.23 किलोग्राम) है और इसके पंखों का फैलाव लगभग तीन फीट (लगभग 0.9 मीटर) है। अनावश्यक यांत्रिक जटिलता को जोड़ने से बचने के लिए, आर एंड डी टीम ने डिजाइन में बड़े घटाव किए। सबसे पहले, रोबोट अपने पैरों को पूरी तरह से छोड़ देता है। प्रकृति में समुद्री पक्षी अक्सर उड़ान भरने में सहायता के लिए पानी में धकेलने के लिए अपने पैरों पर भरोसा करते हैं, लेकिन रोबोट के लिए, पैर जोड़ने का मतलब अधिक जटिल यांत्रिक चुनौतियाँ हैं। इसलिए टीम ने रोबोट को पानी से बाहर निकालने के लिए पंखों द्वारा उत्पन्न बिजली का सीधे उपयोग करने का निर्णय लिया।
दूसरे, यह पंखों के डिज़ाइन में भी असली समुद्री पक्षियों से भिन्न होता है। कई गोताखोर पक्षी गोता लगाते समय अपने पंख मोड़ लेते हैं। अधिक जोड़ों और मोटरों को शामिल करने से बचने के लिए, शोधकर्ताओं ने पंखों को अधिक लचीला बनाकर इस समस्या को हल करने की ओर रुख किया। रोबोट के पंख पारभासी नायलॉन कपड़े से बने होते हैं और कार्बन फाइबर स्ट्रट्स से मजबूत होते हैं। सामग्रियों का यह संयोजन पंखों को हवा और पानी के प्रवाह दोनों के प्रतिरोध के अनुकूल होने के लिए पर्याप्त कठोरता देता है। हवा में उड़ते समय इसके पंख लगातार प्रति सेकंड पांच से छह बार फड़फड़ा सकते हैं; पानी से बाहर निकलने के लिए, पर्याप्त जल-तोड़ने की शक्ति उत्पन्न करने के लिए रोबोट तुरंत फड़फड़ाहट की आवृत्ति को लगभग दस गुना प्रति सेकंड तक बढ़ा देगा।
पंखों के अलावा रोबोट की शारीरिक संरचना भी अनोखी है। इसकी केंद्रीय संरचना एक खुले डिज़ाइन को अपनाती है, जिसमें आंतरिक घटक सीधे उजागर होते हैं। अनुसंधान टीम ने पूरे सिस्टम को सील नहीं किया, बल्कि प्रत्येक घटक पर अलग-अलग वॉटरप्रूफिंग उपचार किया। ज़फ़ायर ने बताया कि यह डिज़ाइन पानी को पूरे सिस्टम में भरने की अनुमति देता है, जो न केवल रोबोट को उड़ने के लिए पर्याप्त प्रकाश रखता है, बल्कि पानी के नीचे तटस्थ उछाल भी बनाए रखता है ताकि वह पानी में आँख बंद करके न बहे या डूबे नहीं।
जिनेवा झील में क्षेत्र परीक्षण के दौरान रोबोट ने प्रभावशाली प्रदर्शन किया। वीडियो रिकॉर्ड से पता चलता है कि पानी की सतह पर केवल एक हल्की लहर थी, और रोबोट एक सेकंड से भी कम समय में पानी से बाहर निकला और सीधे हवा में उड़ गया।
पोर्टलैंड विश्वविद्यालय के पशु आंदोलन जीवविज्ञानी ग्लेना क्लिफ्टन, जो परियोजना में शामिल नहीं थे, ने परिणामों की प्रशंसा की। क्लिफ्टन का मानना है कि यह रोबोट न केवल एक उत्कृष्ट इंजीनियरिंग उपलब्धि है, बल्कि एक मूल्यवान वैज्ञानिक अनुसंधान उपकरण भी है। यह पूरी तरह से बताता है कि कैसे जीवविज्ञान रोबोटिक्स को प्रेरित करता है, और बदले में रोबोटिक्स मनुष्यों को जैविक आंदोलन के तंत्र को समझने में मदद करता है।
भविष्य की अनुप्रयोग संभावनाओं के बारे में अनुसंधान टीम ने कहा कि इस तकनीक में वास्तविक परिदृश्यों में काफी संभावनाएं हैं। एक रोबोट जो दूर के समुद्रों में उड़ सकता है, ज़मीन पर जा सकता है और डेटा एकत्र करने के लिए पानी में गोता लगा सकता है, तटीय वातावरण की निगरानी के लिए बेहद उपयोगी होगा, जैसे कि शैवाल के खिलने पर नज़र रखना, समुद्री जीवन का अवलोकन करना या समुद्र तट के विकास का अध्ययन करना।
वर्तमान में, रोबोट से एक बार चार्ज करने पर लगभग चार मील (लगभग 6.4 किलोमीटर) उड़ने, या पानी के भीतर एक मील (लगभग 1.6 किलोमीटर) से अधिक तैरने की उम्मीद की जाती है। क्लिफ्टन ने बताया कि दो चरम वातावरणों को ध्यान में रखते हुए और दोनों के बीच स्वतंत्र रूप से स्विच करते हुए इस तरह के उत्कृष्ट प्रदर्शन को बनाए रखने में सक्षम होना निस्संदेह समुद्र और वायु क्रॉस-मीडिया रोबोट के क्षेत्र में एक ऐतिहासिक कदम है।
यह परियोजना लगभग दो वर्षों में विकसित की गई थी। बताया गया है कि टीम फिलहाल अपग्रेड और सुधार पर काम कर रही है। भविष्य के संस्करणों में डेटा संग्रह के लिए अधिक पेशेवर सेंसर से लैस होने और इसके गति एल्गोरिदम को और अधिक अनुकूलित करने की उम्मीद है।