নতুন কৃত্রিম পেশী: হালকা, নিরাপদ এবং আরও শক্তিশালী রোবট

ইটিএইচ জুরিখের গবেষকরা সম্প্রতি রোবট চলাচলের জন্য কৃত্রিম পেশী তৈরি করেছেন, তবে তাদের সমাধানটি পূর্বে দেখা প্রযুক্তির তুলনায় বেশ কয়েকটি সুবিধা প্রদান করে।
আরও অধ্যয়নের যোগ্য, এটি এমন সমস্ত ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে রোবটগুলিকে অবশ্যই কঠোর না হয়ে নরম হতে হবে বা পরিবেশের সাথে মিথস্ক্রিয়ায় আরও সংবেদনশীল হতে হবে।
অনেক রোবোটিস্ট এমন রোবট তৈরির স্বপ্ন দেখেন যেগুলি কেবল ধাতু বা অন্যান্য শক্ত উপাদান এবং মোটরের সংমিশ্রণ নয়, বরং নরম এবং আরও মানিয়ে নেওয়া যায়।
"নরম" অটোমেটনগুলি সম্পূর্ণ ভিন্ন উপায়ে পরিবেশের সাথে যোগাযোগ করতে পারে; উদাহরণস্বরূপ, তারা মানুষের অঙ্গপ্রত্যঙ্গের মতো ধাক্কা দিতে পারে বা একটি বস্তুকে সূক্ষ্মভাবে আঁকড়ে ধরতে পারে।
এটি শক্তি খরচ সম্পর্কিত সুবিধাগুলিও সরবরাহ করবে: আজ রোবটগুলির চলাচলে সাধারণত দীর্ঘ সময়ের জন্য একটি অবস্থান বজায় রাখতে প্রচুর শক্তির প্রয়োজন হয়, যখন সফ্ট সিস্টেমগুলি এটি আরও ভালভাবে সংরক্ষণ করতে পারে।
সুতরাং, মানুষের পেশীকে একটি মডেল হিসাবে নেওয়া এবং এটি পুনরায় তৈরি করার চেষ্টা করার চেয়ে আরও স্পষ্ট কী হতে পারে?

বিদায়, NCCR রোবোটিক্স: সুইজারল্যান্ডের সেবায় পূর্ণ বারো বছর
একটি ড্রোন রয়েছে যা তাদের সুরক্ষার জন্য গাছে "চড়ে" যায়

প্রতিটি প্রাকৃতিক পেশীও পর্যাপ্ত বৈদ্যুতিক আবেগের প্রতিক্রিয়ায় সংকুচিত হয়

কৃত্রিম পেশীগুলির কার্যকারিতা অপরিহার্যভাবে জীববিজ্ঞানের উপর ভিত্তি করে।
তাদের প্রাকৃতিক প্রতিকূলের মতো, কৃত্রিম পেশীগুলি বৈদ্যুতিক আবেগের প্রতিক্রিয়ায় সংকুচিত হয়।
যাইহোক, কৃত্রিম পেশী কোষ এবং তন্তু নিয়ে গঠিত নয়, বরং তরল (সাধারণত তেল) দিয়ে ভরা একটি থলি, যার আবরণটি আংশিকভাবে ইলেক্ট্রোড দিয়ে আবৃত থাকে।
যখন এই ইলেক্ট্রোডগুলি একটি বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ পায়, তখন তারা একত্রিত হয় এবং তরলটিকে বাকি থলিতে ঠেলে দেয়, যা নমনীয় হয় এবং তাই ওজন তুলতে সক্ষম হয়।
একটি একক থলি পেশী তন্তুগুলির একটি ছোট বান্ডিলের অনুরূপ।
এই ব্যাগগুলির মধ্যে বেশ কয়েকটিকে একসাথে সংযুক্ত করে একটি সম্পূর্ণ প্রপালশন উপাদান তৈরি করা যেতে পারে, যাকে অ্যাকচুয়েটর বা আরও সহজভাবে, একটি কৃত্রিম পেশীও বলা হয়।

ProteusDrone কে পুরস্কার, মিউট্যান্ট আকারের নরম রোবট
একটি রোবট কুকুর: প্রাণী জীববিজ্ঞান দ্বারা অনুপ্রাণিত সুইস আবিষ্কার

মূলত ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকুয়েটরগুলির জন্য 6.000 থেকে 10.000 ভোল্টের ভোল্টেজ প্রয়োজন

কৃত্রিম পেশীগুলির বিকাশের ধারণাটি নতুন নয়, তবে এখন পর্যন্ত তাদের উপলব্ধিতে একটি বড় বাধা রয়েছে: ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকুয়েটরগুলি কেবলমাত্র 6.000 থেকে 10.000 ভোল্ট পর্যন্ত অত্যন্ত উচ্চ ভোল্টেজের সাথে কাজ করে।
এই প্রয়োজনীয়তার বেশ কয়েকটি পরিণতি ছিল: উদাহরণস্বরূপ, পেশীগুলিকে বড়, ভারী ভোল্টেজ পরিবর্ধকগুলির সাথে সংযুক্ত করতে হয়েছিল, তারা জলে কাজ করে না এবং মানুষের জন্য সম্পূর্ণ নিরাপদ ছিল না।
একটি নতুন সমাধান এখন দ্বারা উন্নত করা হয়েছে রবার্ট Katzschmann, ETH জুরিখের রোবোটিক্সের অধ্যাপক, একসাথে স্টেফান-ড্যানিয়েল গ্রেভার্ট, এলিয়া ভারিনি এবং অন্যান্য সহকর্মীদের সাথে।
তারা একটি কৃত্রিম পেশীর তাদের সংস্করণ সম্পর্কে একটি নিবন্ধ প্রকাশ করেছে, যা আসলে বেশ কিছু সুবিধা প্রদান করে, তথ্য ওয়েবসাইট "সায়েন্স অ্যাডভান্সেস" এর একটি নিবন্ধে।
স্টেফান-ড্যানিয়েল গ্রেভার্ট, যিনি রবার্ট কাটসচম্যানের গবেষণাগারে বৈজ্ঞানিক সহকারী হিসাবে কাজ করেন, ব্যাগের জন্য একটি নতুন শেল ডিজাইন করেছেন।

অগ্নিনির্বাপকদের সাহায্য করার জন্য একটি নতুন অ্যাংলো-সুইস অগ্নিনির্বাপক ড্রোন৷
এইভাবে সুইজারল্যান্ডে রোবটরা ট্রেকিংয়ের গোপনীয়তা "শিখে"

ভবিষ্যতের জন্য সমাধান? আজ এটি উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্য ferroelectric উপাদান থেকে আসে

গবেষকরা নতুন কৃত্রিম পেশীগুলিকে HALVE actuators বলে, যেখানে HALVE-এর অর্থ হল "হাইড্রোলিকলি এমপ্লিফাইড লো-ভোল্টেজ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক"৷
"অন্যান্য অ্যাকচুয়েটরগুলিতে, ইলেক্ট্রোডগুলি শেলের বাইরে অবস্থিত। আমাদের মধ্যে, শেলটি বেশ কয়েকটি স্তর নিয়ে গঠিত। আমরা উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা সহ একটি ফেরোইলেকট্রিক উপাদান নিয়েছি, যেমন তুলনামূলকভাবে বড় পরিমাণে বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করতে সক্ষম, এবং এটিকে ইলেক্ট্রোডের একটি স্তরের সাথে একত্রিত করেছি। তারপরে আমরা একটি পলিমার শেল দিয়ে সবকিছু লেপ দিয়েছি যার চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং ব্যাগটিকে আরও স্থিতিশীল করে তোলে"সে ব্যাখ্যা করছে.
এইভাবে গবেষকরা প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ কমাতে সক্ষম হয়েছিলেন, কারণ ফেরোইলেকট্রিক উপাদানের অনেক বেশি পারমিটিভিটি কম ভোল্টেজ থাকা সত্ত্বেও বড় শক্তি অর্জন করতে দেয়।
স্টিফান-ড্যানিয়েল গ্রেভার্ট এবং এলিয়া ভারিনি একসাথে HALVE অ্যাকচুয়েটরগুলির শেল তৈরি করেননি, পাশাপাশি দুটি নির্দিষ্ট রোবটে ব্যবহারের জন্য অ্যাকচুয়েটরগুলিকে পরীক্ষাগারে তৈরি করেছিলেন।

তেল আবিবে শক্তিতে AI এবং রোবোটিক্স ব্যবহারের উপর একটি Enel পরীক্ষাগার
এইভাবে অ্যাটলাস রোবট ইতিমধ্যে কাজ করতে পারে এবং আমাদের সাথে যোগাযোগ করতে পারে

কারিগরি "টংস" এবং "মাছ" দেখায় যে সুইজারল্যান্ডে ডিজাইন করা পেশী কী করতে পারে

রোবটের এমন একটি উদাহরণ হল একটি গ্রিপার যা 11 সেন্টিমিটার উঁচু এবং দুটি আঙ্গুল রয়েছে।
প্রতিটি আঙুল হালভ অ্যাকচুয়েটরের তিনটি সিরিজ-সংযুক্ত পকেট দ্বারা সরানো হয়।
একটি ছোট ব্যাটারি পাওয়ার সাপ্লাই রোবটকে 900 ভোল্ট সরবরাহ করে।
একত্রে, ব্যাটারি এবং পাওয়ার সাপ্লাই মাত্র 15 গ্রাম ওজনের।
পাওয়ার এবং কন্ট্রোল ইলেকট্রনিক্স সহ পুরো ক্যালিপারটির ওজন 45।
গ্রিপার একটি মসৃণ প্লাস্টিকের বস্তুকে দড়ি দিয়ে বাতাসে তোলার সময় তার নিজের ওজনকে সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট শক্তি দিয়ে আঁকড়ে ধরতে পারে।
"এই উদাহরণটি চমৎকারভাবে প্রদর্শন করে যে কত ছোট, হালকা এবং দক্ষ হালভ অ্যাকচুয়েটর। এর মানে হল যে আমরা সমন্বিত পেশী-চালিত সিস্টেম তৈরির লক্ষ্যে একটি বিশাল পদক্ষেপ নিয়েছি।", Katzschmann সন্তুষ্টি সঙ্গে বলেছেন.
দ্বিতীয় বস্তুটি একটি মাছের মতো সাঁতারু, প্রায় 30 সেন্টিমিটার লম্বা, জলে সহজে চলাফেরা করতে সক্ষম।
এটি একটি "হেড" নিয়ে গঠিত যা ইলেকট্রনিক্স এবং একটি নমনীয় "বডি" ধারণ করে, যার সাথে "হাইড্রোলিকলি অ্যামপ্লিফাইড লো-ভোল্টেজ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক" অ্যাকুয়েটর সংযুক্ত থাকে।
এই অ্যাকচুয়েটরগুলি পর্যায়ক্রমে একটি ছন্দে চলে যা সাধারণ সাঁতারের গতি তৈরি করে।
স্বায়ত্তশাসিত মাছ 14 সেকেন্ডে প্রতি সেকেন্ডে তিন সেন্টিমিটার গতিতে স্থবির অবস্থা থেকে যেতে পারে এবং এই সমস্ত সাধারণ কলের জলে নিমজ্জিত হয়।

একটি রোবট কুকুর: প্রাণী জীববিজ্ঞান দ্বারা অনুপ্রাণিত সুইস আবিষ্কার
সুইজারল্যান্ডে স্বচ্ছ এবং নির্ভরযোগ্য AI এর জন্য ফেডারেল পলিটেকনিক

নতুন অ্যাকচুয়েটরগুলি অন্যান্য কৃত্রিম পেশীগুলির তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী এবং সেইসাথে জলরোধী

এই দ্বিতীয় উদাহরণটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি HALVE actuators-এর আরেকটি নতুন বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।
যেহেতু ইলেক্ট্রোডগুলি আর শেলের বাইরে সুরক্ষিত নয়, তাই কৃত্রিম পেশীগুলি এখন জলরোধী এবং এমনকি পরিবাহী তরলগুলিতে নিমজ্জিত ব্যবহার করা যেতে পারে।
“মাছ এই অ্যাকচুয়েটরগুলির একটি সাধারণ সুবিধাকে চিত্রিত করে: ইলেক্ট্রোডগুলি বাহ্যিক পরিবেশ থেকে সুরক্ষিত এবং বিপরীতভাবে, পরিবেশটি ইলেক্ট্রোড দ্বারা সুরক্ষিত। সুতরাং, আপনি এই ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অ্যাকুয়েটরগুলি জলে ব্যবহার করতে পারেন বা তাদের স্পর্শ করতে পারেন, উদাহরণস্বরূপ"জুরিখের ফেডারেল ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির অধ্যাপক যোগ করেন।
খামের স্তরযুক্ত কাঠামোর আরও একটি সুবিধা রয়েছে: নতুন অ্যাকচুয়েটরগুলি অন্যান্য কৃত্রিম পেশীগুলির তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী।
আদর্শভাবে, খামগুলি প্রচুর পরিমাণে আন্দোলন করতে সক্ষম হওয়া উচিত এবং এটি দ্রুত করতে পারে।
যাইহোক, এমনকি ক্ষুদ্রতম উত্পাদন ত্রুটি, যেমন ইলেক্ট্রোডের মধ্যে ধূলিকণার দাগ, বৈদ্যুতিক ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যেতে পারে, এক ধরণের "মিনি লাইটনিং স্ট্রাইক"।

4 নভেম্বর লুজানে "সুইস রোবোটিক্স ডে"।
ড্রোনহাবের সাথে ড্রোন গবেষণার জন্য একটি অভূতপূর্ব… "এভিয়ারি"

"মিনি বজ্রপাত" সমস্যার সমাধান হয়েছে, কোম্পানিগুলি বড় আকারের উৎপাদনের জন্য প্রস্তুত

"যখন এটি পূর্ববর্তী মডেলগুলিতে ঘটেছিল, তখন ইলেক্ট্রোডটি পুড়ে যায়, শেলের মধ্যে একটি গর্ত তৈরি করে। এটি তরলকে পালানোর অনুমতি দেয় এবং অ্যাকচুয়েটরকে ব্যবহার করার অযোগ্য করে তোলে", স্টেফান-ড্যানিয়েল গ্রেভার্ট ব্যাখ্যা করেন।
এই সমস্যাটি হালভ অ্যাকচুয়েটরগুলিতে সমাধান করা হয়েছে কারণ একটি একক গর্ত মূলত নিজেকে বন্ধ করে দেয়, প্রতিরক্ষামূলক বাইরের প্লাস্টিকের স্তরকে ধন্যবাদ।
ফলস্বরূপ, বৈদ্যুতিক ব্যর্থতার পরেও কেসটি সম্পূর্ণরূপে কার্যকরী থাকে।
দুই গবেষক কৃত্রিম পেশীর বিকাশে একটি সিদ্ধান্তমূলক অগ্রগতি করতে পেরে স্পষ্টতই খুশি, তবে তারা বাস্তবসম্মতও।
যেমন রবার্ট কাটসচম্যান বলেছেন, "এখন আমাদের এই প্রযুক্তিটি বড় আকারের উৎপাদনের জন্য প্রস্তুত করতে হবে, এবং আমরা এটি এখানে ইটিএইচ পরীক্ষাগারে করতে পারি না। খুব বেশি কিছু প্রকাশ না করে, আমি বলতে পারি যে আমরা ইতিমধ্যেই আমাদের সাথে কাজ করতে চায় এমন সংস্থাগুলির কাছ থেকে আগ্রহ নিবন্ধন করছি।"
উদাহরণস্বরূপ, কৃত্রিম পেশী একদিন নতুন রোবট, প্রস্থেটিক্স বা পরিধানযোগ্য ডিভাইসে ব্যবহার করা যেতে পারে।
অন্য কথায়, মানবদেহে এবং ব্যবহারের জন্য প্রযুক্তিতে…

রোবটকে ফসল কাটার নির্দেশ দিতে সিলিকন দিয়ে তৈরি একটি রাস্পবেরি
তরুণ স্মাইলবটস রোবোটিক্স দলের প্রতি লুগানো থেকে সঠিক শ্রদ্ধা