রোবোটিক্সের একটি বড় অগ্রগতিতে, প্রথমবারের মতো 'নরম' মানুষের মতো পেশীযুক্ত রোবট সফলভাবে ডিজাইন করা হয়েছে। এই ধরনের নরম রোবট ভবিষ্যতে মানববান্ধব রোবট ডিজাইনের জন্য একটি বর হতে পারে।
রোবটগুলি হল প্রোগ্রামেবল মেশিন যা নিয়মিতভাবে শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ অটোমেশনের অংশ হিসাবে, বিশেষত উত্পাদন কারণ এগুলি পুনরাবৃত্তিমূলক কাজগুলিতে ভাল হওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যার জন্য প্রচুর শক্তি এবং শক্তি প্রয়োজন। রোবট সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটরগুলির মাধ্যমে ভৌত জগতের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে এবং সেগুলিকে রুটিন একক-ফাংশন মেশিনের তুলনায় আরও দরকারী এবং নমনীয় করে তোলে। এই রোবটগুলি যেভাবে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে তা থেকে স্পষ্ট যে তাদের গতি অত্যন্ত অনমনীয়, কখনও কখনও ঝাঁকুনিপূর্ণ, মেশিনের মতো এবং তারা ভারী, আরোপিত এবং যখন একটি নির্দিষ্ট কাজের জন্য বিভিন্ন সময়ে পরিবর্তনশীল পরিমাণে শক্তির প্রয়োজন হয় তখন তারা কার্যকর হয় না। পয়েন্ট রোবটগুলিও কখনও কখনও বিপজ্জনক এবং নিরাপদ ঘেরের প্রয়োজন হতে পারে কারণ তারা তাদের আশেপাশের প্রতি সংবেদনশীল নয়। রোবোটিক্সের ক্ষেত্রটি বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তার সাথে শিল্প এবং চিকিৎসা প্রযুক্তির বিভিন্ন ক্ষেত্রে রোবটিক মেশিন ডিজাইন, নির্মাণ, প্রোগ্রাম এবং দক্ষতার সাথে ব্যবহার করার জন্য বিভিন্ন শৃঙ্খলা অন্বেষণ করছে।
ক্রিস্টোফ কেপলিংগারের নেতৃত্বে সাম্প্রতিক যুগল গবেষণায়, গবেষকরা একটি নতুন শ্রেণীর পেশীর সাথে ফিট রোবট তৈরি করেছেন যা আমাদের মানুষের পেশীগুলির সাথে খুব মিল এবং তারা আমাদের মতোই শক্তি এবং সংবেদনশীলতা ধারণ করে এবং প্রজেক্ট করে। কেন্দ্রীয় ধারণা আরো প্রদান করা হয় "প্রাকৃতিকযন্ত্রের নড়াচড়া অর্থাৎ রোবট। বর্তমানে সমস্ত রোবটের 99.9 শতাংশ ইস্পাত বা ধাতু দিয়ে তৈরি কঠোর মেশিন, যেখানে একটি জৈবিক শরীর নরম তবে অবিশ্বাস্য ক্ষমতা রয়েছে। 'নরম' বা 'আরও বাস্তব' পেশী সহ এই রোবটগুলিকে রুটিন এবং সূক্ষ্ম কাজগুলি (যা মানুষের পেশী প্রতিদিনের ভিত্তিতে সম্পাদন করে) করার জন্য উপযুক্তভাবে ডিজাইন করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ কেবল একটি নরম ফল তোলা বা একটি ঝুড়ির মধ্যে একটি ডিম রাখা। ঐতিহ্যবাহী রোবটের তুলনায় রোবট লাগানো 'কৃত্রিম পেশী' নিজেদের এবং নিরাপদের একটি 'নরম' সংস্করণের মতো হবে এবং সেগুলি মানুষের সান্নিধ্যে প্রায় যে কোনও কাজ সম্পাদন করার জন্য কাস্টমাইজ করা যেতে পারে, যা মানব জীবনের সাথে এবং তার আশেপাশে যুক্ত বেশ কয়েকটি সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনের পরামর্শ দেয়। নরম রোবটগুলিকে 'সহযোগী' রোবট হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে, কারণ তারা একটি বিশেষ কাজকে মানুষের মতো একইভাবে সম্পন্ন করার জন্য অনন্যভাবে ডিজাইন করা হবে।
গবেষকরা নরম পেশী রোবট তৈরি করার চেষ্টা করছেন। যেমন একটি রোবট একটি নরম প্রয়োজন হবে পেশী মানুষের পেশীর ছদ্মবেশী করার প্রযুক্তি এবং এই ধরনের দুটি প্রযুক্তি গবেষকরা চেষ্টা করেছেন - বায়ুসংক্রান্ত অ্যাকুয়েটর এবং ডাইলেকট্রিক ইলাস্টোমার অ্যাকুয়েটর। 'অ্যাকচুয়েটর' কে প্রকৃত যন্ত্র হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যা রোবটকে নড়াচড়া করে, বা রোবট একটি নির্দিষ্ট আন্দোলন দেখায়। বায়ুসংক্রান্ত অ্যাকুয়েটরগুলিতে, একটি নরম থলিকে গ্যাস বা তরল দিয়ে পাম্প করা হয় একটি নির্দিষ্ট আন্দোলন তৈরি করতে। এটি সাধারণ নকশা কিন্তু এখনও শক্তিশালী যদিও পাম্পগুলি অব্যবহার্য এবং তাদের বিশাল জলাধার রয়েছে। দ্বিতীয় প্রযুক্তি - ডাইইলেকট্রিক ইলাস্টোমার অ্যাকচুয়েটররা এটিকে বিকৃত করার জন্য একটি অন্তরক নমনীয় প্লাস্টিক জুড়ে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করার ধারণা ব্যবহার করে এবং এইভাবে একটি আন্দোলন তৈরি করে। এই দুটি প্রযুক্তি তাদের নিজস্বভাবে এখনও সফল হয়নি কারণ যখন বিদ্যুতের একটি বোল্ট প্লাস্টিকের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এই ডিভাইসগুলি খারাপভাবে ব্যর্থ হয় এবং এইভাবে যান্ত্রিক ক্ষতি প্রতিরোধী হয় না।
আরো "মানবীয় অনুরূপ পেশী সহ রোবট
টুইন গবেষণায় রিপোর্ট বিজ্ঞান1 এবং বিজ্ঞান রোবোটিক্স2, গবেষকরা দুটি উপলব্ধ নরম পেশী প্রযুক্তির ইতিবাচক দিকগুলি নিয়েছিলেন এবং একটি সাধারণ নরম পেশী-সদৃশ অ্যাকচুয়েটর তৈরি করেছেন যা ছোট পাউচের ভিতরে তরলগুলির গতিবিধি পরিবর্তন করতে বিদ্যুৎ ব্যবহার করে। এই নমনীয় পলিমার পাউচগুলিতে একটি অন্তরক তরল থাকে, উদাহরণস্বরূপ সুপারমার্কেট থেকে একটি নিয়মিত তেল (উদ্ভিজ্জ তেল বা ক্যানোলা তেল) বা অনুরূপ তরল ব্যবহার করা যেতে পারে। একবার থলির দুই পাশের মধ্যে থাকা হাইড্রোজেল ইলেক্ট্রোডগুলির মধ্যে ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে, পাশগুলি একে অপরের দিকে টানা হয়, তেলের খিঁচুনি হয়, এতে তরলটি চেপে যায় এবং এটি থলির ভিতরে প্রবাহিত হয়। এই উত্তেজনা একটি কৃত্রিম পেশী সংকোচনের সৃষ্টি করে এবং একবার বিদ্যুৎ কেটে গেলে, তেল আবার শিথিল হয়, অনুকরণ করে কৃত্রিম পেশী শিথিলকরণ। অ্যাকচুয়েটর এই পদ্ধতিতে আকৃতি পরিবর্তন করে এবং অ্যাকুয়েটরের সাথে সংযুক্ত বস্তুটি একটি নড়াচড়া দেখায়। অতএব, এই 'কৃত্রিম পেশী' বাস্তব কঙ্কালের মানুষের পেশীগুলির সাথে একই পদ্ধতিতে এবং একই সূক্ষ্মতা এবং বল সহ মিলিসেকেন্ডে অবিলম্বে সংকোচন করে এবং মুক্তি দেয় (ফ্লেক্স)। এই নড়াচড়াগুলি এমনকি মানুষের পেশী বিক্রিয়ার গতিকেও হারাতে পারে কারণ মানুষের পেশী একই সাথে মস্তিষ্কের সাথে যোগাযোগ করে যার ফলে বিলম্ব হয়, যদিও অলক্ষিত হয়। অতএব, এই নকশার মাধ্যমে, একটি তরল ব্যবস্থা অর্জন করা হয়েছিল যার প্রত্যক্ষ বৈদ্যুতিক নিয়ন্ত্রণ বহুমুখিতা এবং উচ্চ কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে।
প্রথম গবেষণায়1 in বিজ্ঞান, অ্যাকচুয়েটরগুলি একটি ডোনাটের আকারে ডিজাইন করা হয়েছিল এবং তাদের একটি রোবোটিক গ্রিপারের মাধ্যমে একটি রাস্পবেরি তোলা এবং ধরে রাখার ক্ষমতা এবং দক্ষতা ছিল (এবং ফলের বিস্ফোরণ নয়!) ইনসুলেটিং লিকুইডের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় বিদ্যুতের বোল্টের দ্বারা সম্ভাব্য ক্ষতি (আগে ডিজাইন করা অ্যাকচুয়েটরগুলির সাথে একটি বড় সমস্যা) হয়েছিল তাও বর্তমান নকশায় যত্ন নেওয়া হয়েছিল এবং যে কোনও বৈদ্যুতিক ক্ষতি তাত্ক্ষণিকভাবে স্ব-নিরাময় করা হয়েছিল বা নতুন করে মেরামত করা হয়েছিল। পুনর্বণ্টনের একটি সহজ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে 'ক্ষতিগ্রস্ত' অংশে তরল প্রবাহ। এটি তরল উপাদান ব্যবহার করার জন্য দায়ী করা হয়েছিল, যা আগের অনেক ডিজাইনে ব্যবহৃত একটি কঠিন অন্তরক স্তরের পরিবর্তে আরও স্থিতিস্থাপক এবং যা তাত্ক্ষণিকভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছিল। এই প্রক্রিয়ায় কৃত্রিম পেশী এক মিলিয়নেরও বেশি সংকোচন চক্রে বেঁচে ছিল। এই বিশেষ অ্যাকুয়েটর, ডোনাট আকৃতির হওয়ায় সহজেই একটি রাস্পবেরি বাছাই করতে সক্ষম হয়েছিল। একইভাবে, এই স্থিতিস্থাপক পাউচগুলির আকৃতিকে সাজিয়ে, গবেষকরা অনন্য নড়াচড়া সহ বিস্তৃত অ্যাকচুয়েটর তৈরি করেছেন, উদাহরণ এমনকি নির্ভুলতা এবং সঠিক প্রয়োজনীয় শক্তি সহ একটি ভঙ্গুর ডিম তোলা। এই নমনীয় পেশীগুলিকে "হাইড্রোলিকলি-এম্পলিফাইড সেলফ-হিলিং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক" অ্যাকচুয়েটর বা হ্যাসেল অ্যাকচুয়েটর হিসাবে অভিহিত করা হয়েছে। দ্বিতীয় গবেষণায়2 প্রকাশিত বিজ্ঞান রোবোটিক্স,একই দল আরও দুটি নরম পেশীর নকশা তৈরি করেছে যা রৈখিকভাবে সংকোচন করে, মানুষের বাইসেপের মতোই, এইভাবে বারবার নিজের ওজনের চেয়ে ভারী বস্তু তুলতে সক্ষম হয়।
একটি সাধারণ মতামত হল যে রোবটগুলি যেহেতু মেশিন তাই তাদের অবশ্যই মানুষের উপরে একটি প্রান্ত রয়েছে, কিন্তু, যখন এটি আমাদের পেশীগুলির দ্বারা আমাদের দেওয়া আশ্চর্যজনক ক্ষমতার কথা আসে, তখন কেউ বলতে পারে যে রোবটগুলি তুলনামূলকভাবে ফ্যাকাশে। মানুষের পেশী অত্যন্ত শক্তিশালী এবং আমাদের মস্তিষ্ক আমাদের পেশীগুলির উপর একটি অসাধারণ পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে। এই কারণেই মানুষের পেশীগুলি নির্ভুলতা যেমন লেখার সাথে জটিল কাজগুলি করতে সক্ষম। একটি ভারী কাজ করার সময় আমাদের পেশীগুলি বারবার সংকুচিত হয় এবং শিথিল হয় এবং বলা হয় যে আমরা আসলে আমাদের পেশীগুলির প্রায় 65 শতাংশ ক্ষমতা ব্যবহার করি এবং এই সীমাটি মূলত আমাদের চিন্তাভাবনা দ্বারা নির্ধারিত হয়। আমরা যদি এমন একটি রোবট কল্পনা করতে পারি যার মানুষের মতো নরম পেশী আছে, তাহলে শক্তি এবং ক্ষমতা বিশাল হবে। এই অধ্যয়নগুলিকে একটি অ্যাকচুয়েটর বিকাশের প্রথম পদক্ষেপ হিসাবে দেখা হয় যা সত্যিকারের জৈবিক পেশীগুলির বিশাল ক্ষমতা অর্জন করতে পারে।
সাশ্রয়ী 'নরম' রোবোটিক্স
লেখকরা বলছেন যে আলু-চিপস পলিমার পাউচ, তেল এবং এমনকি ইলেক্ট্রোডের মতো উপকরণগুলি সস্তা এবং সহজেই পাওয়া যায় যার খরচ মাত্র 0.9 USD (বা 10 সেন্ট)। এটি বর্তমান শিল্প উত্পাদন ইউনিট এবং গবেষকদের জন্য তাদের দক্ষতাকে আরও এগিয়ে নেওয়ার জন্য উত্সাহজনক। কম দামের সামগ্রীগুলি বর্তমান শিল্পের অনুশীলনের সাথে পরিমাপযোগ্য এবং সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং এই জাতীয় ডিভাইসগুলি কৃত্রিম ডিভাইসের মতো অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বা মানুষের সহচর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি একটি বিশেষ আকর্ষণীয় দিক, যেহেতু রোবোটিক্স শব্দটি সর্বদা উচ্চ ব্যয়ের সাথে সমান। এই ধরনের কৃত্রিম পেশীর সাথে যুক্ত একটি ত্রুটি হল এর অপারেশনের জন্য প্রচুর পরিমাণে বিদ্যুতের প্রয়োজন এবং রোবটটি খুব বেশি শক্তি সঞ্চয় করলে পুড়ে যাওয়ার সম্ভাবনাও রয়েছে। নরম রোবটগুলি তাদের ঐতিহ্যবাহী রোবট সমকক্ষের তুলনায় অনেক বেশি সূক্ষ্ম হয় তাদের নকশাকে আরও চ্যালেঞ্জিং করে তোলে, যেমন খোঁচা, শক্তি হারানো এবং তেল ছড়িয়ে পড়ার সম্ভাবনা। এই নরম রোবটগুলির অবশ্যই কিছু ধরণের স্ব-নিরাময় দৃষ্টিভঙ্গি প্রয়োজন, যেমন অনেক কিছু নরম রোবট ইতিমধ্যেই করে।
দক্ষ এবং মজবুত নরম রোবটগুলি মানুষের জীবনে খুব দরকারী হতে পারে কারণ তারা মানুষের পরিপূরক হতে পারে এবং মানুষের প্রতিস্থাপনকারী রোবটের পরিবর্তে "সহযোগী" রোবটের মতো তাদের সাথে কাজ করতে পারে। এছাড়াও, ঐতিহ্যগত কৃত্রিম বাহুগুলি আরও নরম, মনোরম এবং সংবেদনশীল হতে পারে। এই অধ্যয়নগুলি প্রতিশ্রুতিশীল এবং যদি শক্তির উচ্চ চাহিদা মোকাবেলা করা যায় তবে এটি তাদের নকশা এবং তারা কীভাবে চলে তার ক্ষেত্রে রোবটগুলির ভবিষ্যতকে বিপ্লব করার সম্ভাবনা রয়েছে।
***
{উদ্ধৃত উৎস(গুলি) তালিকায় নীচে দেওয়া DOI লিঙ্কে ক্লিক করে আপনি মূল গবেষণাপত্রটি পড়তে পারেন}
উত্স (গুলি)
1. Acome et al. 2018. পেশীর মত কর্মক্ষমতা সহ হাইড্রোলিকভাবে পরিবর্ধিত স্ব-নিরাময় ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকুয়েটর। বিজ্ঞান. 359(6371)। https://doi.org/10.1126/science.aao6139
2. কেল্লারিস এট আল। 2018. Peano-HASEL actuators: পেশী-মিমেটিক, ইলেক্ট্রোহাইড্রলিক ট্রান্সডুসার যা সক্রিয়করণের সময় রৈখিকভাবে সংকোচন করে। বিজ্ঞান রোবোটিক্স. 3(14)। https://doi.org/10.1126/scirobotics.aar3276
