धातु भूल जाओ. जब रोबोट की बात आती है, तो भविष्य नरम और टेढ़ा है

कहीं किसी प्रयोगशाला में कुछ हलचल हो रही है। इसका एक मछली रोबोट, एक विशाल अँधेरे खारे पानी के टैंक में चुपचाप तैरना; इसकी लयबद्ध, रिबन-जैसी गतियाँ इसके प्राकृतिक समकक्ष की प्रतिध्वनि करती हैं। या यह एक है ऑक्टोपस से प्रेरित रोबोट, ऐसी चीज़ दिख रही है एच.पी. अगर लवक्राफ्ट 100 साल बाद पैदा हुआ होता और एक डरावने लेखक के बजाय एक रोबोटिस्ट बन गया होता तो उसने सपना देखा होता?

शायद यह उनमें से कुछ भी नहीं है। शायद यह मुलायम रबर जैसी आस्तीन है, मानव हृदय के चारों ओर लिपटा हुआ, और इसे नियमित रूप से आश्वस्त करने वाले दबाव देना ताकि हृदय गति रुकने की स्थिति में भी यह धड़कन जारी रख सके। या ए हाइड्रोजेल ग्रिपर जो तैरती हुई मछली तक पहुंच सकता है और उसे पकड़ सकता है, उसे चोट पहुंचाए बिना सुरक्षित कर सकता है। या। या। या।

वास्तविकता यह है कि सॉफ्ट रोबोटिक्स के उभरते क्षेत्र से उदाहरणों की कोई कमी नहीं है। रोबोटिक्स अनुसंधान में सबसे रोमांचक, तेजी से विकसित होने वाले क्षेत्रों में से एक, ये रोबोट उन कठोर, धात्विक मशीनों से मिलते जुलते नहीं हैं जिनका विज्ञान कथाओं ने हमसे वादा किया था। वे रबरयुक्त सामग्री से बने हैं। वे बनाने में बहुत सस्ते हैं, वजन काफी कम है, और कहीं अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं और (शायद प्रति-सहज ज्ञान के विपरीत, उनकी नरम सामग्री को देखते हुए) स्थायित्व प्रदान करते हैं। इस प्रक्रिया में, हम जो रोबोट के रूप में सोचते हैं उसे वे बदल रहे हैं - और इस प्रक्रिया में खुद को बेहद उपयोगी साबित कर रहे हैं।

हजारों उपयोगों वाला रोबोट

पहले धातु के प्रभुत्व वाली दुनिया में सॉफ्ट रोबोटों की वर्तमान वृद्धि बोस्टन डायनेमिक्स जैसी कंपनियों द्वारा बनाए जा रहे अधिक पारंपरिक रोबोटों से कुछ भी दूर नहीं ले जाती है। पारंपरिक हार्ड रोबोटिक्स में प्रगति ने, पिछले कुछ वर्षों में, हमें सभी प्रकार की बहुमुखी मशीनें प्रदान की हैं जो उत्पादन लाइनों पर बढ़िया असेंबली कार्य से लेकर सब कुछ करने में सक्षम हैं। नृत्य करना, पार्कौर प्रदर्शित करता है या और भी ओलंपिक-योग्य बैकफ़्लिप. लेकिन ये पारंपरिक रोबोट हर चीज़ के लिए अच्छे नहीं हैं।

वे एक ही कार्य को लगातार कई बार पूरा करने में माहिर हैं, जो कि वास्तव में आवश्यक है, उदाहरण के लिए, वे फॉक्सकॉन फैक्ट्री में कन्वेयर बेल्ट पर आईफ़ोन को एक साथ रखने में मदद कर रहे हैं। लेकिन उन्हें उस संरचित डोमेन से हटा दें जिसमें वे काम करने के आदी हैं और अचानक उनकी आश्चर्यजनक सटीकता हो सकती है एक पल में गायब हो जाना.

यह सभी प्रकार के कारणों से समस्याग्रस्त है, कम से कम इस तथ्य से नहीं कि, तेजी से, रोबोट लोगों और अन्य जीवित लोगों के साथ काम कर रहे हैं। इसका मतलब सीधे तौर पर मनुष्यों के साथ सहकर्मियों के रूप में काम करना हो सकता है। इसका मतलब और भी करीबी स्तर की बातचीत हो सकता है, जैसे कि उपरोक्त रोबोट का उद्देश्य संभावित हृदय विफलता की स्थिति में किसी व्यक्ति के दिल की धड़कन को बनाए रखना है। ये ऐसे परिदृश्य हैं जिनके कारण, आंशिक रूप से, सॉफ्ट रोबोट की लोकप्रियता बढ़ रही है।

"सॉफ्ट रोबोटिक्स के लिए [एक अन्य] रोमांचक अनुप्रयोग क्षेत्र खोज और बचाव क्षेत्र में है," गिआडा गेरबोनी, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में पोस्टडॉक्टरल फेलो, जिन्होंने पिछले साल ए टेड बात डिजिटल ट्रेंड्स को बताया गया, "लचीले, मुलायम रोबोट की अविश्वसनीय क्षमता" शीर्षक। "[जिस प्रयोगशाला में मैं काम कर रहा हूं], वहां सहकर्मियों की एक बहुत ही प्रेरित टीम है जो यह पता लगा रही है कि कैसे नरम रोबोट जो सिरे से बढ़ता है - एक पौधे की तरह, या अधिक विशेष रूप से एक बेल - मनुष्यों द्वारा दुर्गम पुरातत्व स्थलों को नेविगेट करने में सक्षम होगा और बहुत ही नाजुक कलाकृतियों से भरपूर, या किसी लुप्तप्राय जानवर के नाजुक भूमिगत आवासों का पता लगाने के लिए प्रजातियाँ।"

गेरबोनी के स्वयं के शोध में चिकित्सा अनुप्रयोग हैं। वह वर्तमान में लचीले रोबोटों पर काम कर रही हैं जिनका उपयोग शरीर के कठिन-से-पहुंच वाले हिस्सों तक पहुंचने के लिए सर्जिकल उपकरणों के रूप में किया जा सकता है, जैसे कि उनके सहयोगियों के नरम रोबोट दूरस्थ साइटों तक पहुंचने में मदद कर सकते हैं।

“स्टैनफोर्ड में मेरा वर्तमान काम एक लचीली सुई का उपयोग करता है जो यकृत के पूरी तरह से अलग हिस्सों तक पहुंच सकता है एक एकल सम्मिलन बिंदु और एक ट्यूमर को जला सकता है - [नष्ट] ट्यूमर कोशिकाओं को गर्मी से - अपनी नोक से,'' उसने जारी रखा। चलाने योग्य सुई वह नहीं है जिसे हम रोबोट के रूप में सोच सकते हैं, बल्कि यह नरम रोबोट द्वारा खोली गई संभावनाओं में से एक है।

अलविदा धातु?

सॉफ्ट रोबोटिक्स में नवीनतम विकास विशेष रूप से रोमांचक है। हाल ही में, शोधकर्ताओं ने पता लगाया कि इसे कैसे खत्म किया जाए नरम रोबोट में अंतिम कठोर, धातु घटक. जहां पिछले सॉफ्ट रोबोटों को अभी भी धातु वाल्व जैसे घटकों की आवश्यकता होती है, वहीं यह नवीनतम सॉफ्ट रोबोट है केवल रबर और हवा का उपयोग करके कार्य किया जा सकता है - दबाव वाली हवा इलेक्ट्रॉनिक की आवश्यकता को प्रतिस्थापित कर देती है अंदरूनी. ऐसा करने में, यह एक प्रकार के डिजिटल लॉजिक-आधारित सॉफ्ट कंप्यूटर का उपयोग करके मेमोरी और निर्णय लेने को सीधे अपनी सॉफ्ट सामग्रियों में एकीकृत करता है।

"उच्च दबाव और निम्न दबाव की ये स्थितियाँ एक डिजिटल सिग्नल के अनुरूप होती हैं, जिसमें 1 उच्च दबाव के बराबर होता है, और 0 निम्न दबाव के बराबर होता है," फ़िलिप रोटेमुंडपरियोजना के शोधकर्ताओं में से एक ने हमें समझाया। “आम तौर पर, सॉफ्ट रोबोट का नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रकों के साथ किया जाता है और हार्ड वाल्व का उपयोग किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप हार्ड/सॉफ्ट हाइब्रिड रोबोट बनते हैं। हमारा सॉफ्ट कंप्यूटर जटिल नियंत्रण को सीधे सॉफ्ट रोबोट की संरचना में एकीकृत करने की अनुमति देता है।

यह सब अभी भी अपेक्षाकृत शुरुआती चरण में है, लेकिन यह सॉफ्ट की तेजी से बढ़ती दुनिया को दर्शाता है रोबोटिक्स: अपने कठिन समकक्ष से आधी सदी पीछे है, लेकिन पकड़ने की पूरी कोशिश कर रहा है ऊपर। ऐसा लगता है कि यह काम भी कर रहा है। पहले से उल्लेखित आवेदनों के अतिरिक्त, नरम रोबोट ग्रिपर वस्तुओं को नुकसान पहुंचाने की संभावना के बिना उनके साथ बातचीत करने की क्षमता के कारण, अब इन्हें असेंबली लाइनों पर उपयोग किया जा रहा है।

हालाँकि, जैसा कि गिआडा गेरबोनी ने नोट किया है, सॉफ्ट रोबोटिक्स को पारंपरिक हार्ड रोबोट के साथ संघर्ष के रूप में देखना एक गलती है।

"मैं यह नहीं कहूंगी कि सॉफ्ट रोबोट बेहतर हैं, लेकिन यह केवल रोबोटों का एक वर्ग है - या रोबोटिक्स करने का एक तरीका है - जिस पर हम अब और विचार करने से बच नहीं सकते हैं," उसने कहा। “सॉफ्ट रोबोट ने पहले ही नेविगेशन कार्यों में बड़ी क्षमता का प्रदर्शन किया है क्योंकि वे ऐसा कर सकते हैं अपने शरीर को आसानी से व्यक्त करते हैं, और अज्ञात के साथ अचानक संपर्क से उनके नेविगेशन से समझौता नहीं होता है वस्तुएं. लेकिन जब रोबोट के लिए हेरफेर कार्यों जैसे एक और बहुत ही सामान्य कार्य की बात आती है, तो गैर-कठोर भागों का होना बहुत बुरा है क्योंकि रोबोट [बहुत कम बल लगा सकता है, जिसका अर्थ है कि वह उठा नहीं सकता है कई वस्तुएं।] इसके अलावा, उच्च शरीर के लचीलेपन, स्वतंत्रता की डिग्री और सीमित सेंसर एकीकरण को देखते हुए, उन्हें सटीक रूप से नियंत्रित नहीं किया जा सकता है, इसलिए वे बहुत सटीक हेरफेर नहीं कर सकते हैं काम।"

सख्त भी और मुलायम भी

अंततः, वह कहती हैं, वास्तव में हमारे जीवन में उपयोगी रोबोट बनाने का सबसे अच्छा तरीका कठोर और नरम दोनों को संयोजित करना होगा: जैसा कि हम प्रकृति में पाए जाने वाली सामग्रियों के साथ देखते हैं। "बस इंसानों को देखो," उसने कहा। “वे नरम घटकों के साथ-साथ कठोर संरचनाओं और मानक जोड़ों के साथ परिपूर्ण रोबोटिक मशीनें हैं। [वे] अलग-अलग संदर्भों में कार्य कर सकते हैं, लेकिन सटीक भी हो सकते हैं और बल लगा सकते हैं।"

कुछ शोधकर्ता ऐसी सामग्रियों की खोज में भी व्यस्त हैं जो नरम रोबोटों को मांग पर सख्त होने की अनुमति देती हैं, या फिर सटीकता और निपुणता दोनों प्राप्त करने के लिए विभिन्न कठोरता वाली सामग्रियों को जोड़ती हैं। "सॉफ्ट रोबोट" शब्द मुश्किल से एक दशक से अस्तित्व में है - लेकिन यह पहले से ही अपने लिए एक जगह बना रहा है। (और पॉप संस्कृति में भी अपना रास्ता तलाश रहे हैं: डिज्नी के प्यारे रोबोट बेमैक्स को देखें बिग हीरो 6.)

जैसे-जैसे हम एक ऐसी दुनिया की ओर बढ़ रहे हैं जिसमें रोबोट हमारे रोजमर्रा के जीवन का हिस्सा हैं, सॉफ्ट रोबोट पहले से कहीं अधिक महत्व लेते जा रहे हैं। एक बात निश्चित है: यहां 2019 में, "रोबोट" शब्द अब "धातु मशीन" का पर्याय नहीं रह गया है।

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