मशरूम बॉट्स का उदय: कवक के संकेतों से नियंत्रित रोबोट

नरम रोबोटों की आवश्यकता

कारखाने जैसे नियंत्रित वातावरण से बाहर काम करने वाले रोबोटों को गति पर सटीक नियंत्रण और लोगों तथा वस्तुओं के साथ सुरक्षित संपर्क की जरूरत होती है।

इसके लिए उपयुक्त सेंसर, खासकर स्पर्श सेंसर, आवश्यक हैं। कठिन परिस्थितियों में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विश्वसनीयता, लागत और सामग्री महत्वपूर्ण हैं। कुछ उपकरण दुर्लभ मृदा तत्व इस्तेमाल करते हैं, लेकिन यह सभी सेंसरों की अनिवार्य विशेषता नहीं है।

जैविक प्रणालियां कोशिकाओं, प्रोटीन और चयापचय प्रक्रियाओं से संवेदन तथा प्रतिक्रिया के उदाहरण देती हैं।

बायोमिमिक्री में प्रकृति के सिद्धांतों से मशीनों का डिजाइन सुधारा जाता है। हमने इसे लेख ”रोबोटिक्स कैसे प्रकृति से प्रेरणा ले सकता है” में समझाया।

सॉफ्ट रोबोटिक्स में लचीले एक्ट्यूएटर और संपर्क वाले हिस्से इस्तेमाल होते हैं। इसके उदाहरण ”फोम फ्लुइडिक्स से सॉफ्ट रोबोटिक्स को कैसे लाभ हो सकता है”, ”मानव जैसे हाथ: एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग से सॉफ्ट रोबोटिक्स में प्रगति” और ”मैग्नेटिक जेल कैप्सूल रोबोटिक्स और मेडिसिन दोनों को आगे बढ़ा सकते हैं” में दिए गए हैं।

एक अन्य तरीका कृत्रिम सामग्री से जीवों की नकल करने के बजाय वास्तविक जीवित ऊतक को रोबोट में जोड़ना है।

कॉर्नेल विश्वविद्यालय और फ्लोरेंस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने Science Robotics में ”फंगल मायसेलिया के इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल मापों द्वारा रोबोट्स का सेंसरिमोटर नियंत्रण” शीर्षक से ऐसा प्रयोग प्रस्तुत किया। उन्होंने रोबोट को नियंत्रित करने के लिए कवक के विद्युत संकेत इस्तेमाल किए; कवक मोटरों को चलाने की बिजली नहीं दे रहा था।

कवक के जैवविद्युत संकेत

मायसीलियम कवक के धागेनुमा हाइफा का जाल है। इसमें जैविक गतिविधि और बाहरी उत्तेजना से संबंधित विद्युत परिवर्तन दर्ज किए जा सकते हैं। इस प्रयोग में पराबैंगनी प्रकाश ने संकेतों और रोबोट की गति को बदला। रासायनिक संवेदन एक संभावित अगला कदम है, इन प्रोटोटाइपों की पहले से सिद्ध क्षमता नहीं।

एक बायोरॉबोट को जीवित रखना

पहले भी प्रयोगशाला में उगाई गई मांसपेशियों जैसे ऊतक रोबोट में जोड़े गए हैं। देखें ”मसल-आधारित एक्ट्यूएटर रोबोटिक समाधान की संभावनाओं को अधिकतम कर सकते हैं”।

जीवित ऊतक बनाए रखने के लिए सही तापमान, नमी और पोषक तत्व चाहिए। संदूषण और संक्रमण का जोखिम भी रहता है।

ऊतक खराब होने पर रोबोट की कार्यक्षमता घट सकती है।

मायसीलियम कुछ पशु ऊतकों की तुलना में विविध परिस्थितियों को बेहतर सह सकता है। फिर भी वह संदूषण से अछूता नहीं है और उचित संवर्धन की जरूरत रहती है।

कवक पर्यावरणीय उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया कर सकता है, लेकिन प्रत्येक विशेष सेंसर क्षमता को अलग से साबित करना जरूरी है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण उसके संकेत दर्ज करके उन्हें नियंत्रण आदेशों में बदल सकते हैं। इससे संभावित जैवसेंसर बनते हैं, बिना किसी सीमा वाले आदर्श सेंसर नहीं।

फंगस रोबोट कैसे काम करते हैं

शोधकर्ताओं ने रिकॉर्डिंग व्यवस्था में मायसीलियम उगाया और उसके संकेत मोटर नियंत्रण से जोड़े। संकेतों में परिवर्तन संसाधित करके रोबोट की गति तय की गई।

व्यवस्था कंपन और विद्युतचुंबकीय शोर का प्रभाव कम करती है, जिससे कमजोर जैविक संकेत दर्ज करना आसान होता है।

इससे चलते हुए प्रोटोटाइप में अधिक स्थिर इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग संभव हुई।

रोबोट ने प्रकाश पर प्रतिक्रिया दिखाई। शोधकर्ता भविष्य में रासायनिक उत्तेजनाओं की प्रतिक्रिया भी जांचना चाहते हैं।

भविष्य में ऐसे सेंसर मिट्टी की निगरानी में काम आ सकते हैं। अभी यह सिद्ध नहीं हुआ कि ये रोबोट स्वयं उर्वरक की सही मात्रा तय कर सकते हैं। संबंधित लेख है ”निवेशकों को ध्यान देना चाहिए: रोबोटिक्स खेती में बढ़ रहा है”।

रोगजनकों की पहचान भी संभावित शोध दिशा है, जिसके लिए अलग विकास और परीक्षण चाहिए।

एक बहु-विषयक क्षेत्र

ऐसी प्रणालियों के विकास में कई विषयों का सहयोग जरूरी है।

“आपको मैकेनिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स, कवक-विज्ञान, न्यूरोबायोलॉजी और संकेत प्रसंस्करण की जानकारी चाहिए। ऐसी प्रणाली बनाने में ये सभी क्षेत्र मिलते हैं।”

आनंद मिश्रा, शोध सहयोगी, Organic Robotics Lab, जिसका नेतृत्व Rob Shepherd करते हैं।

मिश्रा ने विद्युत संकेत दर्ज करने के लिए Bruce Johnson और स्वच्छ मायसीलियम संवर्धन तथा इलेक्ट्रोड डालते समय संदूषण रोकने के लिए Kathie Hodge के साथ काम किया।

पहले प्रोटोटाइप

दो जैवसंकर प्रोटोटाइप बनाए गए: पैरों वाला एक सॉफ्ट रोबोट और पहियों वाला रोबोट।

स्रोत: Cornell University

मायसीलियम की विद्युत स्पाइक्स से उनकी गति नियंत्रित हुई। पराबैंगनी प्रकाश से संकेत बदले और चलने का ढंग भी बदला।

बायो- और सॉफ्ट रोबोटिक्स में निवेश

सॉफ्ट और जैवसंकर रोबोटिक्स भविष्य में देखभाल, गोदाम और कृषि जैसे क्षेत्रों में योगदान दे सकते हैं। अलग-अलग तकनीकों की व्यावसायिक तैयारी समान नहीं है।

रोबोटिक्स कंपनियों के शेयर ब्रोकरों के माध्यम से खरीदे जा सकते हैं। securities.io पर अमेरिका, कनाडा, ऑस्ट्रेलिया, ब्रिटेन, और कई अन्य देशों के ब्रोकरों की तुलना उपलब्ध है.

व्यापक निवेश के लिए GlobalX Robotics & Artificial Intelligence ETF (BOTZ), iShares Automation & Robotics UCITS ETF (RBOT), या Global Robotics & Automation Index ETF (ROBO) जैसे ETF और हमारा लेख ”पांच रोबोटिक्स और कृत्रिम बुद्धिमत्ता ETF” देखा जा सकता है। फंडों की रणनीति, शुल्क और जोखिम अलग हैं; ये कवक वाले प्रोटोटाइप में सीधा निवेश नहीं हैं।

इसके अलावा देखें ”दस रोबोटिक्स कंपनियां”।

रोबोटिक कंपनियां

1. Soft Robotics

लेख में वर्णित समय में Soft Robotics निजी कंपनी थी, अलग से शेयर बाजार में सूचीबद्ध नहीं। ABB Technology Ventures ने इसकी तकनीक के विकास में निवेश किया था।

mGripAI खाद्य प्रसंस्करण के लिए सॉफ्ट ग्रिपर, त्रिआयामी दृष्टि और AI को जोड़ता है। ऐसी व्यवस्था ABB IRB 360 FlexPicker जैसे औद्योगिक रोबोट के साथ इस्तेमाल हो सकती है।

स्रोत: Soft Robotics

सॉफ्ट ग्रिपर का अनुभव दूसरी तकनीकों के विकास में मदद कर सकता है। इससे यह सिद्ध नहीं होता कि कंपनी ने फोम फ्लुइडिक्स या मायसीलियम सेंसर पहले से अपना लिए हैं।

इस वीडियो में mGripAI काम करता दिखाई देता है।

सॉफ्ट ग्रिपर अभी मुख्यतः औद्योगिक कामों, खासकर खाद्य पदार्थों के संचालन में इस्तेमाल होते हैं।

AI, मशीन विजन और एक्ट्यूएटर में सुधार से नए काम संभव हो सकते हैं। लोगों की जगह लेना स्वचालित या निश्चित परिणाम नहीं; सुरक्षा और विश्वसनीयता आवश्यक हैं।

मायसीलियम सेंसर भविष्य में कुछ रसायनों या खराब भोजन की पहचान के लिए जांचे जा सकते हैं। यह mGripAI की पहले से सिद्ध व्यावसायिक विशेषता नहीं है।

2. Boston Dynamics

चार पैरों वाला Spot, जिसे Boston Dynamics बनाती है, सीढ़ियों और कठिन जगहों पर निरीक्षण कर सकता है। 2020 में घोषित शुरुआती कीमत 74,500 डॉलर थी; यह वर्तमान कीमत या सभी सहायक उपकरणों और सेवाओं सहित कुल लागत नहीं है।

Spot तय निरीक्षण मिशन कर सकता है और उचित डॉक होने पर चार्जिंग के लिए लौट सकता है। इससे बिना निगरानी या रखरखाव के अनिश्चितकाल तक चौबीसों घंटे काम की गारंटी नहीं मिलती। कंपनी के प्रकाशित आंकड़ों के अनुसार, इसके रोबोट अनेक संस्थानों में इस्तेमाल हुए हैं। ग्राहकों की संख्या और तैनात रोबोटों की संख्या अलग माप हैं।

इनका उपयोग विनिर्माण, ऊर्जा, निर्माण, अनुसंधान और शिक्षा जैसे क्षेत्रों में होता है।

ऐसे मोबाइल प्लेटफॉर्म पर मायसीलियम सेंसर जोड़ना संभावित शोध है, घोषित व्यावसायिक सुविधा नहीं।

Hyundai ने 2021 में अधिग्रहण सौदा पूरा किया तो उसके समूह के पास 80% और SoftBank की संबद्ध इकाई के पास 20% हिस्सेदारी थी।

Boston Dynamics अपने मानवाकृति Atlas रोबोट के लिए भी प्रसिद्ध है।

स्रोत: Boston Dynamics

Hyundai दक्षिण कोरिया का व्यापक औद्योगिक और तकनीकी समूह है। ऐसे बड़े समूहों को चैबोल कहा जाता है।

स्वचालन श्रम की कमी में मदद कर सकता है, विशेषकर जब दक्षिण कोरिया की प्रजनन दर बहुत कम है। लेकिन जनसांख्यिकीय समस्याओं का यह अकेला समाधान नहीं है।

कंपनी की रणनीति में अधिक स्वचालन और प्रति व्यक्ति बेहतर उत्पादकता की आकांक्षा शामिल है। विशिष्ट परियोजनाओं के अनुमान प्रत्येक काम में समान लाभ की गारंटी नहीं हैं।