फ़ोम फ़्लूइडिक्स से सॉफ्ट रोबोटिक्स को कैसे मदद मिल सकती है

कठोर संरचना वाले रोबोट से सॉफ्ट रोबोटिक्स की ओर

रोबोट की कल्पना करते समय अक्सर बड़े औद्योगिक यंत्र या विज्ञान-कथा के पात्र सामने आते हैं—धातु के डरावने टर्मिनेटर से लेकर I, Robot के पात्रों और वास्तविक आधुनिक ह्यूमनॉइड तक।

इनमें आम तौर पर धातु और प्लास्टिक की कठोर संरचनाएँ दिखती हैं, जिन्हें हाइड्रॉलिक या विद्युत ऐक्चुएटर चलाते हैं। हालांकि, रोबोट बनाने का यही एकमात्र तरीका नहीं है।

मनुष्य के शरीर के संपर्क में आने या फल जैसी नाजुक वस्तुओं को संभालने वाले रोबोट को अधिक लचीलेपन और नियंत्रित, कोमल बल की आवश्यकता हो सकती है। कठोर संरचना कुछ ऐसे कामों के लिए उपयुक्त नहीं होती।

सॉफ्ट रोबोटिक्स में नरम और लचीली सामग्री से रोबोटिक प्रणालियाँ विकसित की जाती हैं। हमने पहले चर्चा की है कि 3D प्रिंटिंग सॉफ्ट रोबोट बनाने में कैसे मदद कर सकती है और हाइड्रोजेल उनकी गतिशीलता कैसे बढ़ा सकता है।

इन तकनीकों में अब एक और शोध-आधारित तरीका जुड़ता है: फ़ोम फ़्लूइडिक्स।

वायु-चालित लॉजिक से फ़ोम फ़्लूइडिक्स तक

यह शोध राइस विश्वविद्यालय में किया गया, टेक्सस विश्वविद्यालय में नहीं। खुले छिद्रों वाले फ़ोम से बहती हवा का उपयोग संवेदन और नियंत्रण के लिए किया गया। परिणाम “नरम ओपन-सेल फ़ोम में अंतर्निहित फ़्लूइडिक संवेदन और नियंत्रण” शीर्षक वाले शोधपत्र में प्रकाशित हुए।

वायु-चालित लॉजिक सर्किट में विद्युत संकेतों के स्थान पर हवा के दबाव और प्रवाह से सूचना संसाधित की जाती है।

पारंपरिक डिज़ाइन में अनेक अलग-अलग लॉजिक घटकों को जोड़ना पड़ता है। जटिल कार्यों के साथ घटकों की संख्या और उपकरण का आकार बढ़ सकता है।

राइस की टीम ने फ़ोम की छिद्रयुक्त संरचना और दबाव के अंतर का उपयोग किया। इससे कुछ संवेदन और नियंत्रण कार्य कम अलग-अलग घटकों से किए जा सके।

स्रोत: Rice University

सामग्री में समाहित एनालॉग नियंत्रण

दबाव के अनुसार प्रतिक्रिया देने वाला ऐक्चुएटर इसका उदाहरण है। बल को मापने और गति नियंत्रित करने के कई तरीके हैं; हर पारंपरिक रोबोट के लिए एक जैसी जटिल संरचना अनिवार्य नहीं होती।

फ़ोम पर लगाया गया बल उसके वायु-प्रवाह प्रतिरोध को बदल सकता है। इसी संबंध से ऐक्चुएटर की प्रतिक्रिया नियंत्रित की जा सकती है।

स्रोत: Rice University

हवा का घनत्व दबाव के साथ बदलता है, इसलिए फ़ोम में उसके प्रवाह का मॉडल बनाना चुनौतीपूर्ण था।

शोधकर्ताओं ने प्रवाह और लगाए गए बल के साथ बदलते प्रतिरोध का विश्लेषण करने के लिए सैद्धांतिक मॉडल तथा प्रयोग विकसित किए।

अनुप्रयोग

यह तरीका कुछ कठोर इलेक्ट्रॉनिक घटकों की आवश्यकता घटा सकता है। फिर भी संपीड़ित हवा का स्रोत चाहिए; पूरी प्रणाली को ऊर्जा या बैटरी से सर्वथा स्वतंत्र मानना सही नहीं है।

एक्सोसूट्स

सीमित गतिशीलता वाले लोगों की सहायता करने वाले पहनने योग्य उपकरण इसका संभावित उपयोग हैं। ऐसे उपकरणों की व्यापक पृष्ठभूमि हमने “रोबोटिक्स से स्वतंत्रता और गतिशीलता—एक्सोसूट पार्किंसन रोगियों की कैसे सहायता कर सकते हैं” में देखी है।

एक्सोसूट गोदामों, कारखानों या अन्य स्थानों पर भारी भार संभालने के दौरान चोट का जोखिम कम करने में मदद कर सकते हैं।

फ़ोम फ़्लूइडिक्स को कपड़ों में समाहित करने की संभावना है। यह अभी संभावित अनुप्रयोग है, सभी मौजूदा एक्सोसूट का सिद्ध विकल्प नहीं।

VR / हैप्टिक तकनीक

हैप्टिक प्रणालियाँ स्पर्श, दबाव या कंपन जैसे संकेत देती हैं। वे आभासी वास्तविकता और प्रशिक्षण में प्रतिक्रिया उपलब्ध कराने का एक तरीका हैं।

फ़ोम-आधारित सर्किट से स्पर्श संकेतों द्वारा सूचना पहुँचाने का प्रदर्शन किया गया। प्रशिक्षण में इसके उपयोग की संभावना है, लेकिन इस शोध से चिकित्सकीय प्रभावशीलता सिद्ध नहीं होती।

स्रोत: Rice University

सॉफ्ट रोबोटिक्स में निवेश

सॉफ्ट रोबोटिक्स का उपयोग नाजुक वस्तुओं को पकड़ने, मनुष्यों के साथ सुरक्षित संपर्क और कुछ पहनने योग्य उपकरणों में बढ़ सकता है। वास्तविक अपनाव लागत, विश्वसनीयता और उपयोग की आवश्यकताओं पर निर्भर करेगा।

रोबोटिक्स से जुड़ी सूचीबद्ध कंपनियों में निवेश के लिए विभिन्न ब्रोकर उपलब्ध हैं। securities.io पर अमेरिका, कनाडा, ऑस्ट्रेलिया, यूनाइटेड किंगडम और अन्य देशों के ब्रोकर संबंधी हमारी समीक्षाएँ देख सकते हैं।

अलग-अलग कंपनियाँ चुनने के बजाय Global X Robotics & Artificial Intelligence ETF (BOTZ), iShares Automation & Robotics UCITS ETF (RBOT) या Global Robotics & Automation Index ETF (ROBO) जैसे फंड भी देखे जा सकते हैं। वे कई कंपनियों में निवेश बाँटते हैं, लेकिन जोखिम समाप्त नहीं करते और केवल फ़ोम फ़्लूइडिक्स पर केंद्रित नहीं हैं।

संबंधित रोबोटिक्स कंपनियाँ

1. Ekso BIONICS

Ekso Bionics एक्सोस्केलेटन विकसित करती है। कंपनी ने अपना पहला व्यावसायिक चिकित्सा एक्सोस्केलेटन 2012 में प्रस्तुत किया था। ABI का अर्थ अर्जित मस्तिष्क चोट है, किसी सूट का नाम नहीं। EVO औद्योगिक कार्यों में सहायता देने वाला उत्पाद है; इसे चिकित्सा उपकरण की मंजूरी के समान नहीं समझना चाहिए।

कंपनी चिकित्सा पुनर्वास और गतिशीलता के साथ औद्योगिक सहायता उपकरणों में भी काम करती है। सभी उत्पाद सॉफ्ट रोबोट नहीं हैं।

कंपनी की 2023 की राजस्व आय लगभग 1.83 करोड़ डॉलर रही, जो 2022 की तुलना में 42 प्रतिशत अधिक थी। यह राजस्व वृद्धि है, लाभ में वृद्धि नहीं।

स्रोत: Ekso

दिसंबर 2022 में कंपनी ने Parker Hannifin की Human Motion and Control (HMC) व्यावसायिक इकाई का अधिग्रहण किया। इसमें निचले अंगों की कमजोरी या पक्षाघात वाले लोगों के लिए मोटर-चालित Indego एक्सोस्केलेटन शामिल थे।

इस अधिग्रहण से कंपनी का उत्पाद दायरा बढ़ा। भविष्य में आंतरिक अनुसंधान और अन्य अधिग्रहण दोनों विकास के रास्ते हो सकते हैं, लेकिन इससे लगातार सफल अधिग्रहण करने की क्षमता सिद्ध नहीं होती।

सॉफ्ट रोबोटिक्स या फ़ोम फ़्लूइडिक्स भविष्य के डिज़ाइन में उपयोगी हो सकते हैं। यहाँ यह संभावित तकनीकी अवसर है, Ekso द्वारा घोषित उपयोग या उत्पाद योजना नहीं।

2. Soft Robotics

Soft Robotics एक निजी कंपनी थी, सार्वजनिक शेयर बाजार में सूचीबद्ध कंपनी नहीं। ABB Technology Ventures ने इसमें निवेश और साझेदारी की थी। ABB के 2018 के विवरण में नरम ग्रिपर को औद्योगिक रोबोट के साथ जोड़ने की चर्चा है।

mGripAI खाद्य प्रसंस्करण में वस्तुओं को पकड़ने के लिए नरम ग्रिपर, 3D विज़न और एआई को जोड़ता है। ABB का IRB360 FlexPicker एक रोबोटिक प्लेटफॉर्म है जिसके साथ ऐसे ग्रिपर लगाए जा सकते हैं; वह स्वयं केवल ग्रिपर नहीं है।

स्रोत: Soft Robotics

इस तरह की प्रणालियों में भविष्य में फ़ोम फ़्लूइडिक्स का उपयोग संभव हो सकता है। हालांकि, यहाँ इसका वास्तविक समावेश प्रदर्शित या घोषित नहीं किया गया है।

इस वीडियो में mGripAI को काम करते देखा जा सकता है।

नरम ऐक्चुएटर और ग्रिपर के व्यावहारिक उपयोगों में औद्योगिक प्रक्रियाएँ, विशेषकर नाजुक खाद्य पदार्थों को संभालना, शामिल हैं।

एआई, मशीन विज़न, ऊर्जा आपूर्ति और सॉफ्ट रोबोटिक्स में प्रगति से सेवा तथा देखभाल संबंधी अधिक कार्यों में सहायता मिल सकती है। हर काम के लिए उपयोगिता और सुरक्षा अलग से जाँचनी होगी; लगभग पूरा मानव श्रम निश्चित रूप से बदल जाएगा, ऐसा निष्कर्ष नहीं निकाला जा सकता।