ये आकार बदलने वाले उपकरण चुंबकीय क्षेत्र के लिए पिघलते हैं और फिर से बनते हैं

जनता से रिश्ता वेबडेस्क। शेप-शिफ्टिंग लिक्विड मेटल रोबोट अब साइंस फिक्शन तक सीमित नहीं रह सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने मैटर में 25 जनवरी की रिपोर्ट में कहा कि लघु मशीनें ठोस से तरल में बदल सकती हैं और फिर से तंग जगहों पर जा सकती हैं और सर्किट बोर्ड को टांका लगाने जैसे कार्य कर सकती हैं।

यह चरण-स्थानांतरण संपत्ति, जिसे दूर से चुंबकीय क्षेत्र से नियंत्रित किया जा सकता है, धातु गैलियम के लिए धन्यवाद है। शोधकर्ताओं ने चुंबक के साथ धातु की गति को निर्देशित करने के लिए धातु को चुंबकीय कणों के साथ एम्बेड किया। यह नई सामग्री वैज्ञानिकों को नरम, लचीले रोबोट विकसित करने में मदद कर सकती है जो संकीर्ण मार्गों से घूम सकते हैं और बाहरी रूप से निर्देशित हो सकते हैं।

वैज्ञानिक सालों से चुंबकीय रूप से नियंत्रित सॉफ्ट रोबोट विकसित कर रहे हैं। इन बॉट्स के लिए अधिकांश मौजूदा सामग्री या तो खिंचाव वाली लेकिन ठोस सामग्री से बनी होती है, जो सबसे संकरी जगहों से नहीं गुजर सकती है, या चुंबकीय तरल पदार्थ, जो तरल होते हैं लेकिन भारी वस्तुओं को ले जाने में असमर्थ होते हैं (3/3/21)। उदाहरण के लिए, पिट्सबर्ग में कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय के मैकेनिकल इंजीनियर कार्मेल मजीदी कहते हैं, "समुद्री खीरे, बहुत तेजी से और विपरीत रूप से अपनी कठोरता को बदल सकते हैं।" "इंजीनियरों के रूप में हमारे लिए चुनौती यह है कि हम सॉफ्ट मटेरियल सिस्टम में नकल करें।"

इसलिए टीम गैलियम में बदल गई, एक धातु जो लगभग 30 डिग्री सेल्सियस - कमरे के तापमान से थोड़ा ऊपर पिघलती है। अपनी स्थिति को बदलने के लिए एक हीटर को धातु के एक टुकड़े से जोड़ने के बजाय, शोधकर्ता इसे तेजी से बदलते चुंबकीय क्षेत्र में इसे द्रवीभूत करने के लिए उजागर करते हैं। वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र गैलियम के भीतर बिजली उत्पन्न करता है, जिससे यह गर्म होकर पिघल जाता है। कमरे के तापमान को ठंडा करने के लिए छोड़े जाने पर सामग्री फिर से जम जाती है।

चूंकि पूरे गैलियम में चुंबकीय कण बिखरे हुए हैं, एक स्थायी चुंबक इसे चारों ओर खींच सकता है। ठोस रूप में, चुंबक सामग्री को लगभग 1.5 मीटर प्रति सेकंड की गति से स्थानांतरित कर सकता है। उन्नत गैलियम भी अपने वजन का लगभग 10,000 गुना भार उठा सकता है।

बाहरी चुम्बक अभी भी तरल रूप में हेरफेर कर सकते हैं, जिससे यह खिंचाव, विभाजन और विलय हो सकता है। लेकिन द्रव की गति को नियंत्रित करना अधिक चुनौतीपूर्ण है, क्योंकि गैलियम में कण स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं और पिघलने के परिणामस्वरूप असंरेखित चुंबकीय ध्रुव होते हैं। उनके विभिन्न झुकावों के कारण, चुंबक की प्रतिक्रिया में कण अलग-अलग दिशाओं में चलते हैं।

मजीदी और उनके सहयोगियों ने विभिन्न कार्यों को करने वाली छोटी मशीनों में अपनी रणनीति का परीक्षण किया। फिल्म टर्मिनेटर 2 से सीधे बाहर एक प्रदर्शन में, एक खिलौना व्यक्ति सलाखों के माध्यम से पिघल कर और अपने मूल रूप में सलाखों के बाहर रखे मोल्ड का उपयोग करके जेल की कोठरी से बच निकला।

अधिक व्यावहारिक पक्ष पर, एक मशीन ने अंग से बाहर निकलने से पहले विदेशी वस्तु के चारों ओर खुद को लपेटने के लिए थोड़ा पिघला कर एक मॉडल मानव पेट से एक छोटी सी गेंद निकाली। लेकिन गैलियम अपने आप एक वास्तविक मानव शरीर के अंदर गू में बदल जाएगा, क्योंकि धातु शरीर के तापमान पर एक तरल है, लगभग 37 डिग्री सेल्सियस। बिस्मथ और टिन जैसी कुछ और धातुएं, बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में गैलियम में जोड़ी जाएंगी। सामग्री के गलनांक को बढ़ाने के लिए, लेखक कहते हैं। एक अन्य प्रदर्शन में, एक सर्किट बोर्ड को सोल्डर करने के लिए सामग्री को द्रवीभूत और पुन: कठोर किया गया।

चर और स्थायी चुम्बकों की मदद से, शोधकर्ताओं ने गैलियम के टुकड़ों को आकार बदलने वाले उपकरणों में बदल दिया। पहली क्लिप में, एक खिलौना आकृति अपनी जेल की कोठरी से तरलीकरण, सलाखों के माध्यम से ग्लाइडिंग और सलाखों के बाहर रखे एक सांचे का उपयोग करके फिर से जमने से बच जाती है। दूसरी क्लिप में, एक उपकरण एक मॉडल मानव के पेट से एक गेंद को थोड़ा पिघला कर हटाता है ताकि विदेशी वस्तु के चारों ओर लपेटा जा सके और अंग से बाहर निकल सके।

हालांकि यह चरण-स्थानांतरण सामग्री क्षेत्र में एक बड़ा कदम है, लेकिन इसके बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के बारे में सवाल बने हुए हैं, डेंटन में उत्तरी टेक्सास विश्वविद्यालय के बायोमेडिकल इंजीनियर आमिर जाफरी कहते हैं, जो काम में शामिल नहीं थे। एक बड़ी चुनौती, वे कहते हैं, मानव शरीर के अंदर चुंबकीय शक्तियों को सटीक रूप से नियंत्रित करना है जो बाहरी डिवाइस से उत्पन्न होती हैं।

"यह एक सम्मोहक उपकरण है," हार्वर्ड विश्वविद्यालय के रोबोटिक्स इंजीनियर निकोलस बीरा कहते हैं, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे। लेकिन, वह कहते हैं, सॉफ्ट रोबोटिक्स का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिक लगातार नई सामग्री बना रहे हैं।

"इन विभिन्न नवीन सामग्रियों के संयोजन में आने वाला सच्चा नवाचार निहित है।"