एमआईटी ने एक छोटा ओरिगेमी रोबोट विकसित किया है जो खुद को मोड़ सकता है और यह एक दिन मानव शरीर के अंदर काम कर सकता है

एक गर्म सतह पर प्लास्टिक का एक सपाट टुकड़ा रखने की कल्पना करें और इसे मानव हाथों, मोटरों या जटिल असेंबली के बिना पूरी तरह कार्यात्मक रोबोट में तब्दील होते हुए देखें। यह विज्ञान कथा की तरह लग सकता है, लेकिन मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के शोधकर्ताओं ने एक छोटे, ओरिगामी-प्रेरित रोबोट के साथ बिल्कुल वैसा ही प्रदर्शन किया, जिसे खुद को इकट्ठा करने और उपयोगी कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पहली बार 2015 में अनावरण किया गया, सेंटीमीटर लंबी मशीन ने दिखाया कि कैसे सरल सामग्री, चतुर इंजीनियरिंग और ओरिगेमी की प्राचीन कला मिलकर नई पीढ़ी के लघु रोबोट बना सकती है। हालाँकि यह एक प्रायोगिक प्रोटोटाइप था, परियोजना ने भविष्य की एक झलक पेश की जहां स्व-संयोजन रोबोट चिकित्सा, आपदा प्रतिक्रिया और पारंपरिक मशीनों के लिए बहुत छोटे या खतरनाक अन्य वातावरणों में मदद कर सकते हैं।

कैसे एक सपाट प्लास्टिक शीट कुछ ही मिनटों में एक काम करने वाले रोबोट में बदल जाती है

पर बनाया गया एमआईटी में कंप्यूटर विज्ञान और कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रयोगशाला (CSAIL)।रोबोट एक सपाट संरचना के रूप में शुरू होता है जिसमें सामग्री की तीन परतें होती हैं। केंद्रीय परत पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) से बनी होती है, एक प्लास्टिक जो गर्म करने पर सिकुड़ जाती है, जबकि ऊपर और नीचे की परतों में विशिष्ट पैटर्न में लेजर-कट स्लिट होते हैं जो फोल्डिंग प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं।शीट को 150°F (लगभग 65°C) के तापमान तक गर्म करने पर, संरचना की पीवीसी परत सिकुड़ जाती है, जिससे संरचना लगभग एक मिनट में स्वचालित रूप से 3-डी रोबोट में बदल जाती है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप जो उभरता है वह एक छोटा रोबोट है जिसकी लंबाई 1.7 सेंटीमीटर है और वजन केवल 0.31 ग्राम है।

अपने छोटे आकार के बावजूद, रोबोट चल सकता है, चढ़ सकता है, तैर सकता है और भारी भार उठा सकता है

एक बार मुड़ने के बाद, रोबोट को उसके पीछे लगे एक छोटे स्थायी चुंबक पर अभिनय करने वाले बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके निर्देशित किया जाता है। यह सरल डिज़ाइन इसे सपाट सतहों पर रेंगने, ढलानों पर चढ़ने, उबड़-खाबड़ इलाकों में चलने और यहां तक ​​कि पानी में तैरने की अनुमति देता है।केवल एक तिहाई ग्राम वजन के बावजूद, रोबोट अपने वजन से दोगुना भार ले जा सकता है और प्रति सेकंड चार शरीर की लंबाई तक की गति से यात्रा कर सकता है। सह-डेवलपर सिंथिया आर. सुंग के अनुसार, जो मैकेनिकल इंजीनियरिंग और एप्लाइड मैकेनिक्स (एमईएएम) विभाग में एसोसिएट प्रोफेसर भी हैं और पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में जनरल रोबोटिक्स, ऑटोमेशन, सेंसिंग एंड परसेप्शन (जीआरएएसपी) लैब के सदस्य हैं, रोबोट की गति पूरी तरह से इसके यांत्रिक डिजाइन में अंतर्निहित है, जो पहले के ओरिगेमी रोबोटों में पाए जाने वाले ऑनबोर्ड मोटर्स या जटिल एक्चुएशन सिस्टम की आवश्यकता को खत्म कर देती है।

शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि भविष्य के संस्करण मानव शरीर के अंदर कार्य कर सकते हैं

परियोजना के सबसे रोमांचक पहलुओं में से एक यह नहीं था कि रोबोट पहले से ही क्या कर सकता था, बल्कि यह था कि अंततः यह क्या बन सकता है। एमआईटी टीम ने छोटे, जैव-संगत संस्करणों की कल्पना की, जिन्हें निगला जा सकता है या मानव शरीर में इंजेक्ट किया जा सकता है, एक विशिष्ट स्थान की यात्रा की जा सकती है, एक चिकित्सा कार्य किया जा सकता है और फिर उनका काम पूरा होने पर सुरक्षित रूप से विघटित किया जा सकता है।इस संभावना का पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने तरल-घुलनशील सामग्रियों का उपयोग करके प्रोटोटाइप बनाया। एक संस्करण लगभग पूरी तरह से एसीटोन में घुल गया, जबकि दूसरे में ऐसे घटकों का उपयोग किया गया जो पानी में घुल सकते थे, केवल छोटे स्थायी चुंबक को पीछे छोड़ते हुए। जैसा कि पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता शुहेई मियाशिता ने बताया, इस अवधारणा को रोबोट के पूरे जीवन चक्र को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, स्व-संयोजन और संचालन से लेकर उपयोग के बाद नियंत्रित गिरावट तक।इस विचार ने जल्द ही आगे के शोध को प्रेरित किया। 2016 में, MIT ने एक पेश किया निगलने योग्य ओरिगेमी रोबोट जो एक नकली पेट के अंदर प्रकट हो सकता है और निगले हुए बटन बैटरी को हटाने या छोटे घावों को पैच करने के लिए चुंबकीय रूप से संचालित किया जा सकता है, यह दर्शाता है कि मूल अवधारणा व्यावहारिक चिकित्सा अनुप्रयोगों में कैसे विकसित हो सकती है।

एक दशक बाद, सेल्फ-फोल्डिंग रोबोट एक मील का पत्थर बना हुआ है लघु रोबोटिक्स

हालाँकि मूल रोबोट कभी भी व्यावसायिक उत्पाद नहीं बन सका, यह स्व-संयोजन रोबोटिक्स के सबसे प्रभावशाली प्रदर्शनों में से एक बना हुआ है। ओरिगेमी सिद्धांतों को स्मार्ट सामग्रियों के साथ जोड़कर, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि जटिल रोबोटिक व्यवहार के लिए हमेशा भारी मोटर्स या जटिल यांत्रिक प्रणालियों की आवश्यकता नहीं होती है।स्विस फेडरल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी ज्यूरिख में रोबोटिक्स के प्रोफेसर ब्रैडली नेल्सन कहते हैं, “यह अवधारणा अत्यधिक रचनात्मक और अत्यधिक व्यावहारिक दोनों है, और यह एक नैदानिक ​​​​आवश्यकता को शानदार तरीके से संबोधित करती है।” “यह ओरिगेमी रोबोटों के सबसे विश्वसनीय अनुप्रयोगों में से एक है जो मैंने देखा है।”इस परियोजना ने सॉफ्ट रोबोटिक्स, चिकित्सा उपकरणों और स्वचालित रूप से आकार बदलने में सक्षम प्रोग्राम योग्य सामग्रियों पर निरंतर अनुसंधान को प्रेरित करने में भी मदद की। जैसे-जैसे वैज्ञानिक स्वास्थ्य देखभाल और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए रोबोटों को छोटा करना जारी रखते हैं, एमआईटी का सेल्फ-फोल्डिंग ओरिगामी रोबोट एक प्रारंभिक प्रमाण के रूप में खड़ा है कि कुछ सबसे परिष्कृत मशीनें सही मात्रा में गर्मी की प्रतीक्षा में प्लास्टिक की एक फ्लैट शीट से ज्यादा कुछ नहीं के रूप में जीवन शुरू कर सकती हैं।