உயிரியல்-சார் ரோபோக்களை உருவாக்குதல்: மேம்பட்ட ரோபாட்டிக்ஸிற்காக இயற்கையைப் பின்பற்றுதல்

பல நூற்றாண்டுகளாக, மனிதர்கள் உத்வேகத்திற்காக இயற்கையை நோக்கியே பார்த்துள்ளனர். லியோனார்டோ டா வின்சியின் பறவைகளின் பறத்தலை அடிப்படையாகக் கொண்ட பறக்கும் இயந்திரங்கள் முதல் பர்ர்ஸ் (burrs) மூலம் ஈர்க்கப்பட்ட நவீன வெல்க்ரோ வரை, இயற்கை புதுமையான தீர்வுகளின் செல்வத்தை வழங்குகிறது. இந்த உத்வேகம் ரோபாட்டிக்ஸ் வரை நீண்டு, உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் அல்லது ரோபாட்டிக்ஸில் உயிரியல் சாயல் (biomimicry) என்ற துறையை உருவாக்கியுள்ளது. இந்தத் துறை, உயிரினங்களின் இயக்கம், உணர்தல் மற்றும் நடத்தையைப் பின்பற்றும் ரோபோக்களை வடிவமைத்து உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. இந்த அணுகுமுறை பொறியாளர்களை சிக்கலான சூழல்களில் பயணிக்கவும், நுட்பமான பணிகளைச் செய்யவும், உலகத்துடன் புதிய மற்றும் திறமையான வழிகளில் தொடர்பு கொள்ளவும் கூடிய ரோபோக்களை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் என்றால் என்ன?

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் என்பது உயிரியல், பொறியியல் மற்றும் கணினி அறிவியலை இணைக்கும் ஒரு பல்துறை துறையாகும். இது உயிரியல் அமைப்புகளின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைப் படித்து, பின்னர் இந்த அறிவைப் பயன்படுத்தி இந்த அமைப்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் ரோபோக்களை வடிவமைத்து உருவாக்குவதை உள்ளடக்கியது. இயற்கையான தீர்வுகளின் அடிப்படைக் கொள்கைகளைப் பிரித்தெடுத்து அவற்றை ரோபோ வடிவமைப்பில் பயன்படுத்துவதே இதன் முக்கிய கொள்கையாகும்.

பாரம்பரிய ரோபாட்டிக்ஸ் போலல்லாமல், இது பெரும்பாலும் திடமான கட்டமைப்புகள் மற்றும் முன்-திட்டமிடப்பட்ட இயக்கங்களை நம்பியுள்ளது, உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் பொதுவாக நெகிழ்வான, மாற்றியமைக்கக்கூடிய மற்றும் ஆற்றல்-திறனுள்ளவையாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. அவை பெரும்பாலும் உயிரினங்களின் சிக்கலான இயக்கங்கள் மற்றும் உணர்திறன் திறன்களைப் பிரதிபலிக்க மேம்பட்ட பொருட்கள், சென்சார்கள் மற்றும் ஆக்சுவேட்டர்களை உள்ளடக்கியுள்ளன. இது சமநிலையற்ற நிலப்பரப்பில் பயணிப்பது அல்லது நெரிசலான சூழல்களில் செயல்படுவது போன்ற பாரம்பரிய ரோபோக்கள் சிரமப்படும் பகுதிகளில் குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

ஏன் உயிரியல்-சார் உத்வேகம்? நன்மைகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் பாரம்பரிய ரோபாட்டிக்ஸை விட பல நன்மைகளை வழங்குகிறது, அவற்றுள்:

• மாற்றியமைக்கும் திறன்: உயிரியல் அமைப்புகள் மாறும் சூழல்களுக்கு ஏற்ப மிகவும் மாற்றியமைக்கக்கூடியவை. உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் இதேபோன்ற மாற்றியமைக்கும் திறனை வெளிப்படுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்படலாம், இதனால் அவை பரந்த அளவிலான சூழ்நிலைகளில் திறம்பட செயல்பட முடியும்.
• திறன்: பரிணாம வளர்ச்சி ஆற்றல் திறனுக்காக உயிரியல் அமைப்புகளை மேம்படுத்தியுள்ளது. உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் பாரம்பரிய ரோபோக்களை விட குறைவான ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்படலாம், இதனால் அவை நீண்ட காலப் பணிகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன.
• சூழ்ச்சித்திறன்: பல உயிரியல் உயிரினங்கள் குறிப்பிடத்தக்க சூழ்ச்சித்திறனை வெளிப்படுத்துகின்றன, குறிப்பாக சவாலான சூழல்களில். உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் இந்த இயக்கங்களைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்படலாம், இதனால் அவை சிக்கலான நிலப்பரப்புகளையும் இடங்களையும் கடந்து செல்ல முடியும்.
• புதுமையான தீர்வுகள்: இயற்கை பெரும்பாலும் மனிதர்கள் இன்னும் சிந்திக்காத பொறியியல் சிக்கல்களுக்கு தீர்வுகளை வழங்குகிறது. உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் முற்றிலும் புதிய ரோபோ வடிவமைப்புகள் மற்றும் திறன்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும்.

இந்த நன்மைகள் உயிரியல்-சார் ரோபோக்களை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக ஆக்குகின்றன, அவற்றுள்:

தேடல் மற்றும் மீட்பு

இடிந்த கட்டிடங்கள் அல்லது வெள்ளம் சூழ்ந்த பகுதிகளைக் கடந்து செல்லக்கூடிய ரோபோக்கள் தேடல் மற்றும் மீட்பு நடவடிக்கைகளுக்கு முக்கியமானவை. பாம்பு போன்ற ரோபோக்கள் அல்லது பூச்சி-சார்ந்த பறக்கும் ரோபோக்கள் போன்ற உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள், மனிதர்களுக்கு மிகவும் ஆபத்தான அல்லது அணுக முடியாத பகுதிகளை அணுக முடியும்.

உதாரணம்: கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகத்தில் உருவாக்கப்பட்ட பாம்பு ரோபோ, பேரழிவு மண்டலங்களில் உயிர் பிழைத்தவர்களைக் கண்டறிய குப்பைகள் மற்றும் சிதைவுகளின் வழியாக செல்ல முடியும். இந்த ரோபோக்கள் பாம்புகளின் அலை இயக்கங்களைப் பிரதிபலிக்கின்றன, இதனால் அவை இறுக்கமான இடங்கள் வழியாகச் சென்று தடைகளைத் தாண்டி ஏற அனுமதிக்கின்றன.

சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு

நீர் தரம் அல்லது காற்று மாசுபாடு போன்ற சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளைக் கண்காணிப்பதற்கு, பெரும்பாலும் கடுமையான அல்லது தொலைதூர சூழல்களில் செயல்படக்கூடிய ரோபோக்கள் தேவைப்படுகின்றன. மீன் போன்ற உயிரியல்-சார் நீருக்கடியில் ரோபோக்கள், பெரிய நீர்நிலைகளில் திறமையாக ரோந்து செல்ல முடியும், அதே நேரத்தில் பூச்சி-சார்ந்த பறக்கும் ரோபோக்கள் நகர்ப்புறங்களில் காற்றின் தரத்தைக் கண்காணிக்க முடியும்.

உதாரணம்: எம்ஐடியில் (MIT) உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் கடலில் தானாக நீந்தக்கூடிய ரோபோ மீன்களை உருவாக்கியுள்ளனர், அவை நீரின் வெப்பநிலை, உப்புத்தன்மை மற்றும் மாசுபாடு அளவுகள் பற்றிய தரவுகளை சேகரிக்கின்றன. இந்த ரோபோக்கள் ஆற்றல்-திறனுள்ளவையாகவும், தடையற்றவையாகவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இதனால் கடல் சூழலில் அவற்றின் தாக்கம் குறைக்கப்படுகிறது.

மருத்துவ ரோபாட்டிக்ஸ்

உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் குறைந்தபட்ச ஆக்கிரமிப்பு அறுவை சிகிச்சைகளைச் செய்யலாம், உடலின் இலக்கு பகுதிகளுக்கு மருந்துகளை வழங்கலாம் மற்றும் புனர்வாழ்வுக்கு உதவலாம். உதாரணமாக, பூச்சி-சார்ந்த மைக்ரோ-ரோபோக்கள், ஒரு நாள் இரத்த நாளங்கள் வழியாகச் சென்று நேரடியாக கட்டிகளுக்கு மருந்து வழங்க பயன்படுத்தப்படலாம்.

உதாரணம்: ஆக்டோபஸ் கைகளால் ஈர்க்கப்பட்ட மென்மையான ரோபோக்கள் குறைந்தபட்ச ஆக்கிரமிப்பு அறுவை சிகிச்சைக்காக உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த ரோபோக்கள் உள் உறுப்புகளின் வடிவத்திற்கு ஏற்ப பொருந்திக்கொள்ளும், இதனால் அறுவை சிகிச்சை நிபுணர்கள் குறைந்தபட்ச திசு சேதத்துடன் அடைய கடினமான பகுதிகளை அணுக அனுமதிக்கிறது.

உற்பத்தி மற்றும் ஆய்வு

திறமையாக ஒத்துழைக்கக்கூடிய எறும்புகள் போன்ற விலங்குகளால் ஈர்க்கப்பட்ட ரோபோக்கள் மேம்பட்ட அசெம்பிளி லைன் செயல்முறைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம். உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸின் ஒரு துணைப்பிரிவான ஸ்வார்ம் ரோபாட்டிக்ஸ், அசெம்பிளி லைன்களில் பொருட்களின் இயக்கத்தை மேம்படுத்தி, கழிவுகளைக் குறைத்து, ஒட்டுமொத்த பணிப்பாய்வுகளை மேம்படுத்தும்.

உதாரணம்: எறும்புகள் கூட்டுத் திறனுக்காக பணிகளை எவ்வாறு ஒழுங்கமைக்கின்றன என்பதைப் போலவே, கிடங்கு அமைப்புகளில் விநியோகிக்கப்பட்ட ரோபோ அமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தனிப்பட்ட ரோபோக்கள் மனித உழைப்பு அல்லது மையமாக கட்டுப்படுத்தப்படும் அமைப்புகளை மட்டுமே நம்புவதை விட, கப்பல் ஆர்டர்களை விரைவாகவும் துல்லியமாகவும் நிறைவேற்ற ஒத்துழைக்கின்றன.

வேளாண்மை

பயிர் ஆரோக்கியத்தை கண்காணித்தல், களைகளை அடையாளம் காணுதல் மற்றும் உரங்களை துல்லியமாகப் பயன்படுத்துதல் ஆகியவற்றிற்கு ரோபாட்டிக்ஸ் பயன்படுத்தப்படலாம். மண்புழுக்களை ஒத்த ரோபோக்கள் மண்ணை காற்றோட்டமாக்கி, அதன் வடிகால் தன்மையை மேம்படுத்தி, ஊட்டச்சத்து விநியோகத்தின் செயல்திறனை அதிகரிக்க முடியும், இதன் மூலம் அதிக மகசூல் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட இரசாயன சார்புக்கு பங்களிக்கின்றன.

உதாரணம்: விவசாய ரோபோக்கள் பயிர் சுகாதார நிலைமைகளை நிகழ்நேரத்தில் மதிப்பீடு செய்ய உதவும் சென்சார்கள் மற்றும் இமேஜிங் தொழில்நுட்பத்துடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. இந்தத் தரவைப் பயன்படுத்தி, ரோபோ அமைப்புகள் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தைக் குறைக்கும் இலக்கு சிகிச்சைகளைத் தானாகவே பயன்படுத்த முடியும்.

உயிரியல்-சார் வடிவமைப்புகளின் முக்கிய கோட்பாடுகள் மற்றும் எடுத்துக்காட்டுகள்

உயிரியல்-சார் ரோபோ வடிவமைப்பில் பல முக்கிய கோட்பாடுகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

இயக்கம்

விலங்குகளின் இயக்கத்தைப் பின்பற்றுவது உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸில் ஒரு மையக் கருப்பொருளாகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல்வேறு விலங்குகளின் நடைகளையும் இயக்கங்களையும் படித்து, திறமையாக நடக்க, ஓட, நீந்த அல்லது பறக்கக்கூடிய ரோபோக்களை உருவாக்குகிறார்கள்.

• நடக்கும் ரோபோக்கள்: நாய்கள் மற்றும் குதிரைகள் போன்ற நாற்காலிகளால் ஈர்க்கப்பட்டு, நடக்கும் ரோபோக்கள் சமநிலையற்ற நிலப்பரப்பில் பயணிக்கவும், ஸ்திரத்தன்மையைப் பராமரிக்கவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. பாஸ்டன் டைனமிக்ஸின் ஸ்பாட் (Spot) என்பது நடக்க, ஓட மற்றும் படிக்கட்டுகளில் ஏறக்கூடிய ஒரு நாற்காலி ரோபோவின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டு.
• நீந்தும் ரோபோக்கள்: மீன் போன்ற ரோபோக்கள் மீன்களின் அலை இயக்கங்களைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இதனால் அவை திறமையாக நீந்தவும் சிக்கலான நீருக்கடியில் சூழல்களில் சூழ்ச்சி செய்யவும் அனுமதிக்கின்றன. இந்த ரோபோக்கள் பெரும்பாலும் உந்துதலை உருவாக்க நெகிழ்வான துடுப்புகள் அல்லது அலை அலையான உடல்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• பறக்கும் ரோபோக்கள்: பூச்சி-சார்ந்த பறக்கும் ரோபோக்கள் பூச்சிகளின் படபடக்கும் இறக்கைகளைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இதனால் அவை ஒரே இடத்தில் நிற்கவும், இறுக்கமான இடங்களில் சூழ்ச்சி செய்யவும், சிறிய சுமைகளைச் சுமக்கவும் அனுமதிக்கின்றன. இந்த ரோபோக்கள் பெரும்பாலும் நிலையான விமானத்தை அடைய இலகுரக பொருட்கள் மற்றும் மேம்பட்ட கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• பாம்பு ரோபோக்கள்: பாம்பு ரோபோக்கள் பாம்புகளின் இயக்கத்தைப் பிரதிபலிக்கின்றன. அவை வரையறுக்கப்பட்ட இடங்களுக்குள் செல்லலாம், தடைகளில் ஏறலாம், மற்றும் பெரும்பாலும் தேடல் மற்றும் மீட்பு மற்றும் தொழில்துறை ஆய்வுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

உணர்தல்

உயிரியல் உயிரினங்கள் பார்வை, கேட்டல், வாசனை மற்றும் தொடுதல் உள்ளிட்ட பரந்த அளவிலான உணர்திறன் திறன்களைக் கொண்டுள்ளன. உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் இந்தத் திறன்களைப் பிரதிபலிக்கும் சென்சார்களுடன் பொருத்தப்படலாம், இதனால் அவை சுற்றுச்சூழலை மேலும் நுட்பமான வழிகளில் உணரவும் தொடர்பு கொள்ளவும் அனுமதிக்கின்றன.

• பார்வை: உயிரியல்-சார் பார்வை அமைப்புகள் மனித கண்ணின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைப் பிரதிபலிக்க முடியும், இதனால் ரோபோக்கள் பொருட்களைக் கண்டறிந்து கண்காணிக்கவும், முகங்களை அடையாளம் காணவும் மற்றும் சிக்கலான சூழல்களில் பயணிக்கவும் அனுமதிக்கின்றன. உயிரியல் கண்கள் காட்சித் தகவலை எவ்வாறு செயலாக்குகின்றன என்பதிலிருந்து ஈர்க்கப்பட்ட நிகழ்வு கேமராக்கள் (Event cameras), அதிவேக ரோபாட்டிக்ஸில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• கேட்டல்: உயிரியல்-சார் கேட்டல் அமைப்புகள் மனித காதின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைப் பிரதிபலிக்க முடியும், இதனால் ரோபோக்கள் ஒலி மூலங்களைக் கண்டறியவும், பேச்சை அடையாளம் காணவும் மற்றும் சூழலில் ஏற்படும் நுட்பமான மாற்றங்களைக் கண்டறியவும் அனுமதிக்கின்றன.
• வாசனை: உயிரியல்-சார் வாசனை அமைப்புகள் வாசனையின் உணர்வைப் பிரதிபலிக்க முடியும், இதனால் ரோபோக்கள் காற்று அல்லது நீரில் உள்ள இரசாயனப் பொருட்களைக் கண்டறிந்து அடையாளம் காண அனுமதிக்கின்றன. இந்த அமைப்புகள் சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு, பாதுகாப்பு மற்றும் மருத்துவ நோயறிதல்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• தொடுதல்: உயிரியல்-சார் தொடு உணர் சென்சார்கள் தொடுதலின் உணர்வைப் பிரதிபலிக்க முடியும், இதனால் ரோபோக்கள் பொருட்களின் வடிவம், அமைப்பு மற்றும் வெப்பநிலையை உணர அனுமதிக்கின்றன. இந்த சென்சார்கள் கையாளுதல், அசெம்பிளி மற்றும் மனித-ரோபோ தொடர்புக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

செயலாக்கம்

ஆக்சுவேட்டர்கள் ஒரு ரோபோவின் தசைகள் ஆகும், அவை பணிகளைச் செய்யத் தேவையான சக்தியையும் இயக்கத்தையும் வழங்குகின்றன. உயிரியல்-சார் ஆக்சுவேட்டர்கள் உயிரியல் தசைகளின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைப் பிரதிபலிக்க முடியும், இதனால் ரோபோக்கள் மிகவும் மென்மையாகவும், திறமையாகவும், சக்திவாய்ந்ததாகவும் நகர அனுமதிக்கின்றன.

• நியூமேடிக் ஆக்சுவேட்டர்கள்: தசைகள் சுருங்கி விரிவடையும் விதத்தால் ஈர்க்கப்பட்டு, நியூமேடிக் ஆக்சுவேட்டர்கள் சக்தியை உருவாக்க அழுத்தப்பட்ட காற்றைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த ஆக்சுவேட்டர்கள் இலகுரக, நெகிழ்வானவை, மற்றும் அதிக சக்திகளை உருவாக்க முடியும்.
• ஹைட்ராலிக் ஆக்சுவேட்டர்கள்: நியூமேடிக் ஆக்சுவேட்டர்களைப் போலவே, ஹைட்ராலிக் ஆக்சுவேட்டர்கள் சக்தியை உருவாக்க அழுத்தப்பட்ட திரவத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த ஆக்சுவேட்டர்கள் நியூமேடிக் ஆக்சுவேட்டர்களை விட சக்திவாய்ந்தவை மற்றும் கனரக பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• எலக்ட்ரோஆக்டிவ் பாலிமர்கள் (EAPs): EAPs என்பவை மின்சார புலம் செலுத்தப்படும்போது வடிவம் அல்லது அளவை மாற்றும் பொருட்கள். இந்த பொருட்கள் இலகுரக, நெகிழ்வான மற்றும் ஆற்றல்-திறனுள்ள செயற்கைத் தசைகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம்.
• ஷேப் மெமரி அல்லாய்ஸ் (SMAs): SMAs என்பவை வெப்பப்படுத்தும்போது முன் வரையறுக்கப்பட்ட வடிவத்திற்குத் திரும்பக்கூடிய பொருட்கள். இந்த பொருட்கள் சிறிய, சக்திவாய்ந்த மற்றும் நம்பகமான ஆக்சுவேட்டர்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம்.

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸின் எதிர்காலம்

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் என்பது நம் வாழ்வின் பல அம்சங்களை புரட்சிகரமாக்கும் ஆற்றலைக் கொண்ட ஒரு வேகமாக வளர்ந்து வரும் துறையாகும். உயிரியல் அமைப்புகள் பற்றிய நமது புரிதல் தொடர்ந்து வளரும்போது, எதிர்காலத்தில் இன்னும் அதிநவீன மற்றும் திறமையான உயிரியல்-சார் ரோபோக்களைக் காண்போம் என்று எதிர்பார்க்கலாம்.

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸில் உள்ள சில முக்கிய போக்குகள் பின்வருமாறு:

மேம்பட்ட பொருட்கள்

இலகுரக கலவைகள், நெகிழ்வான பாலிமர்கள் மற்றும் சுய-சீரமைப்பு பொருட்கள் போன்ற மேம்பட்ட பண்புகளுடன் புதிய பொருட்களின் வளர்ச்சி, மிகவும் வலுவான மற்றும் மாற்றியமைக்கக்கூடிய உயிரியல்-சார் ரோபோக்களை உருவாக்க உதவுகிறது.

செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) மற்றும் இயந்திர கற்றல் (ML)

AI மற்றும் ML உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸில் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, ரோபோக்கள் அனுபவத்திலிருந்து கற்றுக்கொள்ளவும், மாறும் சூழல்களுக்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்கவும், மற்றும் தன்னாட்சி முடிவுகளை எடுக்கவும் உதவுகின்றன. ML வழிமுறைகள் ரோபோ கட்டுப்பாட்டை மேம்படுத்தவும், சென்சார் செயல்திறனை மேம்படுத்தவும், புதிய ரோபோ நடத்தைகளை உருவாக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

திரள் ரோபாட்டிக்ஸ் (Swarm Robotics)

திரள் ரோபாட்டிக்ஸ் என்பது சிக்கலான பணிகளைச் செய்ய அதிக எண்ணிக்கையிலான எளிய ரோபோக்களின் ஒருங்கிணைப்பை உள்ளடக்கியது. பூச்சிகள் மற்றும் பிற சமூக விலங்குகளின் கூட்டு நடத்தையால் ஈர்க்கப்பட்டு, திரள் ரோபாட்டிக்ஸ் சவாலான சிக்கல்களைத் தீர்க்க அளவிடக்கூடிய மற்றும் வலுவான அணுகுமுறையை வழங்குகிறது. இந்த அமைப்புகள் சூழல்களை வரைபடமாக்குவதற்கும், வளங்களைத் தேடுவதற்கும், மற்றும் விநியோகிக்கப்பட்ட பணிகளைச் செய்வதற்கும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

மென்மையான ரோபாட்டிக்ஸ் (Soft Robotics)

மென்மையான ரோபாட்டிக்ஸ் நெகிழ்வான மற்றும் உருமாறும் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி ரோபோக்களை வடிவமைத்து உருவாக்குவதில் கவனம் செலுத்துகிறது. ஆக்டோபஸ்கள் மற்றும் புழுக்கள் போன்ற விலங்குகளின் மென்மையான உடல்களால் ஈர்க்கப்பட்டு, மென்மையான ரோபோக்கள் தங்கள் சூழலின் வடிவத்திற்கு ஏற்ப பொருந்திக்கொள்ளவும், இறுக்கமான இடங்களில் பயணிக்கவும், மற்றும் மனிதர்களுடன் பாதுகாப்பாக தொடர்பு கொள்ளவும் முடியும். இந்த ரோபோக்கள் மருத்துவப் பயன்பாடுகள், உற்பத்தி மற்றும் ஆய்வுகளுக்கு குறிப்பாகப் பொருத்தமானவை.

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸில் உள்ள சவால்கள்

அதன் மகத்தான ஆற்றல் இருந்தபோதிலும், உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் பல சவால்களை எதிர்கொள்கிறது:

• சிக்கலானது: உயிரியல் அமைப்புகள் நம்பமுடியாத அளவிற்கு சிக்கலானவை, மேலும் அவற்றின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டை ஒரு ரோபோவில் பிரதிபலிப்பது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பொறியியல் சவாலாகும்.
• பொருட்கள்: நெகிழ்வுத்தன்மை, வலிமை மற்றும் சுய-சீரமைப்பு திறன்கள் போன்ற உயிரியல் திசுக்களின் பண்புகளைப் பிரதிபலிக்கக்கூடிய பொருட்களை உருவாக்குவது ஒரு முக்கிய ஆராய்ச்சிப் பகுதியாகும்.
• கட்டுப்பாடு: உயிரியல்-சார் ரோபோக்களின் இயக்கங்களையும் நடத்தைகளையும் கட்டுப்படுத்துவது சவாலானதாக இருக்கலாம், குறிப்பாக பல டிகிரி சுதந்திரம் (degrees of freedom) கொண்ட ரோபோக்களுக்கு. துல்லியமான மற்றும் ஒருங்கிணைந்த இயக்கங்களை அடைய மேம்பட்ட கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகள் மற்றும் சென்சார் இணைவு நுட்பங்கள் தேவை.
• ஆற்றல் திறன்: நீண்ட காலப் பணிகளுக்கு ஆற்றல்-திறனுள்ள உயிரியல்-சார் ரோபோக்களை வடிவமைப்பது மிகவும் முக்கியமானது. ஆக்சுவேட்டர்கள், சென்சார்கள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளின் வடிவமைப்பை மேம்படுத்துவது ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைப்பதற்கு அவசியமானது.
• நெறிமுறைக் கருத்தாய்வுகள்: உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் மிகவும் அதிநவீனமாக மாறும்போது, அவற்றின் பயன்பாட்டின் நெறிமுறை தாக்கங்களைக் கருத்தில் கொள்வது முக்கியம். தன்னாட்சி, பாதுகாப்பு மற்றும் தனியுரிமை போன்ற பிரச்சினைகள் கவனமாக தீர்க்கப்பட வேண்டும்.

உலகளாவிய உயிரியல்-சார் ரோபோக்களின் எடுத்துக்காட்டுகள்

உலகம் முழுவதும், புதுமையான உயிரியல்-சார் ரோபோக்கள் உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன. இதோ சில எடுத்துக்காட்டுகள்:

• ஐரோப்பா: ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் Horizon 2020 திட்டம் பூச்சி-சார்ந்த பறக்கும் ரோபோக்கள் மற்றும் மருத்துவப் பயன்பாடுகளுக்கான மென்மையான ரோபோக்கள் பற்றிய ஆராய்ச்சி உள்ளிட்ட பல உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் திட்டங்களுக்கு நிதியளித்துள்ளது. ஆக்டோபஸ் கைகளால் ஈர்க்கப்பட்ட OctoArm ரோபோ, இத்தாலியில் உருவாக்கப்பட்டது, இது சிக்கலான சூழல்களில் பிடிப்பதற்கும் கையாளுவதற்கும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.
• ஆசியா: ஜப்பானில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் தேடல் மற்றும் மீட்பு நடவடிக்கைகளுக்காக பாம்பு போன்ற ரோபோக்களையும், முதியோர் பராமரிப்பு மற்றும் உதவித் தொழில்நுட்பங்களுக்காக மனித இயக்கங்களைப் பிரதிபலிக்கும் மனித உருவ ரோபோக்களையும் உருவாக்கி வருகின்றனர்.
• வட அமெரிக்கா: அமெரிக்காவில், இராணுவ மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கான நாற்காலி ரோபோக்கள் மற்றும் கடல் ஆய்விற்கான நீருக்கடியில் ரோபோக்கள் பற்றிய ஆராய்ச்சி நடைபெற்று வருகிறது. எம்ஐடியின் சீட்டா (Cheetah) ரோபோ அதன் ஓடும் வேகம் மற்றும் சுறுசுறுப்புக்காக நன்கு அறியப்பட்டதாகும்.
• ஆஸ்திரேலியா: ஜேம்ஸ் குக் பல்கலைக்கழகத்தின் ஸ்டார்பக் (Starbug) ரோபோ போன்ற பல்லுயிர் மேலாண்மைக்கு உதவும் ரோபோக்களில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பணியாற்றி வருகின்றனர், இது கிரேட் பேரியர் ரீஃப்பிற்கு பெரும் அச்சுறுத்தலாக இருக்கும் முள்முடி நட்சத்திர மீன்களைக் கொல்லப் பயன்படுகிறது.

முடிவுரை

உயிரியல்-சார் ரோபாட்டிக்ஸ் என்பது உலகின் மிக அவசரமான சில சவால்களைத் தீர்ப்பதில் மகத்தான வாக்குறுதியைக் கொண்ட ஒரு வேகமாக வளர்ந்து வரும் துறையாகும். இயற்கையில் காணப்படும் புத்திசாலித்தனமான தீர்வுகளைப் பின்பற்றுவதன் மூலம், பொறியாளர்கள் முன்னெப்போதையும் விட மாற்றியமைக்கக்கூடிய, திறமையான மற்றும் திறமையான ரோபோக்களை உருவாக்குகின்றனர். இந்தத் துறையில் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு தொடர்ந்து முன்னேறும்போது, வரும் ஆண்டுகளில் இன்னும் புதுமையான மற்றும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் உயிரியல்-சார் ரோபோக்களைக் காண்போம் என்று எதிர்பார்க்கலாம். ரோபாட்டிக்ஸின் எதிர்காலம் மறுக்கமுடியாமல் இயற்கையுடன் பின்னிப் பிணைந்துள்ளது, மேலும் சாத்தியக்கூறுகள் உண்மையிலேயே எல்லையற்றவை.

அது தேடல் மற்றும் மீட்பு, சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு, மருத்துவ நடைமுறைகள் அல்லது உற்பத்தி செயல்முறைகளாக இருந்தாலும், உயிரியல் சாயல் கோட்பாடுகள் ரோபோக்கள் எதை அடைய முடியும் என்பதற்கான எல்லைகளை மறுவரையறை செய்யத் தயாராக உள்ளன. இந்த அணுகுமுறையை ஏற்றுக்கொள்வது வடிவமைப்புகள் புதுமையானவை மட்டுமல்ல, இயற்கை உலகத்துடன் இணக்கமானவை என்பதையும் உறுதிசெய்கிறது, இது நிலையான மற்றும் திறமையான தீர்வுகளை வழங்குகிறது.