ரோபோட்டிக்ஸில் ஒரு பெரிய முன்னேற்றத்தில், 'மென்மையான' மனிதனைப் போன்ற தசைகள் கொண்ட ரோபோ முதல் முறையாக வெற்றிகரமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதுபோன்ற மென்மையான ரோபோக்கள் எதிர்காலத்தில் மனித நட்பு ரோபோக்களை வடிவமைக்க வரப்பிரசாதமாக இருக்கும்.
ரோபோக்கள் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப்படும் நிரல்படுத்தக்கூடிய இயந்திரங்களாகும், எடுத்துக்காட்டாக, ஆட்டோமேஷனின் ஒரு பகுதியாக, குறிப்பாக உற்பத்தி, ஏனெனில் அவை அதிக வலிமையும் சக்தியும் தேவைப்படும் மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் பணிகளில் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. ரோபோக்கள் அவைகளில் உள்ள சென்சார்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்கள் மூலம் இயற்பியல் உலகத்துடன் தொடர்புகொள்வதோடு, வழக்கமான ஒற்றை-செயல்பாட்டு இயந்திரங்களைக் காட்டிலும் அவை மிகவும் பயனுள்ளதாகவும் நெகிழ்வாகவும் இருக்கும். இந்த ரோபோக்கள் வேலையைச் செய்ய வடிவமைக்கப்பட்ட விதத்தில் இருந்து, அவற்றின் இயக்கங்கள் மிகவும் கடினமானதாகவும், சில சமயங்களில் பதட்டமாகவும், இயந்திரத்தைப் போலவும் இருக்கும், மேலும் அவை கனமாகவும், திணிக்கக்கூடியதாகவும் இருக்கும், மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட பணிக்கு வெவ்வேறு நேரங்களில் மாறுபட்ட அளவு சக்தி தேவைப்படும்போது அவை பயனுள்ளதாக இருக்காது என்பது தெளிவாகிறது. புள்ளிகள். ரோபோக்கள் சில நேரங்களில் ஆபத்தானவை மற்றும் அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களுக்கு உணர்திறன் இல்லாததால் பாதுகாப்பான உறைகள் தேவைப்படலாம். ரோபாட்டிக்ஸ் துறையானது பல்வேறு துறைகள் மற்றும் மருத்துவ தொழில்நுட்பத்தின் பல்வேறு துறைகளில் பல்வேறு தேவைகளுடன் ரோபோ இயந்திரங்களை வடிவமைக்கவும், உருவாக்கவும், நிரல் செய்யவும் மற்றும் திறமையாக பயன்படுத்தவும் பல்வேறு துறைகளை ஆராய்ந்து வருகிறது.
கிறிஸ்டோஃப் கெப்லிங்கர் தலைமையிலான சமீபத்திய இரட்டை ஆய்வுகளில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் நமது மனித தசைகளுக்கு மிகவும் ஒத்த புதிய வகை தசைகள் கொண்ட ரோபோக்களை பொருத்தியுள்ளனர், மேலும் அவை நம்மைப் போலவே வலிமை மற்றும் உணர்திறனைக் கொண்டுள்ளன. மேலும் வழங்குவதே மைய யோசனை”இயற்கைஇயந்திரத்திற்கு இயக்கங்கள் அதாவது ரோபோக்கள். 99.9 சதவீத ரோபோக்கள் எஃகு அல்லது உலோகத்தால் செய்யப்பட்ட திடமான இயந்திரங்கள், அதேசமயம் உயிரியல் உடல் மென்மையானது ஆனால் நம்பமுடியாத திறன்களைக் கொண்டுள்ளது. 'மென்மையான' அல்லது 'அதிக உண்மையான' தசைகள் கொண்ட இந்த ரோபோக்கள் வழக்கமான மற்றும் நுட்பமான பணிகளைச் செய்வதற்கு ஏற்றவாறு வடிவமைக்கப்படலாம் (மனித தசைகள் தினசரி அடிப்படையில் இவை செய்கின்றன), உதாரணமாக ஒரு மென்மையான பழத்தை எடுப்பது அல்லது கூடைக்குள் முட்டையை வைப்பது போன்றவை. பாரம்பரிய ரோபோக்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ரோபோக்கள் பொருத்தப்பட்டவை 'செயற்கை தசைகள்' தங்களுக்கு ஒரு 'மென்மையான' பதிப்புகளைப் போலவும் பாதுகாப்பாகவும் இருக்கும், மேலும் அவை மனிதர்களின் அருகாமையில் எந்தவொரு பணியையும் செய்ய தனிப்பயனாக்கப்படலாம், இது மனித வாழ்க்கையுடன் தொடர்புடைய மற்றும் அதைச் சுற்றியுள்ள பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளை பரிந்துரைக்கிறது. மென்மையான ரோபோக்களை 'கூட்டு ரோபோக்கள்' என்று குறிப்பிடலாம், ஏனெனில் அவை ஒரு குறிப்பிட்ட பணியை மனிதனைப் போலவே தனித்துவமாக வடிவமைக்கப்படும்.
மென்மையான தசை ரோபோக்களை உருவாக்கும் முயற்சியில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஈடுபட்டுள்ளனர். அத்தகைய ரோபோவுக்கு மென்மையானது தேவைப்படும் தசை மனித தசைகளை ஆள்மாறாட்டம் செய்வதற்கான தொழில்நுட்பம் மற்றும் இதுபோன்ற இரண்டு தொழில்நுட்பங்கள் ஆராய்ச்சியாளர்களால் முயற்சி செய்யப்பட்டுள்ளன - நியூமேடிக் ஆக்சுவேட்டர்கள் மற்றும் மின்கடத்தா எலாஸ்டோமர் ஆக்சுவேட்டர்கள். 'ஆக்சுவேட்டர்' என்பது ரோபோவை நகர்த்தும் அல்லது ரோபோ ஒரு குறிப்பிட்ட இயக்கத்தைக் காட்டும் உண்மையான சாதனம் என வரையறுக்கப்படுகிறது. நியூமேடிக் ஆக்சுவேட்டர்களில், ஒரு குறிப்பிட்ட இயக்கத்தை உருவாக்க ஒரு மென்மையான பை வாயுக்கள் அல்லது திரவங்களால் உந்தப்படுகிறது. இது எளிமையான வடிவமைப்பு, ஆனால் பம்புகள் நடைமுறைக்கு மாறானவை மற்றும் அவை பருமனான நீர்த்தேக்கங்களைக் கொண்டிருந்தாலும் இன்னும் சக்திவாய்ந்தவை. இரண்டாவது தொழில்நுட்பம் - மின்கடத்தா எலாஸ்டோமர் ஆக்சுவேட்டர்கள், ஒரு மின்புலத்தை மின்புலத்தை இன்சுலேடிங் நெகிழ்வான பிளாஸ்டிக்கைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அதை சிதைத்து, இயக்கத்தை உருவாக்கும் கருத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த இரண்டு தொழில்நுட்பங்களும் சொந்தமாக இன்னும் வெற்றிபெறவில்லை, ஏனெனில் மின்சாரம் ஒரு போல்ட் பிளாஸ்டிக் வழியாக செல்லும் போது, இந்த சாதனங்கள் மோசமாக தோல்வியடைகின்றன, இதனால் இயந்திர சேதத்திற்கு எதிர்ப்பு இல்லை.
மேலும் "மனித ஒத்த தசைகள் கொண்ட ரோபோக்கள் போன்றவை
இல் அறிவிக்கப்பட்ட இரட்டை ஆய்வுகளில் அறிவியல்1 மற்றும் அறிவியல் எந்திரியறிவியல்2, ஆராய்ச்சியாளர்கள் கிடைக்கக்கூடிய இரண்டு மென்மையான தசை தொழில்நுட்பங்களின் நேர்மறையான அம்சங்களை எடுத்து, சிறிய பைகளுக்குள் உள்ள திரவங்களின் இயக்கத்தை மாற்றுவதற்கு மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தும் ஒரு எளிய மென்மையான தசை போன்ற ஆக்சுவேட்டரை உருவாக்கினர். இந்த நெகிழ்வான பாலிமர் பைகளில் இன்சுலேடிங் திரவம் உள்ளது, எடுத்துக்காட்டாக சூப்பர் மார்க்கெட்டில் இருந்து ஒரு வழக்கமான எண்ணெய் (காய்கறி எண்ணெய் அல்லது கனோலா எண்ணெய்) அல்லது அதுபோன்ற எந்த திரவத்தையும் பயன்படுத்தலாம். பையின் இருபக்கங்களுக்கிடையில் வைக்கப்பட்டுள்ள ஹைட்ரஜல் மின்முனைகளுக்கு இடையே மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டவுடன், பக்கங்கள் ஒன்றோடொன்று இழுக்கப்பட்டு, எண்ணெய் பிடிப்பு ஏற்பட்டு, அதில் உள்ள திரவத்தை அழுத்தி, பைக்குள் சுற்றி ஓடச் செய்கிறது. இந்த பதற்றம் ஒரு செயற்கை தசை சுருக்கத்தை உருவாக்குகிறது மற்றும் மின்சாரம் துண்டிக்கப்பட்டவுடன், எண்ணெய் மீண்டும் ஓய்வெடுக்கிறது. செயற்கை தசை தளர்வு. ஆக்சுவேட்டர் இந்த முறையில் வடிவத்தை மாற்றுகிறது, மேலும் ஆக்சுவேட்டருடன் இணைக்கப்பட்ட பொருள் ஒரு இயக்கத்தைக் காட்டுகிறது. எனவே, இந்த 'செயற்கை தசை' ஒரே மாதிரியான மற்றும் உண்மையான எலும்புக்கூடு மனித தசைகளின் அதே துல்லியம் மற்றும் சக்தியுடன் மில்லி விநாடிகளில் உடனடியாக சுருங்குகிறது மற்றும் வெளியிடுகிறது. இந்த இயக்கங்கள் மனித தசை எதிர்வினைகளின் வேகத்தை கூட வெல்ல முடியும், ஏனெனில் மனித தசைகள் ஒரே நேரத்தில் மூளையுடன் தொடர்புகொள்வதால் தாமதம் ஏற்படுகிறது. எனவே, இந்த வடிவமைப்பின் மூலம், பல்துறை மற்றும் உயர் செயல்திறனை வெளிப்படுத்தும் நேரடி மின் கட்டுப்பாட்டைக் கொண்ட ஒரு திரவ அமைப்பு அடையப்பட்டது.
முதல் ஆய்வில்1 in அறிவியல், ஆக்சுவேட்டர்கள் ஒரு டோனட்டின் வடிவத்தில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் அவை ராஸ்பெர்ரியை ஒரு ரோபோடிக் கிரிப்பர் மூலம் எடுத்துப் பிடிக்கும் திறனும் திறமையும் கொண்டிருந்தன (மற்றும் பழங்களை வெடிக்கவில்லை!). இன்சுலேடிங் திரவம் (முன்பு வடிவமைக்கப்பட்ட ஆக்சுவேட்டர்களில் ஒரு பெரிய பிரச்சினை) வழியாக செல்லும் போது மின்சாரம் போல்ட் மூலம் ஏற்படக்கூடிய சேதம் தற்போதைய வடிவமைப்பில் கவனிக்கப்பட்டது மற்றும் ஏதேனும் மின் சேதம் தானாகவே குணப்படுத்தப்பட்டது அல்லது புதியது மூலம் உடனடியாக சரிசெய்யப்பட்டது. ஒரு எளிய மறுபகிர்வு செயல்முறை மூலம் 'சேதமடைந்த' பகுதிக்குள் திரவ ஓட்டம். பல முந்தைய வடிவமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்பட்ட ஒரு திடமான இன்சுலேடிங் லேயருக்குப் பதிலாக, அதிக மீள்தன்மை கொண்ட திரவப் பொருளைப் பயன்படுத்துவதே இதற்குக் காரணம், அது உடனடியாக சேதமடைந்தது. இந்த செயல்பாட்டில் செயற்கை தசை ஒரு மில்லியனுக்கும் அதிகமான சுருக்க சுழற்சிகளில் இருந்து தப்பித்தது. இந்த குறிப்பிட்ட ஆக்சுவேட்டர், டோனட் வடிவத்தில் இருப்பதால், ராஸ்பெர்ரியை எளிதாக எடுக்க முடிந்தது. இதேபோல், இந்த மீள் பைகளின் வடிவத்தைத் தையல் செய்வதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் தனித்துவமான அசைவுகளுடன் கூடிய பரந்த அளவிலான ஆக்சுவேட்டர்களை உருவாக்கினர், உதாரணமாக துல்லியமான மற்றும் துல்லியமான தேவையான சக்தியுடன் உடையக்கூடிய முட்டையை எடுக்கலாம். இந்த நெகிழ்வான தசைகள் "ஹைட்ராலிக்-அம்ப்லிஃபைட் செல்ஃப்-ஹீலிங் எலக்ட்ரோஸ்டேடிக்" ஆக்சுவேட்டர்கள் அல்லது HASEL ஆக்சுவேட்டர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இரண்டாவது ஆய்வில்2 வெளியிடப்பட்டது அறிவியல் ரோபாட்டிக்ஸ்,அதே குழு மேலும் இரண்டு மென்மையான தசை வடிவமைப்புகளை உருவாக்கியது, அவை நேர்கோட்டில் சுருங்குகின்றன, இது மனித பைசெப் போன்றது, இதனால் தங்கள் எடையை விட அதிக எடையுள்ள பொருட்களை மீண்டும் மீண்டும் தூக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது.
A பொதுவான கருத்து என்னவென்றால், ரோபோக்கள் இயந்திரங்கள் என்பதால், அவை நிச்சயமாக மனிதர்களை விட விளிம்பில் இருக்க வேண்டும், ஆனால், நம் தசைகளால் நமக்கு அளிக்கப்பட்ட வியக்கத்தக்க திறன்களைப் பொறுத்தவரை, ரோபோக்கள் ஒப்பிடுகையில் வெளிர் என்று சொல்லலாம். மனித தசை மிகவும் சக்தி வாய்ந்தது மற்றும் நமது மூளை நமது தசைகள் மீது அசாதாரணமான கட்டுப்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது. இதனால்தான் மனித தசைகள் சிக்கலான பணிகளை துல்லியமாகச் செய்ய முடியும், எ.கா. எழுதுதல். ஒரு கடினமான பணியைச் செய்யும்போது நமது தசைகள் மீண்டும் மீண்டும் சுருங்கி ஓய்வெடுக்கின்றன, மேலும் நாம் உண்மையில் நமது தசைகளின் 65 சதவீத திறனை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறோம் என்றும் இந்த வரம்பு முக்கியமாக நமது சிந்தனையால் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது என்றும் கூறப்படுகிறது. மனிதனைப் போன்ற மென்மையான தசைகளைக் கொண்ட ஒரு ரோபோவை நம்மால் கற்பனை செய்ய முடிந்தால், வலிமையும் திறன்களும் மிகப்பெரியதாக இருக்கும். இந்த ஆய்வுகள் ஒரு ஆக்சுவேட்டரை உருவாக்குவதற்கான முதல் படியாகக் காணப்படுகின்றன, இது சாத்தியமான ஒரு நாள் உண்மையான உயிரியல் தசைகளின் மகத்தான திறன்களை அடைய முடியும்.
செலவு குறைந்த 'மென்மையான' ரோபாட்டிக்ஸ்
உருளைக்கிழங்கு-சிப்ஸ் பாலிமர் பைகள், எண்ணெய் மற்றும் மின்முனைகள் போன்ற பொருட்கள் மலிவானவை மற்றும் 0.9 அமெரிக்க டாலர்கள் (அல்லது 10 சென்ட்கள்) மட்டுமே செலவாகும் என்று ஆசிரியர்கள் கூறுகிறார்கள். தற்போதைய தொழில்துறை உற்பத்தி அலகுகள் மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் நிபுணத்துவத்தை மேலும் மேம்படுத்துவதற்கு இது ஊக்கமளிக்கிறது. குறைந்த விலையில் உள்ள பொருட்கள் அளவிடக்கூடியவை மற்றும் தற்போதைய தொழில் நடைமுறைகளுடன் இணக்கமாக உள்ளன, மேலும் இதுபோன்ற சாதனங்கள் செயற்கை சாதனங்கள் அல்லது மனித துணை போன்ற பல பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம். ரோபாட்டிக்ஸ் என்ற சொல் எப்போதும் அதிக செலவுகளுடன் சமன் செய்யப்படுவதால், இது மிகவும் சுவாரஸ்யமான அம்சமாகும். அத்தகைய செயற்கை தசையுடன் தொடர்புடைய ஒரு குறைபாடு அதன் செயல்பாட்டிற்கு அதிக அளவு மின்சாரம் தேவைப்படுகிறது, மேலும் ரோபோ அதன் சக்தியை அதிகமாக ஒதுக்கினால் எரியும் வாய்ப்புகளும் உள்ளன. மென்மையான ரோபோக்கள் அவற்றின் பாரம்பரிய ரோபோ சகாக்களை விட மிகவும் மென்மையானவை, அவற்றின் வடிவமைப்பை மிகவும் சவாலானதாக ஆக்குகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, துளையிடுதல், சக்தியை இழப்பது மற்றும் எண்ணெய் சிந்துதல் போன்ற சாத்தியக்கூறுகள். இந்த மென்மையான ரோபோக்களுக்கு நிச்சயமாக ஒருவித சுய-குணப்படுத்தும் அம்சம் தேவை, சில மென்மையான ரோபோக்கள் ஏற்கனவே செய்ததைப் போல.
திறமையான மற்றும் வலுவான மென்மையான ரோபோக்கள் மனித வாழ்வில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் அவை மனிதர்களை நிரப்பி, மனிதர்களை மாற்றும் ரோபோக்களைக் காட்டிலும் "கூட்டு" ரோபோக்களைப் போல அவர்களுடன் வேலை செய்ய முடியும். மேலும், பாரம்பரிய செயற்கை கைகள் மிகவும் மென்மையாகவும், இனிமையாகவும் மற்றும் உணர்திறன் கொண்டதாகவும் இருக்கும். இந்த ஆய்வுகள் நம்பிக்கைக்குரியவை மற்றும் அதிக சக்தி தேவையை சமாளிக்க முடிந்தால், ரோபோக்களின் எதிர்காலத்தை அவற்றின் வடிவமைப்பு மற்றும் அவை எவ்வாறு நகர்த்துகின்றன என்பதில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.
***
{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}
ஆதாரம் (ங்கள்)
1. அகோம் மற்றும் பலர். 2018. தசை போன்ற செயல்திறனுடன் ஹைட்ராலிக் பெருக்கப்பட்ட சுய-குணப்படுத்தும் மின்னியல் இயக்கிகள். விஞ்ஞானம். 359(6371) https://doi.org/10.1126/science.aao6139
2. கெளரிஸ் மற்றும் பலர். 2018. Peano-HASEL ஆக்சுவேட்டர்கள்: தசை-மைமெடிக், எலக்ட்ரோஹைட்ராலிக் டிரான்ஸ்யூசர்கள் செயல்படுத்தும்போது நேர்கோட்டில் சுருங்கும். அறிவியல் ரோபாட்டிக்ஸ். 3(14) https://doi.org/10.1126/scirobotics.aar3276
