समुद्र को साफ रखने के लिए माइक्रोबॉट्स का उपयोग

Researchers ने दुनिया के जलमार्गों को साफ रखने का एक प्रभावी तरीका खोज निकाला है। इस सप्ताह ACS Nano में प्रकाशित एक अध्ययन बताता है कि माइक्रोबॉट्स जल पर्यावरण में प्लास्टिक प्रदूषण को कैसे कम कर सकते हैं। ये चुंबकीय-शक्तिप्राप्त उपकरण बाजार में एक टिकाऊ और पुन: उपयोग योग्य विकल्प प्रदान करते हैं। यहाँ वह सब कुछ है जो आपको यह जानने के लिए चाहिए कि शोधकर्ता कैसे छोटे रोबोटों का उपयोग करके प्रदूषण से लड़ना चाहते हैं।

माइक्रोप्लास्टिक समस्याएँ पैदा करते हैं

भोजन श्रृंखलाएँ

एक प्रमुख समस्या यह है कि माइक्रोप्लास्टिक मछलियों और अन्य समुद्री जीवों द्वारा खाए जाते हैं। ये कण खाए जाने से माइक्रोप्लास्टिक भोजन श्रृंखला में प्रवेश करता है। दुर्भाग्यवश, यह चक्र समाप्त नहीं होता; यहाँ तक कि जब माइक्रोप्लास्टिक मानव उपभोग तक पहुँचते हैं, वे फिर से पर्यावरण में वापस आ जाते हैं।

मल नमूनों ने पुष्टि की है कि माइक्रोप्लास्टिक ने पर्यावरण को इतना प्रदूषित कर दिया है कि अब यह आपके शरीर का हिस्सा बन चुका है। एक अध्ययन ने पाया कि औसत व्यक्ति सालाना 50,000 प्लास्टिक कण खाता है। आज, ये हानिकारक कण जीवन के लगभग हर पहलू में पाए जा सकते हैं, जिससे यह अत्यावश्यक हो जाता है कि कमी प्रणाली लागू की जाए।

बैक्टीरिया

माइक्रोप्लास्टिक मस्तिष्क विकास के लिए हानिकारक हैं और अन्य बीमारियों का कारण बनते हैं। ये छोटे प्लास्टिक कण शैवाल और बैक्टीरिया की समस्याग्रस्त वृद्धि को आकर्षित करते हैं। ये प्रजातियाँ रोगजनक बनाती हैं और यदि लंबे समय तक सेवन या श्वास में ली जाएँ तो बीमारी का कारण बनती हैं। विशेष रूप से, अध्ययनों ने वायु, मिट्टी और जल में माइक्रोप्लास्टिक को श्वसन और हृदय-रक्तवाहिकीय रोगों से जोड़ा है। इस प्रकार, उनके पर्यावरणीय और स्वास्थ्य प्रभाव को कम करने की मजबूत मांग है।

माइक्रोबॉट्स

माइक्रोबॉट्स छोटे मशीनें हैं जिनमें अक्सर एक चलने वाला घटक होता है जिसे विद्युत, रासायनिक या चुंबकीय बलों से सक्रिय किया जा सकता है। इन छोटे रोबोटों के कई उपयोग हैं, स्वास्थ्य देखभाल से लेकर सुरक्षा और सुरक्षा तक। इस मामले में, शोधकर्ताओं ने एक चुंबकीय रूप से संचालित और नियंत्रित झुंड बनाने का प्रयास किया जो वर्तमान के आधार पर नियंत्रित किया जा सके।

स्रोत – ACS NANO

उनकी रचना 2.8 माइक्रोमीटर आकार का, चुंबकीय रूप से नियंत्रित माइक्रोबॉट थी। माइक्रोबॉट के शरीर से पॉज़िटिव चार्ज वाले चुंबकीय कणों वाले पॉलीमर सीक्वेस्ट्रेंट स्ट्रैंड्स निकलते हैं। यह संरचना भुजाओं और रोबोटों को चुंबकों के माध्यम से इकट्ठा और नियंत्रित करने में सक्षम बनाती है। विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने अमीन-परिवर्तित डायनाबीड्स का उपयोग किया जो कार्बोक्सिल-युक्त लिगैंड पॉली (N-[3-(डाइमिथाइलामिनो)प्रोपाइल] मेथाक्रिलामाइड) से कार्यात्मकित थे।

झुंड प्रदर्शन को बढ़ाते हैं

इन बॉट्स का छोटा आकार उन्हें अकेले अधिकांश कार्यों को पूरा करने में अक्षम बनाता है। हालांकि, ये सिस्टम जटिल कार्यों को प्रभावी ढंग से पूरा करने के लिए झुंडों का उपयोग करते हैं। प्रकृति की तरह, झुंड दक्षता पैदा करते हैं और सुनिश्चित करते हैं कि एकल विफलता बिंदु आवश्यक कार्यों को रोक न सके। इस प्रकार, माइक्रोबॉट्स मानव द्वारा प्रकृति की नकल का एक और उदाहरण हैं।

इस मामले में, जब चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है तो चुंबकीय स्ट्रैंड्स व्यवस्थित हो सकते हैं। एक बार संयोजित होने पर, चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग झुंड को एक सुसंगत इकाई के रूप में समन्वयित करने के लिए किया जा सकता है। यह गति माइक्रोप्लास्टिक और बैक्टीरिया को एकत्र करने में काम कर सकती है बिना अतिरिक्त कचरा छोड़े।

प्रयोग और परीक्षण

शोधकर्ताओं ने अपने चुंबकीय रूप से नियंत्रित पॉलीमर माइक्रोरोबोट झुंडों का जल सफाई कार्यों में परीक्षण शुरू किया ताकि उनकी प्रभावशीलता और विश्वसनीयता का आकलन किया जा सके। उन्होंने पाया कि जब ये छोटे मशीनें घूर्णन तल में स्वयं-संगठित हो गईं, तो उन्होंने न्यूनतम ऊर्जा आवश्यकता के साथ जल से महत्वपूर्ण मात्रा में प्रदूषकों को हटाया।

उनका परीक्षण एक कृत्रिम रूप से प्रदूषित वातावरण बनाकर शुरू हुआ। शोधकर्ताओं ने परीक्षण जल में 1 माइक्रोमीटर चौड़ी फ्लोरेसेंट पॉलीस्टाइरीन बीड्स पेश करके यह कार्य किया। फिर, शोधकर्ताओं ने बैक्टीरिया को समीकरण में जोड़ा। उन्होंने सामान्य निमोनिया-कारक बैक्टीरिया Pseudomonas aeruginosa का उपयोग किया, जिससे एक वास्तविक दुनिया का उदाहरण उपयोग में आया।

माइक्रोबॉट्स जोड़ना

माइक्रोबॉट्स को परीक्षण वातावरण में जोड़ा गया और समूह पर एक चुंबकीय क्षेत्र लागू किया गया। उल्लेखनीय रूप से, चुंबकीय क्षेत्र को 30 मिनट तक घुमाते रहे। अतिरिक्त रूप से, इसे हर 10 सेकंड में बंद किया गया। इस क्षेत्र ने माइक्रोबॉट्स को 7.5 मिलीग्राम प्रति मिलीमीटर सांद्रता में केंद्रित किया, जो सफाई कार्यों के लिए आदर्श साबित हुआ।

माइक्रोबॉट्स झुंड को नियंत्रित करना

शोधकर्ताओं ने पाया कि उन्होंने चुंबकीय संवर्द्धन के माध्यम से उपकरणों पर महत्वपूर्ण नियंत्रण प्राप्त किया। उन्होंने झुंड की दिशा, गति, आकार और मोटाई को समायोजित किया। अतिरिक्त रूप से, वे ऐसी संरचनाओं का समन्वय करने में सक्षम हुए जो विशिष्ट कार्यों जैसे प्रेरण या छंटाई को बढ़ाते हैं।

सफाई परिणाम

घना झुंड ने अपनी पहली बार में 80% बैक्टीरिया और माइक्रोप्लास्टिक प्रदूषकों को पकड़ लिया। उल्लेखनीय रूप से, एकत्रित प्रदूषक जल से निकालने के बाद भी माइक्रोबॉट्स से जुड़े रहे। फिर अल्ट्रासोनिक तरंगों को माइक्रोबॉट्स पर एक घोल में लागू किया गया जिससे वे माइक्रोप्लास्टिक और बैक्टीरिया को एक नियंत्रित इकाई में सुरक्षित रूप से रिलीज़ कर सकें।

डिकंटैमिनेशन प्रक्रिया में अल्ट्रासोनिक बाथ शामिल था जो बैक्टीरिया को मारता था, उसके बाद अल्ट्रावायलेट उपचार किया गया। साथ में, इन चरणों ने रोबोटों से 99% बैक्टीरिया को समाप्त कर दिया, जिससे उन्हें पुन: उपयोग के लिए फिर से सुरक्षित बनाया गया। इस साफ-सफाई प्रक्रिया का मतलब है कि बॉट्स पुन: उपयोग योग्य हैं और परिणामों में केवल हल्का गिरावट आती है।

शोधकर्ता

इस परियोजना के पीछे की शोध टीम का नेतृत्व मार्टिन प्यूमेर ने किया। अपनी रणनीति के हिस्से के रूप में, टीम को निर्माण, गति विश्लेषण और अनुप्रयोग की नई विधियाँ बनानी पड़ीं। उनके शोध ने उनके सिद्धांत को सिद्ध किया और भविष्य में अधिक जटिल प्रक्रियाओं और कार्यात्मकताओं के द्वार खोले।

संभावित उपयोग मामलों

पुन: उपयोग योग्य जल शोधन प्रणालियों की मजबूत मांग है जो निरंतर परिणाम प्रदान करती हैं। साफ जल तक पहुंचना, शोधन करना और वितरित करना जीवन का एक महत्वपूर्ण पहलू बन गया है। यहाँ भविष्य में माइक्रोरोबोट शोधन प्रणालियों के कुछ संभावित उपयोग मामलों की सूची दी गई है।

जल उपचार

छोटे मशीनें जल प्रणालियों को साफ करने के लिए आदर्श हैं। इन्हें न्यूनतम प्रयास से पेश किया जा सकता है और आसानी से एकत्र किया जा सकता है। उल्लेखनीय रूप से, वर्तमान जल शोधन प्रणालियों में आवश्यक प्रदर्शन की कमी है और वे अस्थिर यांत्रिक या रासायनिक प्रणालियों पर निर्भर हैं। माइक्रोबॉट्स अवशेष नहीं छोड़ते, जिससे वे एक बेहतर विकल्प बनते हैं।

समुद्र सफाई

समुद्र के मध्य में एक मील-व्यापी तैरता कचरा द्वीप मौजूद है जो लगातार विस्तार कर रहा है। यह भयानक पारिस्थितिक स्थिति प्लास्टिक कचरे के कारण उत्पन्न कई समस्याओं में से एक है। इन स्थानों से माइक्रोप्लास्टिक पर्यावरण को नुकसान पहुंचाते रहते हैं, जिससे स्वास्थ्य जोखिम उत्पन्न होते हैं।

स्रोत – AP:J. Lavers

माइक्रोरोबोटिक सफाई समाधान इन खतरनाक क्षेत्रों में पेश किए जा सकते हैं और मानव हस्तक्षेप के बिना सफाई प्रक्रिया शुरू कर सकते हैं। अतिरिक्त रूप से, ये सिस्टम भविष्य की जरूरतों को पूरा करने के लिए स्केल कर सकते हैं और प्लास्टिक-खाने वाले माइक्रोब्स जैसी अन्य तकनीकों के साथ मिलकर काम कर सकते हैं जो एकत्र किए जाने के बाद कचरे को समाप्त कर देते हैं।

स्वास्थ्य देखभाल

माइक्रोबॉट्स कम लागत वाली दवाओं और अन्य जीवनरक्षक प्रणालियों के निर्माण में मदद कर सकते हैं। अल्पकाल में, ये उपकरण आवश्यक होने पर साफ जल समाधान प्रदान करने में मदद कर सकते हैं। ये बॉट्स निकट भविष्य में अस्पतालों में आम हो सकते हैं, जहाँ वे उच्च-गुणवत्ता वाले परिणाम सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त शोधन प्रणाली के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं।

इसके अलावा, इस तकनीक का उपयोग करके घरेलू जल शोधन बाजार को चलाने वाले स्टार्टअप्स की भी संभावनाएँ बढ़ सकती हैं। जल गुणवत्ता एक वैश्विक चिंता है, और यह तकनीक उपलब्ध सबसे साफ समाधान में से एक प्रदान करती है।

निर्माण और विनिर्माण

चुंबकीय रूप से नियंत्रित रोबोट भविष्य में मजबूत इमारतों और उत्पादों के निर्माण में उपयोग किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, ये उपकरण वाहन पैनल को तब पूर्व-निर्धारित स्थिति में लौटाने में मदद कर सकते हैं जब चुंबकीय बल लागू किया जाता है। इस प्रकार, वे एक दिन जेट, रॉकेट, नाव, कार और यहां तक कि गगनचुंबी इमारतों के उच्च तनाव वाले क्षेत्रों को जोड़ने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।

माइक्रोबॉट्स के उपयोग के लाभ

माइक्रोबॉट्स समीकरण में कई लाभ लाते हैं। एक ओर, इन्हें आसानी से निर्मित, तैनात, प्रबंधित और एकत्र किया जा सकता है। ये उपकरण सेंसर भी एकीकृत कर सकते हैं, जो मूल्यवान डेटा प्रदान करते हैं जिसे प्रदूषण-रोधी प्रयासों को काफी हद तक बढ़ाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

पुन: उपयोग योग्य माइक्रोबॉट्स

इस शोध की सबसे बड़ी उपलब्धियों में से एक बॉट्स को पुन: उपयोग करने की क्षमता है। प्रत्येक चक्र में थोड़ा प्रदर्शन ह्रास होता है। हालांकि, यह छोटा प्रदर्शन ह्रास झुंड व्यवहार द्वारा संतुलित किया जाता है। अतिरिक्त रूप से, कम संचालन लागत का अर्थ है कि कोई भी एक दिन बड़े झुंड बना सकता है जो विभिन्न उद्योगों में दक्षता को बढ़ाते हैं।

नियंत्रित रिलीज़

इस विकास का एक और बड़ा लाभ विषाक्त पदार्थों की नियंत्रित रिलीज़ करने की क्षमता है। जल पर्यावरण को साफ करने और हानिकारक सामग्री को बिना रासायनिक अवशेष छोड़े फ़िल्टर करने के तरीके बनाना बहुत कठिन रहा है। यह विधि समीकरण से रसायनों को हटाती है, जिससे यह अधिक सुरक्षित और टिकाऊ बन जाता है।

चुंबकीय ऊर्जा

इन छोटे रोबोटों को व्यवस्थित और संचालित करने के लिए चुंबकीय ऊर्जा का उपयोग करने से समीकरण में एक और लाभ जुड़ता है। चुंबकीय अंतःक्रियाओं को बॉट्स में बैटरियों की आवश्यकता नहीं होती। इस प्रकार, इंजीनियरों ने आकार, वजन और अन्य कारकों को कम किया है।

इन विकासों से लाभान्वित हो सकने वाली कंपनियां

कई उद्योग जल-शोधन माइक्रोबॉट्स से लाभ उठा सकते हैं। पर्यावरण को माइक्रोप्लास्टिक हटाने के समाधान चाहिए। अतिरिक्त रूप से, स्वास्थ्य देखभाल और शोधन सेवाएँ इस तकनीक का उपयोग करके अपनी पेशकशों को सुधार सकती हैं। यहाँ कुछ फर्में हैं जिनके पास भविष्य में इन प्रगतियों से लाभ उठाने की संभावना है।

Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

(DNA )

Ginkgo Bioworks Inc. एक बायोटेक कंपनी है जो जैविक समाधान में विशेषज्ञता रखती है। यह फर्म औद्योगिक बायोटेक सेवाएँ प्रदान करती है जो लागत कम करती हैं और दक्षता बढ़ाती हैं। उल्लेखनीय रूप से, कंपनी की स्थापना 5 MIT स्नातकों ने की थी और वर्तमान में जेसन केली को CEO के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। आज, Ginkgo Bioworks Holdings बाजार में एक प्रमुख नाम है।

Ginkgo Bioworks ने उल्लेखनीय वृद्धि देखी है। 2022 में, इसने Bayer की बायोलॉजिक रिसर्च & डिवेलपमेंट साइट का अधिग्रहण किया और एक रणनीतिक साझेदारी शुरू की। कंपनी के शेयरों ने पिछले वर्ष बाजार के बाकी हिस्सों के साथ थोड़ा गिरावट देखी। हालांकि, Ginkgo Bioworks Holdings की बाजार स्थिति और उन्नत स्वामित्व समाधान इसे किसी भी पोर्टफोलियो के लिए एक मजबूत जोड़ बनाते हैं।

Imina Technologies S.A.

Imina Technologies रोबोटिक्स प्लेटफ़ॉर्म में विशेषज्ञता रखती है। यह अनुसंधान और निर्माण फर्म कई उत्पाद प्रदान करती है जो माइक्रो और नैनोस्केल अंतःक्रियाओं को सक्षम बनाते हैं। उनका प्रमुख उत्पाद, miBot, विश्व का सबसे कॉम्पैक्ट 4 डिग्री ऑफ़ फ्रीडम रोबोट है जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है।

बिना तार वाला डिज़ाइन रोबोट को सूक्ष्म सतहों को स्वतंत्र रूप से स्कैन करने के लिए आदर्श बनाता है। रोबोट बदलते पर्यावरण के अनुसार स्वाभाविक रूप से अनुकूल हो सकता है। अतिरिक्त रूप से, यह उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों को उत्पन्न करने के लिए चुंबकीय लेंस का उपयोग करता है जिन्हें कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकता है। यह बॉट भविष्य में माइक्रोरोबोट प्रगति की निगरानी और अधिक के लिए उपयोग किया जा सकता है।

माइक्रोबॉट्स का भविष्य

माइक्रो-रोबोटिक्स का भविष्य उज्ज्वल दिखता है, जहाँ AI और अन्य तकनीकें बढ़ती भूमिका निभा रही हैं और नवाचार को प्रेरित कर रही हैं। भविष्य में, नैनो और माइक्रो-रोबोटिक्स दैनिक जीवन का हिस्सा बन जाएंगे। ये छोटे कार्यकर्ता सुरक्षा स्कैन, मरम्मत, रखरखाव और अधिक जैसे कार्यों को पूरा कर सकते हैं।

नैनोटेक का उदय हो रहा है और स्व-शक्तिप्राप्त उपकरणों का परिचय नई उपयोग मामलों के द्वार खोल रहा है। आज ऐसे छोटे रोबोट हैं जो स्थैतिक बिजली या अन्य आसानी से उपलब्ध विकल्पों से स्वयं को शक्ति प्रदान करते हैं। ये विकास माइक्रोबॉट्स को नई और लाभदायक जगहों में बैक्टीरिया से लड़ने में मदद करने की संभावना बनाते हैं। इस प्रकार, माइक्रो रोबोटिक क्षेत्र एक देखी जाने वाली दिशा है।

माइक्रोबॉट्स जीवन बचा सकते हैं

यह विकास आने वाले वर्षों में समुद्र के भीतर और बाहर लाखों जीवन बचाने की क्षमता रखता है। प्रदूषण का समाधान सीधा नहीं है। इसके बजाय, दुनिया को सभी उपलब्ध विकल्पों को देखना चाहिए और उन विकल्पों को मिलाना चाहिए जो समझ में आते हैं। माइक्रोरोबोट जल शोधन प्रणालियाँ अनोखे लाभ प्रदान करती हैं जो उन्हें खोजने योग्य बनाते हैं।

इन प्रयासों को सतत ऊर्जा के साथ मिलाकर और प्रदूषण को कम करके सफलता की कुंजी बनती है। साथ में, यह बहु-आयामी दृष्टिकोण वह हो सकता है जो प्रदूषण को पीछे धकेलने के लिए आवश्यक है। वर्तमान में, शोधकर्ता लगातार समाधान खोजने के लिए काम कर रहे हैं।

सभी के लिए साफ़ समुद्र बेहतर है

नैनोस्तर पर प्रदूषण से लड़ने के लिए माइक्रोबॉट्स का उपयोग कई कारणों से समझदारी है। सबसे पहले, उनका आकार काम करने के लिए उपयुक्त है। ये सूक्ष्म इकाइयाँ झुंड में काम करते समय बहुत कुछ कर सकती हैं, और जब AI, ब्लॉकचेन और IoT जैसी अन्य तकनीकों के साथ जोड़ी जाती हैं, तो परिणाम दुनिया भर में आसानी से ट्रैक किए जा सकते हैं। इन कारणों और कई अन्य कारणों से, इस परियोजना की बहुत संभावनाएँ हैं।

अन्य शानदार पर्यावरणीय परियोजनाओं के बारे में यहाँ जानें