गेको के पंजा उपकरण ने रोबोट के पैरों के लिए एकदम सही पकड़ का हल सुझाया

प्रकृति फिर से डिजाइनरों के समाधान का सुझाव देती है। 60 साल पहले गेको के पंजे ने पहले से ही ऑटोमोबाइल इंजीनियरों को टायर (लैमेल्स) के लिए एक व्यापक पैटर्न के साथ प्रेरित किया। अब, स्टैनफोर्ड मैकेनिकल इंजीनियर मार्क कुटकोस्की ने एक स्टिकबोट रोबोट बनाने के लिए भूको पंजे के निर्माण पर आधारित सामग्री का इस्तेमाल किया जो किसी भी सतह पर चढ़ सकता है।



जिस तरह एक छोटा सा सरीसृप चिकनी कांच पर लंबवत चढ़ सकता है, उसी तरह स्टिकबोट चिकनी सतहों पर चढ़ सकता है, जो जटिल गेको पंजे की छवि में बनाए गए पैरों की व्यवस्था के लिए धन्यवाद।



मार्क कुटकोस्की, स्टिकबोट के प्रमुख डिजाइनर, मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और सेंटर फॉर इंजीनियरिंग के सह-निदेशक, ने ऐसे रोबोट बनाने के लिए देश भर के वैज्ञानिकों के साथ पिछले पांच वर्षों से सहयोग किया है।



ऐसी रोबोट विकसित करने के बाद जो खुरदरी खड़ी सतहों, जैसे ईंट की दीवारों और कंक्रीट पर चढ़ सकती हैं, कुटकोस्की ने कांच और धातु जैसी चिकनी सतहों पर स्विच किया। और फिर उन्होंने जेकॉस को याद किया: "धीमी और अकुशल सक्शन कप विधि के अलावा, एक और उपाय सूखी अड़चन का उपयोग करना है जो जेकॉस का उपयोग करता है।"

गेको के चमत्कार

गेको के पैर की उंगलियों में सैकड़ों वाल्व के आकार की पसलियां होती हैं जिन्हें लैमेला कहा जाता है। प्रत्येक पसली में लाखों बाल होते हैं जो मानव बालों की तुलना में 10 गुना पतले होते हैं। माइक्रोस्कोप के तहत, आप देख सकते हैं कि प्रत्येक बाल को स्पैटुला नामक छोटे किस्में में विभाजित किया गया है, जो उन्हें विभाजित छोर की तरह दिखता है। ये फिलामेंट्स इतने छोटे (कई सौ नैनोमीटर) होते हैं कि वे सतह के अणुओं के साथ बातचीत करते हैं।

जेको के पंजे की सतह के अणुओं और सतह के बीच परस्पर क्रिया एक आणविक आकर्षण का कारण बनती है, जिसे वान डेर वेप्स फोर्स कहा जाता है। एक जेको अपने पूरे वजन को एक पंजे पर लटका सकता है, इसे कांच के खिलाफ दबा सकता है, और फिर आसानी से इसे अलग कर सकता है। वे केवल तभी पकड़ते हैं जब आप एक दिशा में खींचते हैं - उनकी उंगलियां एक तरह की एक-तरफा चिपकने वाली होती हैं, ”कुटकोस्की कहते हैं।

गेको रोबोट

यह विधि महत्वपूर्ण है क्योंकि इसे रोबोट के पैर को संलग्न करने और इसे हटाने के लिए बहुत प्रयास की आवश्यकता नहीं है।

“अन्य तरीके आपके पैरों पर चबाने वाली गम के साथ चलने की तरह हैं: आपको अपने पैर को निचोड़ने के लिए प्रयास करना होगा और फिर इसे फाड़ने के लिए उतना ही प्रयास करना होगा। यह विधि हुकिंग और अनहुकिंग के समान है, ”मार्क कहते हैं।

यह महसूस करने के बाद, कुटकोस्की और उनकी टीम ने सोचा कि कैसे एक ही प्रभाव वाले रोबोट के लिए कृत्रिम सामग्री प्राप्त की जाए। उन्होंने मोल्ड से बने लघु बहुलक बालों के साथ रबर जैसी सामग्री के साथ कोशिश की।



डिजाइनरों ने इस सामग्री को रोबोट के पैरों पर रखा, जो एक बच्चे के हाथ के आकार के हैं, और रोबोट आसानी से सतह पर चढ़ सकता है, एक यांत्रिक छिपकली जैसा दिखता है।



2009 में विकसित नवीनतम संस्करणों में लैमेलस और गेको ब्रिस्टल्स के समान दो-स्तरीय प्रणाली है। "बाल" पहले अवतार की तुलना में और भी पतले हो गए हैं - लगभग 20 माइक्रोन, जो मानव बालों की तुलना में पांच गुना पतले हैं। ये संस्करण और भी अधिक भार का सामना कर रहे हैं और स्टिकबोट को बोर्डों, कांच और धातु जैसी सतहों पर चढ़ने की अनुमति देते हैं।



ऐसे रोबोट खतरनाक या दुर्गम स्थानों तक पहुंच के लिए उपयोगी हो सकते हैं।

भविष्य

टीम के लिए एक नया कार्य मानव उपयोग के लिए सामग्री के उपयोग का विस्तार करना है। जेड-मैन नामक तकनीक पहले से ही विकास के अधीन है।



कुटकोस्की और उनकी टीम स्टिकबोट के एक नए संस्करण पर भी काम कर रही है, जो उठाने के दौरान घूमने में सक्षम होगा: चूंकि सामग्री केवल एक दिशा में चिपकती है, इसलिए इसे घुमाने के लिए पैरों को घुमाना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, उसके पास टखने घूमने होंगे, जैसे जेकॉस। एक जियो के पैरों पर एक नज़र डालें जो नीचे की ओर उतर रहे हैं - वे उलटे हैं। ऐसा होना चाहिए, अन्यथा यह गिर जाएगा।



इस परियोजना को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और रक्षा उन्नत रक्षा अनुसंधान परियोजना एजेंसी (DARPA) द्वारा वित्त पोषित किया गया है। अध्ययन 2 अगस्त को एप्लाइड फिजिक्स लेटर्स में प्रकाशित एक लेख में वर्णित है - "चिपकने वाले गुणों पर एक फाइब्रिल के रूप का प्रभाव"।



स्रोत: स्टैनफोर्ड समाचार सेवा