ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆಯು ಸ್ನಾಯು ರೋಬೋಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತದೆ

ನಮ್ಮ ಸ್ನಾಯುಗಳು ಪ್ರಕೃತಿಯ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ಗಳಾಗಿವೆ. ಸೈನಸ್ ಅಂಗಾಂಶವು ನಮ್ಮ ದೇಹವನ್ನು ಚಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಜೀವಂತ ಅಂಗಾಂಶ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಭಾಗಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ “ಬಯೋಹೈಬ್ರಿಡ್ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳನ್ನು” ರಚಿಸಲು ನಿಜವಾದ ಸ್ನಾಯು ಅಂಗಾಂಶವನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದಾರೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಗಳೊಂದಿಗೆ ಲ್ಯಾಬ್-ಬೆಳೆದ ಸ್ನಾಯುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಂಶೋಧಕರು ಕ್ರಾಲರ್‌ಗಳು, ವಾಕರ್‌ಗಳು, ಈಜುಗಾರರು ಮತ್ತು ಗ್ರಾಪ್ಲರ್‌ಗಳ ಸ್ನಾಯು-ಚಾಲಿತ ವ್ಯವಸ್ಥಾಪಕವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.

ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಅವುಗಳ ಚಲನೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ. ಈಗ, ಎಂಐಟಿ ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಕೃತಕ ತಂತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೈವಿಕ-ಬಾಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪವರ್ ಮಾಡಲು ಯೋಜಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.

ಜರ್ನಲ್ನಲ್ಲಿ ಇಂದು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ ವಿಜ್ಞಾನ, ಸಂಶೋಧಕರು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ಮತ್ತು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು ಲ್ಯಾಬ್-ಬೆಳೆದ ಸ್ನಾಯುವಿನ ಸಣ್ಣ ತುಂಡಿನ ಎರಡು ತುದಿಗಳಿಗೆ ರಬ್ಬರ್ ತರಹದ ಎಳೆಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು “ಸ್ನಾಯು ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜು ಘಟಕ” ವನ್ನು ರಚಿಸಿದರು. ನಂತರ ಅವರು ಪ್ರತಿ ಕೃತಕ ದಾರದ ತುದಿಯನ್ನು ರೋಬೋಟ್‌ನ ಬೆರಳುಗಳಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿದರು.

ಅವರು ಕೋರ್ ಸ್ನಾಯುಗಳನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಲು ಉತ್ತೇಜಿಸಿದಾಗ, ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳು ಗೆಣ್ಣುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಎಳೆಯುತ್ತವೆ. ರೋಬೋಟ್ ತನ್ನ ಬೆರಳುಗಳನ್ನು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಮತ್ತು ಸಂಪರ್ಕಿಸುವ ಟ್ರ್ಯಾಕ್‌ಗಳಿಲ್ಲದೆ ಅದೇ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕಿಂತ 30 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಬಲದಿಂದ ಬಗ್ಗಿಸಿತು.

ಹೊಸ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜು ಸ್ನಾಯು ಘಟಕವು ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅಂಶವಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಬಯೋಹೈಬ್ರಿಡ್ ರೋಬೋಟ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಊಹಿಸುತ್ತಾರೆ.

“ನಾವು ಸ್ನಾಯು ಪ್ರಚೋದಕಗಳು ಮತ್ತು ರೋಬೋಟಿಕ್ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಗಳ ನಡುವೆ ಪರಸ್ಪರ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದಾದ ಕನೆಕ್ಟರ್‌ಗಳಾಗಿ ಕೃತಕ ನ್ಯಾವಿಗೇಷನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ” ಎಂದು MIT ಯ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ (MechE) ನ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಪ್ರಮುಖ ಲೇಖಕ ರಿತು ರಾಮನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. “ಅಂತಹ ಮಾಡ್ಯುಲಾರಿಟಿಯು ಮೈಕ್ರೋಸರ್ಜಿಕಲ್ ಉಪಕರಣಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಅಡಾಪ್ಟಿವ್ ಮತ್ತು ಸ್ವಾಯತ್ತ ಗುಪ್ತಚರ ಯಂತ್ರಗಳವರೆಗೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ರೋಬೋಟಿಕ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.”

MIT ಯಲ್ಲಿನ ಅಧ್ಯಯನದ ಸಹ-ಲೇಖಕರು ಪದವಿ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳಾದ ನಿಕೋಲಸ್ ಕ್ಯಾಸ್ಟ್ರೋ, ಮಹಿರಾ ಬಾವಾ, ಬಾಸ್ಟಿಯನ್ ಅಯ್ಮನ್, ಸೋನಿಕಾ ಕೊಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಏಂಜೆಲ್ ಬೌ; ಸ್ನಾತಕೋತ್ತರ ಅನ್ನಿಕಾ ಮಾರ್ಷ್ನರ್; ಪೋಸ್ಟ್ಡಾಕ್ ರೊನಾಲ್ಡ್ ಹೈಸರ್; ಸಾರಾ J. Wu ’19, SM ’21, PhD ’24 ಮತ್ತು ಲಾರಾ ರೊಸಾಡೊ ’22, SM ’25 ರ ಹಳೆಯ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು; ಮತ್ತು MechE ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು ಮಾರ್ಟಿನ್ ಕಲ್ಪೆಪ್ಪರ್ ಮತ್ತು ಕ್ಸುವಾನ್ಹೆ ಝಾವೊ.

ಸ್ನಾಯು ಪ್ರಯೋಜನಗಳು

ರಾಮನ್ ಮತ್ತು MIT ಯಲ್ಲಿನ ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಬಯೋಹೈಬ್ರಿಡ್ ರೊಬೊಟಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಕಳೆದ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೊಸ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ. ಅವರು ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಮತ್ತು ರೊಬೊಟಿಕ್ ರಚನಾತ್ಮಕ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಜೀವಂತ ಸ್ನಾಯು ಅಂಗಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಪ್ರಚೋದಕಗಳಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲು ಗಮನಹರಿಸುತ್ತಾರೆ.

“ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿಸಲು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಕಷ್ಟ” ಎಂದು ರಾಮನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. “ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಮೀರಿ, ಮೂಲಭೂತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಸ್ನಾಯುಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಉತ್ತಮವಾದ ವಿಷಯವೆಂದರೆ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೋಶವು ಸ್ವತಂತ್ರ ಪ್ರಚೋದಕವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಬಲ ಮತ್ತು ಚಲನೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ನೀವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಸಣ್ಣ ರೋಬೋಟ್ಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು.”

ಸ್ನಾಯು ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್‌ಗಳು ರಾಮನ್ ಅವರ ತಂಡವು ಈಗಾಗಲೇ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ ಇತರ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿದೆ: ವ್ಯಾಯಾಮದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅಂಗಾಂಶವು ಬಲಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಾಯದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಗುಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರಣಗಳಿಗಾಗಿ, ಮಾನವರಿಗೆ ತುಂಬಾ ದೂರದ ಅಥವಾ ಅಪಾಯಕಾರಿ ಪರಿಸರವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಒಂದು ದಿನ ರಾಕೆಟ್ ಡ್ರಾಯಿಡ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳುಹಿಸಬಹುದು ಎಂದು ರಾಮನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಊಹಿಸುತ್ತಾರೆ. ಅಂತಹ ಸ್ನಾಯು ಬಾಟ್‌ಗಳು ಅನಿರೀಕ್ಷಿತ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಸಹಾಯ ಲಭ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ ತಮ್ಮನ್ನು ತಾವು ಗುಣಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಬಯೋಹೈಬ್ರಿಡ್ ಬಾಟ್‌ಗಳು ಸಣ್ಣ ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸಾ ಸಹಾಯಕರಾಗಿಯೂ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ದೇಹದೊಳಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಈ ಎಲ್ಲಾ ಭವಿಷ್ಯದ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳು ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಗಳೊಂದಿಗೆ ಜೀವಂತ ಸ್ನಾಯುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಲು ರಾಮನ್ ಮತ್ತು ಇತರರನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತಿವೆ. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗಿನ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಸ್ನಾಯು ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಬೆಳೆಸುವುದು ಮತ್ತು ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಕ್ಕೆ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ, ಎರಡು ಪೋಸ್ಟ್‌ಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ರಬ್ಬರ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅನ್ನು ಲೂಪ್ ಮಾಡುವಂತೆಯೇ. ಸ್ನಾಯುವನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರಚೋದಿಸಿದಾಗ, ಅಸ್ಥಿಪಂಜರದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಚಲನೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಎಳೆಯಬಹುದು.

ಆದರೆ ಈ ವಿಧಾನವು ಬಹಳಷ್ಟು ವ್ಯರ್ಥವಾದ ಸ್ನಾಯುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ರಾಮನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ, ಇದನ್ನು ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಕ್ಕೆ ಅಂಗಾಂಶವನ್ನು ಜೋಡಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಚಲಿಸಲು ಅಲ್ಲ. ಮತ್ತು ಈ ಸಂಪರ್ಕವು ಯಾವಾಗಲೂ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿಲ್ಲ. ಅಸ್ಥಿಪಂಜರದ ರಚನೆಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸ್ನಾಯುಗಳು ತುಂಬಾ ಮೃದುವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸ್ನಾಯುಗಳನ್ನು ಹರಿದು ಹಾಕಲು ಅಥವಾ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮಯವನ್ನು ಸ್ನಾಯುಗಳ ಕೇಂದ್ರ ಭಾಗದ ಸಂಕೋಚನಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಯಾವುದೇ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ – ಅದರ ಪರಿಮಾಣವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

“ನಾವು ಯೋಚಿಸಿದ್ದೇವೆ, ನಾವು ಸ್ನಾಯುವಿನ ವಸ್ತುವನ್ನು ವ್ಯರ್ಥ ಮಾಡುವುದನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲರ್ ಮಾಡುವುದು ಹೇಗೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಅದು ಎಲ್ಲದಕ್ಕೂ ಲಗತ್ತಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಹುದು?” ರಾಮನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. “ದೇಹದ ಪರಿಹಾರವೆಂದರೆ ಸ್ನಾಯುಗಳು ಮತ್ತು ಮೂಳೆಗಳ ನಡುವೆ ಅರ್ಧದಾರಿಯಲ್ಲೇ ಇರುವ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳು ಮೃದುವಾದ ಸ್ನಾಯುಗಳು ಮತ್ತು ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರದ ನಡುವಿನ ಈ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಅಸಾಮರಸ್ಯವನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ನಿಮಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಅವು ತೆಳುವಾದ ಕೇಬಲ್‌ಗಳಂತೆ ಕೀಲುಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.”

“ಜಾಣತನದಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿ”

ತಮ್ಮ ಹೊಸ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ರಾಮನ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸ್ನಾಯು ಅಂಗಾಂಶವನ್ನು ಕೃತಕ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಕ್ಕೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು. ಅವರ ಆಯ್ಕೆಯ ವಸ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ – ದಪ್ಪ ಆದರೆ ಸ್ಥಿರವಾದ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಧಾರಿತ ಜೆಲ್. ರಾಮನ್ ಅವರು MIT ಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಪ್ರವರ್ತಕರಾದ ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿ ಮತ್ತು ಸಹ-ಲೇಖಕ ಕ್ಸುವಾನ್ಹೆ ಝಾವೊ ಅವರಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪಡೆದರು. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಅನೇಕ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಗೆ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ವಿಭಿನ್ನ ಬಿಗಿತ ಮತ್ತು ಉದ್ದದ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಝಾವೊ ಗುಂಪು ಪಾಕವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ.

ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳು ತಮ್ಮ ಗ್ರಿಪ್ಪರ್ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಎಷ್ಟು ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಮತ್ತು ಉದ್ದವಾಗಿರಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ರಾಮನ್ ಅವರ ತಂಡವು ಮೊದಲು ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಮೂರು ರೀತಿಯ ಬುಗ್ಗೆಗಳ ಸರಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿ ರೂಪಿಸಿತು, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಕೇಂದ್ರ ಸ್ನಾಯು, ಎರಡು ಸಂಯೋಜಕ ಅಂಗಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಮಣಿಕಟ್ಟಿನ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಅವರು ಸ್ನಾಯುಗಳು ಮತ್ತು ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಕ್ಕೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಬಿಗಿತವನ್ನು ನಿಗದಿಪಡಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಕ್ರಾಪರ್ ಅನ್ನು ಬಯಸಿದ ಮೊತ್ತವನ್ನು ಸರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಸಂಪರ್ಕಿಸುವ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳ ಬಿಗಿತವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಿದರು.

ಈ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್‌ನಿಂದ, ತಂಡವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಗಡಸುತನದ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಪಾಕವಿಧಾನವನ್ನು ಪಡೆಯಿತು. ಜೆಲ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ ನಂತರ, ಸಂಶೋಧಕರು ಕೃತಕ ಎಳೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಜೆಲ್ ಅನ್ನು ತೆಳುವಾದ ತಂತಿಗಳಾಗಿ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ವಿಸ್ತರಿಸಿದರು. ಅವರು ಸ್ನಾಯು ಅಂಗಾಂಶದ ಸಣ್ಣ ಮಾದರಿಯ ತುದಿಗಳಿಗೆ ಎರಡು ಎಳೆಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿದರು, ಅವರು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಬೆಳೆಸಿದರು. ನಂತರ ಅವರು ರೋಬೋಟ್‌ನ ಹಿಡಿತದ ಪ್ರತಿ ಬೆರಳಿನ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಕಾಲಮ್‌ನ ಸುತ್ತಲೂ ಪ್ರತಿ ಎಳೆಯನ್ನು ಸುತ್ತಿದರು – ನಿಖರವಾದ ಯಂತ್ರಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ಪರಿಣಿತರಾದ MechE ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಮಾರ್ಟಿನ್ ಕಲ್ಪೆಪ್ಪರ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರ ವಿನ್ಯಾಸ.

ಹ್ಯಾಂಡಲ್ ಸ್ನಾಯುಗಳನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರಚೋದಿಸಿದಾಗ, ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳು ಅದರ ಬೆರಳುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಒತ್ತುವಂತೆ ಕೈಗವಸು ಮೇಲೆ ಎಳೆದವು. ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ, ಸ್ನಾಯು-ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜು ಹಿಡಿತವು ಕೇವಲ ಒಂದು ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸ್ನಾಯು ಅಂಗಾಂಶದೊಂದಿಗೆ (ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಕೃತಕ ಅಸ್ಥಿರಜ್ಜುಗಳಿಲ್ಲದೆ) ಸಕ್ರಿಯಗೊಂಡಾಗ ಸ್ನಾಯು-ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜು ಹಿಡಿತವು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 30 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಬಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಹೊಸ ಥ್ರೆಡ್-ಆಧಾರಿತ ವಿನ್ಯಾಸವು 7,000 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಚಕ್ರಗಳು ಅಥವಾ ಸ್ನಾಯುವಿನ ಸಂಕೋಚನಗಳಿಗೆ ಈ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು.

ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ, ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ರೋಬೋಟ್‌ನ ಶಕ್ತಿ-ತೂಕದ ಅನುಪಾತವನ್ನು 11 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ರಾಮನ್ ಕಂಡುಕೊಂಡರು, ಅಂದರೆ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗೆ ಅದೇ ಪ್ರಮಾಣದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಲು ಕಡಿಮೆ ಸ್ನಾಯುಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.

“ನಿಮಗೆ ಬೇಕಾಗಿರುವುದು ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಕ್ಕೆ ಅಚ್ಚುಕಟ್ಟಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್” ಎಂದು ರಾಮನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. “ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಸ್ನಾಯು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಮೃದುವಾಗಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಯಾವುದನ್ನಾದರೂ ಜೋಡಿಸಿದರೆ, ನೀವು ಏನನ್ನೂ ಚಲಿಸುವ ಮೊದಲು ಅದು ಸ್ವತಃ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ನೀವು ಅದನ್ನು ಮುರಿಯುವುದನ್ನು ವಿರೋಧಿಸುವ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜುಗೆ ಜೋಡಿಸಿದರೆ, ಅದು ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜು ಮೂಲಕ ತನ್ನ ಬಲವನ್ನು ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರವನ್ನು ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.”

ಮಣಿಕಟ್ಟಿನ ಸ್ನಾಯುರಜ್ಜು ಹೊಸ ವಿನ್ಯಾಸವು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ರೊಬೊಟಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ETH ಜ್ಯೂರಿಚ್‌ನಲ್ಲಿ ಆರೋಗ್ಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಸಹ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಬಯೋಮೆಡಿಕಲ್ ಇಂಜಿನಿಯರ್ ಸೈಮನ್ ಶುರ್ಲೆ-ಫಿಂಕೆ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.

“ಘನ-ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾಫೋಲ್ಡ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಶಾರೀರಿಕ ಸ್ನಾಯು-ಮೂಳೆ-ಮೂಳೆ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ಬಲ ಪ್ರಸರಣ, ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲಾರಿಟಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ” ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಭಾಗಿಯಾಗದ ಷುರ್ಲೆ-ಫಿಂಕೆ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. “ಇದು ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಜೈವಿಕ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಹೊರಗೆ ನಡೆಸಬಹುದು.”

ಹೊಸ ಕೃತಕ ಅಂಗಗಳೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ, ನೈಜ-ಪ್ರಪಂಚದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಸ್ನಾಯು-ನಿಯಂತ್ರಿತ ರೋಬೋಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಚರ್ಮದ ಹೊದಿಕೆಗಳಂತಹ ಇತರ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ರಾಮನ್ ತಂಡವು ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತಿದೆ.

ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು US ಡಿಪಾರ್ಟ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಡಿಫೆನ್ಸ್ ರಿಸರ್ಚ್, MIT ರಿಸರ್ಚ್ ಸಪೋರ್ಟ್ ಕಮಿಟಿ ಮತ್ತು ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್‌ನಿಂದ ಭಾಗಶಃ ಬೆಂಬಲಿತವಾಗಿದೆ.

Source link