મોટાભાગના રોબોટ્સ મોટરના માધ્યમથી પકડ અને સ્પર્શેન્દ્રિય સંવેદના પ્રાપ્ત કરે છે, જે અતિશય વિશાળ અને કઠોર હોઈ શકે છે. કોર્નેલ યુનિવર્સિટીના જૂથે સોફ્ટ રોબોટને તેની આસપાસના વાતાવરણને આંતરિક રીતે અનુભવવા માટેનો એક માર્ગ ઘડી કાઢ્યો છે, જે રીતે માણસો કરે છે.
મિકેનિકલ અને એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગના આસિસ્ટન્ટ પ્રોફેસર અને મુખ્ય તપાસકર્તા રોબર્ટ શેફર્ડની આગેવાની હેઠળનું એક જૂથ ઓર્ગેનિક રોબોટિક્સ લેબ, એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું છે જે વર્ણવે છે કે કેવી રીતે સ્ટ્રેચેબલ ઓપ્ટિકલ વેવગાઈડ સોફ્ટ રોબોટિક હાથમાં વક્રતા, વિસ્તરણ અને બળ સેન્સર તરીકે કાર્ય કરે છે.
ડોક્ટરલ સ્ટુડન્ટ હુઇચાન ઝાઓ "ના મુખ્ય લેખક છે.સ્ટ્રેચેબલ ઓપ્ટિકલ વેવગાઈડ દ્વારા ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિકલી ઈન્નરવેટેડ સોફ્ટ પ્રોસ્થેટિક હેન્ડ,” જે સાયન્સ રોબોટિક્સની પ્રથમ આવૃત્તિમાં દર્શાવવામાં આવી છે. આ પેપર ડિસેમ્બર 6 પ્રકાશિત થયું; શેફર્ડની બંને લેબના ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થીઓ કેવિન ઓ'બ્રાયન અને શુઓ લીએ પણ યોગદાન આપ્યું હતું.
"મોટા ભાગના રોબોટ્સમાં આજે શરીરની બહાર સેન્સર છે જે સપાટી પરથી વસ્તુઓ શોધી કાઢે છે," ઝાઓએ કહ્યું. "અમારા સેન્સર્સ શરીરની અંદર એકીકૃત છે, તેથી તેઓ ખરેખર રોબોટની જાડાઈ દ્વારા પ્રસારિત થતા દળોને શોધી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે આપણે અને બધા જીવો પીડા અનુભવે છે ત્યારે કરે છે."
સ્પર્શેન્દ્રિય, સ્થિતિ અને એકોસ્ટિક સહિત અસંખ્ય સંવેદના કાર્યો માટે 1970ના દાયકાના પ્રારંભથી ઓપ્ટિકલ વેવગાઈડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ફેબ્રિકેશન એ મૂળ રૂપે એક જટિલ પ્રક્રિયા હતી, પરંતુ છેલ્લા 20 વર્ષોમાં સોફ્ટ લિથોગ્રાફી અને 3-ડી પ્રિન્ટિંગના આગમનને કારણે ઇલાસ્ટોમેરિક સેન્સર્સનો વિકાસ થયો છે જે સરળતાથી ઉત્પન્ન થાય છે અને સોફ્ટ રોબોટિક એપ્લિકેશનમાં સમાવિષ્ટ થાય છે.
શેફર્ડના જૂથે કોર (જેના દ્વારા પ્રકાશનો પ્રસાર થાય છે) અને ક્લેડીંગ (વેવગાઈડની બાહ્ય સપાટી) ઉત્પન્ન કરવા માટે ચાર-પગલાની સોફ્ટ લિથોગ્રાફી પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેમાં એલઈડી (પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરનાર ડાયોડ) અને ફોટોોડિયોડ પણ હોય છે.
કૃત્રિમ હાથ જેટલા વધુ વિકૃત થાય છે, તેટલો વધુ પ્રકાશ કોરમાંથી ખોવાઈ જાય છે. પ્રકાશનું તે પરિવર્તનશીલ નુકશાન, જેમ કે ફોટોડિયોડ દ્વારા શોધાયેલ છે, તે છે જે કૃત્રિમ અંગને તેની આસપાસની "અહેસાસ" કરવાની મંજૂરી આપે છે.
શેફર્ડે કહ્યું, "જો અમે કૃત્રિમ અંગને વાળીએ ત્યારે કોઈ પ્રકાશ ન ગયો હોય, તો અમને સેન્સરની સ્થિતિ વિશે કોઈ માહિતી મળશે નહીં." "નુકસાનની માત્રા તે કેવી રીતે વળે છે તેના પર નિર્ભર છે."
જૂથે તેના ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક કૃત્રિમ અંગનો ઉપયોગ વિવિધ કાર્યો કરવા માટે કર્યો હતો, જેમાં આકાર અને રચના બંનેની તપાસ અને તપાસનો સમાવેશ થાય છે. સૌથી નોંધપાત્ર રીતે, હાથ ત્રણ ટામેટાંને સ્કેન કરવામાં સક્ષમ હતો અને નરમાઈ દ્વારા નક્કી કરવામાં સક્ષમ હતો, જે સૌથી પાકેલા હતા.
ઝાઓએ જણાવ્યું હતું કે આ ટેક્નોલોજીમાં પ્રોસ્થેસિસની બહાર ઘણા સંભવિત ઉપયોગો છે, જેમાં બાયો-પ્રેરિત રોબોટ્સનો સમાવેશ થાય છે, જે શેફર્ડ સાથે મળીને શોધ્યું છે. મેસન પેક, મિકેનિકલ અને એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગના સહયોગી પ્રોફેસર, અવકાશ સંશોધનમાં ઉપયોગ માટે.
"તે પ્રોજેક્ટમાં કોઈ સંવેદનાત્મક પ્રતિસાદ નથી," શેફર્ડે પેક સાથેના સહયોગનો ઉલ્લેખ કરતા કહ્યું, "પરંતુ જો અમારી પાસે સેન્સર હોય, તો અમે કમ્બશન દરમિયાન આકારમાં ફેરફારને વાસ્તવિક સમયમાં મોનિટર કરી શકીશું [પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા] અને બનાવવા માટે વધુ સારી એક્ટ્યુએશન સિક્વન્સ વિકસાવી શકીશું. તે ઝડપથી આગળ વધે છે."
સોફ્ટ રોબોટિક્સમાં ઓપ્ટિકલ વેવગાઇડ્સ પરનું ભાવિ કાર્ય સંવેદનાત્મક ક્ષમતાઓમાં વધારો કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે, અંશતઃ 3-D પ્રિન્ટિંગ વધુ જટિલ સેન્સર આકારો દ્વારા, અને સેન્સરની વધેલી સંખ્યામાંથી સિગ્નલોને ડીકપલિંગ કરવાના માર્ગ તરીકે મશીન લર્નિંગનો સમાવેશ કરીને. "અત્યારે," શેફર્ડે કહ્યું, "સ્પર્શ ક્યાંથી આવે છે તેનું સ્થાન બનાવવું મુશ્કેલ છે."
આ કાર્યને એર ફોર્સ ઑફિસ ઑફ સાયન્ટિફિક રિસર્ચ તરફથી ગ્રાન્ટ દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવ્યું હતું અને તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો કોર્નેલ નેનોસ્કેલ વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી સુવિધા અને સામગ્રી સંશોધન માટે કોર્નેલ સેન્ટર, જે બંને નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન દ્વારા સમર્થિત છે.
- ટોમ ફ્લીશમેન, કોર્નેલ યુનિવર્સિટી