یہ 3D پرنٹ شدہ ملیروبوٹس اپنے اردگرد کے ماحول کو محسوس کر سکتے ہیں اور رد عمل ظاہر کر سکتے ہیں۔

ملیروبوٹ ایک دلکش کارٹون گاڑی کی طرح لگ رہا تھا کیونکہ اس نے مہارت کے ساتھ ایک پیچیدہ بھولبلییا کو نیویگیٹ کیا۔ یہ ایک عجیب مخلوق ہے: نچلا حصہ ٹوٹی ہوئی باڑ سے ملتا جلتا ہے۔ سب سے اوپر، ایک colander کی طرح ٹوکری. ایک پیسہ کا سائز، یہ نازک اور بالکل بے نیاز لگتا ہے۔

لیکن اس کے مرکز میں خود مختار روبوٹس کی تعمیر کے لیے ایک ممکنہ تمثیل کی تبدیلی ہے جو اپنے مقامی ماحول کو محسوس اور جواب دے سکتی ہے۔ کلاسک روبوٹ کے برعکس، جو متعدد اجزاء کے ساتھ جمع ہوتے ہیں، ملیروبوٹ ہے۔ 3D طباعت شدہ دودھیا نظر آنے والے میٹی میٹریل کے ساتھ جو چند برقی زپوں کے ساتھ اپنی خصوصیات کو لچکدار طریقے سے تبدیل کر سکتا ہے۔

میٹیمیٹریلز کسی مزاحیہ کتاب سے باہر کی طرح لگتے ہیں، لیکن تصور آسان ہے۔ لکڑی، شیشے، یا دیگر جامد مواد کے برعکس جن پر ہم آسانی سے ان کی ساخت کو برقرار رکھنے کے لیے انحصار کرتے ہیں، مطالعہ میں استعمال ہونے والے میٹا میٹریلز—پیزو الیکٹرک میٹریل— جب برقی مقناطیسی میدان کے ساتھ دھماکے سے پھٹ جاتے ہیں تو آسانی سے اپنی ساخت کو تبدیل کرتے ہیں۔ یہ مواد کو مڑنے، کنٹورٹ، سکڑنے یا پھیلانے کی اجازت دیتا ہے۔ ہر حرکت کا نقشہ بنائیں، اور روبوٹ بنانا اور چلانا ممکن ہے۔

بوٹ بنانے کے لیے، ٹیم ڈیزائن پیزو الیکٹرک مواد کا استعمال کرتے ہوئے روبوٹک ڈھانچے کو پرنٹ کرنے کے لیے ایک 3D پرنٹنگ سیٹ اپ۔ ایک اضافی اضافے کے طور پر، ٹیم نے بوٹس کو الٹراساؤنڈ گلو اپ دیا، اجزاء کو مواد میں شامل کیا، جس سے بوٹس کو اپنے ماحول کو محسوس کرنے کے لیے کمپن کو بجلی میں تبدیل کرنے میں مدد ملی۔

ملی بوٹس نے حقیقی وقت میں خود مختار طور پر چلنا، چھلانگ لگانا اور ممکنہ رکاوٹوں سے بچنا سیکھا۔ یہاں تک کہ وہ لیبارٹری میں ایک چھوٹے ساحل پر سفر کر سکتے ہیں، آسانی سے کسی کھردرے، ریتیلے علاقے میں جو جزوی طور پر ہریالی سے ڈھکے ہوئے ہیں۔

بوٹس، اگرچہ اب بھی ابتدائی ہیں، اگر سکڑ جائیں تو ایک دن ہمارے جسم میں محدود جگہوں پر منشیات پہنچانے میں مدد کر سکتے ہیں۔ وہ نئے یا خطرناک ماحول کو تلاش کرنے کے لیے سستے، چھوٹے، لیکن طاقتور سکاؤٹس کے طور پر بھی کام کر سکتے ہیں۔

ڈاکٹر احمد رفسنجانی کو سینٹر فار سافٹ روبوٹکس، یونیورسٹی آف سدرن ڈنمارک میں، جو ملوث نہیں تھا۔ مطالعہ میں، ملی بوٹس خود مختار روبوٹس کی تعمیر کے ایک نئے طریقے کے طور پر میٹا میٹریلز کو روشنی میں لاتے ہیں۔ اس نے ایک متعلقہ تبصرے میں لکھا کہ یہ مطالعہ "روبوٹک مواد کے ایک وسیع تر نظریے کو اجاگر کرتا ہے جس میں مواد اور مشینوں کے درمیان کی حد ناقابل فہم ہو جاتی ہے۔" "پیزو الیکٹرک میٹا میٹریلز کی اضافی تیاری مکمل طور پر مربوط روبوٹس کو عملی شکل دینے کا باعث بن سکتی ہے جو بالآخر 3D پرنٹر سے سیدھے باہر نکل سکتے ہیں۔"

میٹا-کیا؟

میٹی میٹریلز عجیب ہیں۔ لیکن ان کی غیر ملکی خصوصیات کی بدولت، سائنسدانوں نے ان عجیب و غریب بطخوں کے ممکنہ استعمال کو آسانی سے تلاش کر لیا ہے۔ ایک کلاسک آپٹکس ہے۔ میٹا میٹریل اکثر ایسے اجزاء سے بنے ہوتے ہیں جو روشنی سمیت برقی مقناطیسی لہروں کے ساتھ لچکدار طریقے سے تعامل کرتے ہیں۔ ایک طرح سے، وہ کیمرے کے لینس یا آئینے سے ملتے جلتے ہیں، لیکن سپر پاور کے ساتھ تیزی سے تبدیل کرنے کے لئے کہ وہ ہر روشنی کی لہر کو کس طرح ڈائریکٹ کرتے ہیں۔ نظریہ میں، میٹا میٹریلز سے احتیاط سے تیار کردہ ڈھانچہ ہر قسم کے شیشوں کو ٹھیک کر سکتا ہے — مائکروسکوپ لینز سے لے کر ہمارے چہروں پر موجود شیشوں تک۔

ابھی حال ہی میں، سائنسدانوں نے دیگر استعمالات کی تلاش شروع کردی۔ ایک بڑی کوشش پیزو الیکٹرک مواد کو نیورومورفک چپس میں شامل کرنا ہے، جو تقریباً اس بات کی نقالی کرتی ہے کہ دماغ کس طرح معلومات کا حساب اور ذخیرہ کرتا ہے۔ برقی شعبوں کے ساتھ ان مواد کی خصوصیات کو تبدیل کرکے، سائنس دان اندازہ لگا سکتے ہیں کہ Synapses انتہائی کم توانائی کے ساتھ کیسے کام کرتے ہیں۔ دیگر مطالعات میٹا میٹریلز کی اپنی شکل کو تبدیل کرنے کی ایکروبیٹک صلاحیت کو استعمال کرتے ہوئے، ایسے ڈھانچے تخلیق کیے جو لکیری حرکت کو تبدیل کرتے ہیں — کہتے ہیں، ایک کریب واک — کو گردش اور مکینیکل گیئرز میں۔ ایسا لگتا ہے جیسے آپ کی ٹانگیں اچانک گھومنے والے پہیوں میں بدل جاتی ہیں۔

جی ہاں، میٹا میٹریلز عجیب ہیں۔ وہ کیسے کام کرتے ہیں؟

یہ ان کا تصور کرنے میں مدد کرتا ہے۔ اینٹینا کے ساتھ پرانے اسکول کے باکس والے ٹی وی. چینل کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے — یعنی مواد کا برتاؤ — آپ اینٹینا کو اس وقت تک حرکت دیتے ہیں جب تک کہ ان کی ساخت ریڈیو لہروں اور آواز کے ساتھ مضبوطی سے تعامل نہ کرے۔á، آپ نے مواد کی حالت کو کیل لگا دیا ہے۔ اس کے بعد اسے روایتی مواد کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے تاکہ ان کی میٹامورفوسس خصوصیات کو محفوظ رکھتے ہوئے پیچیدہ، جالی نما ڈھانچہ بنایا جا سکے۔ یہ لچک انہیں روبوٹ ڈیزائن کرنے کے لیے خاص طور پر دلچسپ کینوس بناتی ہے۔ کیونکہ وہ قریب قریب ایک ڈھانچہ ہیں، طویل مدت میں، وہ ذہین بنانے میں مدد کر سکتے ہیں۔ مصنوعی ادویات ناکامی کا کم خطرہ، کیونکہ ان میں مکینیکل حرکت پذیر حصے نہیں ہوتے ہیں۔ سولڈرنگ کے بجائے، انہیں اب 3D پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔ (یہ مجھے سب کچھ دیتا ہے۔ Westworld وائبس—مکینیکل ڈولورس بمقابلہ دودھیا مائع پرنٹ شدہ ورژن، کوئی؟)

اجنبی چیزوں

نئے ملی بوٹس وال-E اور TARS کے درمیان ایک ہائبرڈ کی طرح نظر آتے ہیں، ایک چھلکا، تہہ کرنے والا، چاپ اسٹکس-ایسک روبوٹ انٹرسٹیلر. مکمل طور پر 3D پرنٹ شدہ، انہوں نے روبوٹ بنانے کے روایتی عقیدے کو توڑ دیا۔ عام طور پر، ایک روبوٹ کو کئی آزاد اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے: ماحول کو نیویگیٹ کرنے کے لیے سینسر، "دماغ کے لیے مائیکرو پروسیسرز، حرکت کے لیے ایکچیوٹرز، اور پورے نظام کو چلانے کے لیے بجلی کی فراہمی۔ ہر لنک ناکامی کا شکار ہے۔

یہاں، ٹیم نے ہر جزو کو ایک ڈیزائن میں ضم کیا۔ پہلا کلیدی جزو پیزو الیکٹرک مواد ہے، جو برقی شعبوں کو مکینیکل تناؤ میں تبدیل کرتا ہے اور اس کے برعکس۔ وہ "پٹھے" ہیں جو روبوٹ کی نقل و حرکت کی رہنمائی کرتے ہیں۔ لیکن وہ ٹرپل ڈیوٹی کرتے ہیں۔ میٹی میٹریل کی حالت پر منحصر ہے، یہ ملیبوٹ کو اپنی شکل برقرار رکھنے میں مدد کرنے کے لیے سیرامک ​​جیسی ریڑھ کی ہڈی بنا سکتا ہے۔ اپنے کنڈکٹیو مرحلے میں، یہ اعصابی خلیات کی طرح کام کرتا ہے، "عضلات" کو کنٹرول کرنے کے لیے برقی مقناطیسی سگنل حاصل کرتا ہے۔ بوٹ کی صلاحیت کو مزید ٹکرانا ایک الٹراسونک عنصر ہے، جو بوٹ پر ملایا جاتا ہے، جو اسے اپنے اردگرد کا احساس کرنے میں مدد کرتا ہے۔

مجموعی طور پر، سادہ ملی بوٹ میں بنیادی طور پر ایک چمکدار سفید گو میں متعدد نظاموں کو ملایا جاتا ہے: ایک اعصابی نظام جو احساس اور عمل کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، ایک "پٹھوں" کا جزو، اور کنکال کی ساخت۔ گو کو 3D پرنٹر میں چھوڑتے ہوئے، ٹیم نے روبوٹ کی ریڑھ کی ہڈی کے طور پر نفیس جالیوں کو بنایا، ہر ایک کو احتیاط سے مخصوص خطوں میں کنڈکٹیو دھاتوں اور پیزو الیکٹرک خصوصیات سے سجایا گیا ہے۔

نتیجہ؟ ایک چھوٹا روبوٹ جو اپنے ماحول کو سمجھنے اور نیویگیٹ کرنے کے لیے برقی شعبوں میں ٹیپ کرتا ہے۔ اس سے بھی زیادہ متاثر کن اس کی اپنی جسمانی حرکات اور خلا میں جگہ کو "سمجھنے" کی صلاحیت ہے - ایک چال جسے proprioception کہتے ہیں اسے ڈب کیا گیا ہے۔ انسانی ادراک کی "چھٹی حس" اور روبوٹ میں شاذ و نادر ہی لاگو ہوتا ہے۔

چند چیلنجوں کے ساتھ، مصنفین نے اگلا بوٹس کی صلاحیت کا مظاہرہ کیا۔ ایک روبوٹ ماہرانہ طور پر حقیقی وقت میں رکاوٹوں کے گرد گھومتا پھرتا ہے کیونکہ ایک انسان نے ترتیب وار الٹراساؤنڈ فیڈ بیک کی بنیاد پر رکاوٹوں کو نیچے گرا دیا ہے۔ ایک اور ٹیسٹ میں، روبوٹ نے لمبی دوری طے کی اور ماہرانہ طور پر تیز موڑ طے کیا۔ صرف ملی سیکنڈ کی تاخیر کے ساتھ، روبوٹ مینڈک نے بغیر پسینے کے کئی کھردری سطحوں کو چھلانگ لگا دی — ایک موٹر ٹاسک جس نے پہلے دوسرے بوٹس کو حیران کر دیا تھا۔

ملی بوٹس نے بھی زبردست پیک خچر بنائے۔ یہاں تک کہ پے لوڈ میں 500 فیصد وزن کے ساتھ — جیسے کہ جہاز میں موجود پاور سورس، ایک ڈرائیور، اور ایک مائکروکنٹرولر — وہ رفتار میں صرف 20 فیصد کمی کے ساتھ آسانی سے حرکت کرنے کے قابل تھے۔ عملی طور پر، سپر پاور ان بوٹس کو منشیات کی ترسیل کی مشینوں کے طور پر عظیم سہاروں بناتی ہے جو ایک دن ہمارے خون کے دھارے میں گھوم سکتی ہیں۔

جانے کا ایک طریقہ

پیزو الیکٹرک مواد کا ایک ٹکڑا انتہائی لچکدار ہو سکتا ہے، چھ ڈگری آزادی کے ساتھ — تین محوروں میں لکیری طور پر پھیلانے کی صلاحیت (جیسے اپنے بازو کو آگے، طرف اور پیچھے موڑنا) اور گھماؤ گھماؤ۔ مطالعہ کے اضافی مینوفیکچرنگ کی بدولت، تخلیقی الگورتھم کے ذریعے مختلف روبوٹک فن تعمیرات کو ڈیزائن کرنا آسان ہے۔

ٹیم نے "ہلکے وزن کے چھوٹے شکل میں فنکارانہ طور پر عمل اور تاثر کو جوڑ دیا۔

جامع 3D جالی جو ارد گرد گھومتی ہے اور اپنے اردگرد کو محسوس کرتی ہے،" رفسنجانی نے کہا۔

روبوٹ ایک متضاد معمہ کے طور پر سامنے آسکتے ہیں: ایک لچکدار مخلوق جو ایک میٹی میٹریل کے ساتھ سخت سیرامک ​​جیسی ریڑھ کی ہڈی سے بنی ہے۔ لیکن ہم انسان بھی ہیں - ہم بہت مختلف شکلوں، سائزوں اور صلاحیتوں والے خلیوں سے بنے ہیں۔ پیزو الیکٹرک روبوٹس کو ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال کیے جانے والے آئیڈیاز کو اپنانا نرم روبوٹکس کو ایک نیا نقطہ نظر فراہم کرتا ہے، جو ممکنہ طور پر مکمل طور پر مصنوعی مواد کی طرف لے جاتا ہے جو ہمارے جسموں کے ساتھ جکڑ لیتے ہیں۔

رفسنجانی نے کہا کہ مطالعہ "روبوٹک میٹا میٹریلز کو حیاتیاتی نظام کے قریب لاتا ہے، ایک وقت میں ایک کام کرتا ہے،" رفسنجانی نے کہا۔

تصویری کریڈٹ: رائن ریسرچ گروپ

• سکے سمارٹ۔ یورپ کا بہترین بٹ کوائن اور کرپٹو ایکسچینج۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ مفت رسائی۔
• کرپٹو ہاک۔ Altcoin ریڈار. مفت جانچ.
• ماخذ: https://singularityhub.com/2022/06/21/these-3d-printed-millirobots-can-sense-and-react-to-their-surroundings/