चुंबकीय क्षेत्र सॉफ्ट रोबोट में शक्ति बढ़ाते हैं

सॉफ्ट रोबोट प्रयोगशालाओं में मूंगा उगाने या रासायनिक संयंत्रों में पाइपों का निरीक्षण करने जैसे कार्य करने के लिए तंग जगहों से गुजर सकते हैं।उन्हें "अवतरित बुद्धि" देना, जहां संवेदन, गति और शक्ति एक साथ बिना बंधन के काम करते हैं, अभी भी मुश्किल है।लचीली सामग्रियां रोबोट को झुकने देती हैं, लेकिन उनके शक्ति स्रोत ऐसा नहीं कर सकते।मानक बैटरियां शरीर को कठोर कर सकती हैं, जल्दी खत्म हो सकती हैं, या तनाव के कारण विफल हो सकती हैं, जिससे रोबोट बंधे रह सकते हैं या अल्पकालिक रह सकते हैं।

नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ सिंगापुर के शोधकर्ताओं ने इस समस्या को फायदे में बदलने का एक तरीका ढूंढ लिया है।साइंस एडवांसेज में उनके अध्ययन से पता चलता है कि सॉफ्ट रोबोट को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले चुंबकीय क्षेत्र उनके अंदर की बैटरियों के प्रदर्शन को भी बढ़ा सकते हैं।

टीम ने सिलिकॉन में लचीली जिंक-मैंगनीज डाइऑक्साइड (Zn-MnO₂) बैटरियां बनाईं और उन्हें मंटा रे-प्रेरित रोबोट बॉडी के अंदर लंबवत रूप से रखा।लंबवत स्टैकिंग से जगह बचती है और रोबोट लचीला रहता है।मंटा रे डिज़ाइन एक कॉम्पैक्ट लेआउट में समन्वित गति, संवेदन और ऊर्जा के उपयोग की अनुमति देता है।

परीक्षणों से पता चला कि रोबोट के एक्चुएटर्स के चुंबकीय क्षेत्र ने बैटरी रसायन विज्ञान को स्थिर कर दिया, डेन्ड्राइट वृद्धि को कम कर दिया, और झुकने और तनाव के तहत ऊर्जा उत्पादन को बनाए रखा।चुंबकीय संवर्द्धन के साथ, बैटरियों ने 200 चक्रों के बाद 57.3% क्षमता बरकरार रखी, जो कि असंवर्धित बैटरियों की तुलना में लगभग दोगुनी है।यह प्रभाव जिंक आयनों को समान जमाव के लिए पुनर्निर्देशित करने और क्रिस्टल क्षति को रोकने के लिए मैंगनीज ऑक्साइड जाली में इलेक्ट्रॉन स्पिन को संरेखित करने से आता है।यह दोहरा स्थिरीकरण टिकाऊ ऑनबोर्ड पावर प्रदान करने का एक तरीका प्रदान करता है।

दृष्टिकोण को प्रदर्शित करने के लिए, लचीली बैटरी, चुंबकीय एक्चुएटर्स और सेंसिंग और वायरलेस संचार के लिए एक हाइब्रिड सर्किट के साथ एक मंटा रे रोबोट बनाया गया था।इसके पंख चुंबकीय क्षेत्र की प्रतिक्रिया में फड़फड़ाते हैं, जिससे पानी की सतहों पर आवाजाही संभव हो जाती है।वही फ़ील्ड जो गति को संचालित करते हैं, बैटरी की स्थिरता को भी बढ़ाते हैं।रोबोट तैर सकता है, मुड़ सकता है, जटिल रास्तों का अनुसरण कर सकता है और डिजिटल ट्विन सिस्टम को डेटा भेज सकता है।

रोबोट बाधाओं पर स्वायत्त रूप से प्रतिक्रिया करता है।जड़त्वीय सेंसर त्वरण परिवर्तनों का पता लगाते हैं, अभिविन्यास और नेविगेशन में समायोजन का संकेत देते हैं।फीडबैक एल्गोरिदम तरंगों या संपर्क के कारण होने वाले यॉ, पिच और रोल को सही करते हैं, जबकि तापमान सेंसर पर्यावरणीय स्थितियों को मैप करते हैं।सक्रियता, संवेदन और शक्ति का ऊर्ध्वाधर एकीकरण लचीलेपन को कम किए बिना स्थान को अधिकतम करता है, जिससे रोबोट को वास्तविक समय में चलने, समझने और प्रतिक्रिया करने की अनुमति मिलती है।

भविष्य की योजनाओं में अल्ट्रासोनिक और रासायनिक डिटेक्टर जैसे लघु सेंसर जोड़ना, और पहनने योग्य फाइबर जैसे अन्य बैटरी प्रकारों या रूपों में चुंबकीय वृद्धि लागू करना शामिल है।लक्ष्य ऐसे सॉफ्ट रोबोट हैं जो जटिल या दुर्गम स्थानों में स्वायत्त रूप से काम करते हैं, पाइपलाइन निरीक्षण से लेकर समुद्री निगरानी या चिकित्सा कार्यों तक, प्राकृतिक डिजाइनों से प्रेरित ऊर्जा-कुशल सन्निहित बुद्धिमत्ता प्राप्त करते हैं।