रोबोटिक्स में एक ग्राउंडब्रेकिंग विकास यूसी सांता बारबरा और टीयू ड्रेसडेन के वैज्ञानिकों द्वारा सहयोगी अनुसंधान से उभरा है, जिन्होंने जीवित कोशिकाओं में देखी गई जैविक प्रक्रियाओं का अनुकरण करके वास्तविक समय में मॉर्फिंग और अनुकूलन करने में सक्षम प्रोग्रामेबल रोबोटों के झुंड को इंजीनियर किया है। भ्रूण के ऊतकों की यांत्रिक अनुकूलनशीलता से प्रेरित होकर, द्रव की तरह और ठोस-जैसे राज्यों के बीच रोबोटिक सामूहिक संक्रमण, भारी भार, आत्म-मरम्मत, और मांग पर फिर से आकार देने जैसे कार्यों को सक्षम करना।
बायो-प्रेरित डिजाइन सिद्धांत
टीम ने भ्रूण के विकास के दौरान उनके रोबोटिक प्रणाली और कोशिकाओं के गतिशील व्यवहार के बीच समानताएं आकर्षित कीं। जीवित भ्रूण में, ऊतक तीन प्रमुख तंत्रों द्वारा संचालित समन्वित सेलुलर आंदोलनों के माध्यम से संरचनात्मक जटिलता प्राप्त करते हैं:
तरलीकरण: कोशिकाएं अस्थायी रूप से "प्रवाह" एक दूसरे को ठोस विन्यासों में स्थिर करने से पहले पुनर्गठित करने के लिए।
ध्रुवीकरण: कोशिकाएं सामूहिक बलों को उत्पन्न करने के लिए प्रत्यक्ष रूप से संरेखित करती हैं।
आसंजन: कोशिकाएं पुनर्व्यवस्था के दौरान भी कनेक्शन बनाए रखती हैं, संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करती हैं।
रोबोटिक झुंड वास्तुकला
प्रत्येक डिस्क के आकार का रोबोट (5 सेमी व्यास) एक ऑनबोर्ड लिथियम-आयन बैटरी के माध्यम से स्वायत्त रूप से संचालित होता है, जो 30 मिनट की अनैतिक कार्यक्षमता प्रदान करता है। परिधीय गियर लोकोमोशन को सक्षम करते हैं, जबकि रोटेटेबल मैग्नेट इकाइयों के बीच अस्थायी आसंजन की अनुमति देते हैं। प्रत्येक रोबोट के ऊपर एक ध्रुवीकृत प्रकाश सेंसर दिशात्मक संकेतों का पता लगाता है, प्रकाश की तीव्रता को आंदोलन मापदंडों में अनुवाद करता है:
दिशा: प्रकाश ध्रुवीकरण कोण द्वारा निर्धारित।
बल: प्रकाश की तीव्रता के लिए आनुपातिक, गियर रोटेशन की गति को निर्धारित करना।
बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली
शोधकर्ताओं ने विशिष्ट आकृतियों या गतियों को प्रीप्रोग्राम किए बिना झुंड व्यवहार को ऑर्केस्ट्रेट करने के लिए एक नियम-आधारित ढांचा लागू किया। प्रकाश संकेतों को संशोधित करके, द्रव पुनर्गठन और ठोस स्थिरीकरण के बीच सामूहिक वैकल्पिक। प्रमुख प्रदर्शनों में शामिल हैं:
संरचनात्मक ब्रिजिंग: दो उपसमूहों को 5 किलो का समर्थन करने वाले लोड-असर पुल बनाने के लिए विलय कर दिया गया।
उच्च क्षमता वाले प्लेटफार्म: कॉन्फ़िगरेशन 70 किलोग्राम (मानव-पैमाने) तक का वजन रखता है।
आकार -रूपांतरण: उपकरणों को इकट्ठा करने के लिए बाधाओं के चारों ओर बहना (जैसे, रिंच जैसे रूप)।
स्व मरम्मत: संरचनात्मक दोषों का स्वायत्त सुधार।
दक्षता और मापनीयता
डायनेमिक लाइट मॉड्यूलेशन (पल्सिंग बनाम स्टेडी सिग्नल) ने राज्य संक्रमण के दौरान ऊर्जा दक्षता को बढ़ाया। सिस्टम का मॉड्यूलर डिज़ाइन स्केलेबिलिटी का सुझाव देता है, खोज-और-बचाव में संभावित अनुप्रयोगों के साथ, अनुकूली बुनियादी ढांचा, और पुन: उपयोग योग्य विनिर्माण।
में प्रकाशितविज्ञानहक के तहत"सामग्री की तरह रोबोटिक सामूहिक ताकत और आकार के spatiotemporal नियंत्रण के साथ,"यह शोध रोबोटिक्स और सामग्री विज्ञान को पुल करता है, जो अनुकूली प्रणालियों को डिजाइन करने में एक प्रतिमान बदलाव की पेशकश करता है जो जैविक जीवों की बुद्धि को प्रतिबिंबित करता है।