आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित कीट-आकार के रोबोट

आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित कीट-आकार के रोबोट
आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित कीट-आकार के रोबोट - क्रेडिट: सीए ऑबिन एट अल

नरम एक्चुएटर्स वाला चार पैरों वाला रोबोट रेंगते समय या एक स्थान से दूसरे स्थान पर कूदते समय अपने शरीर का वजन 22 गुना तक ले जा सकता है।

कृषि, स्वास्थ्य देखभाल, अन्वेषण और संचार सहित कई उद्योगों में मोबाइल, सेंटीमीटर-स्केल रोबोट के कई उपयोग हैं। खतरनाक या दुर्गम स्थानों की खोज करने वाले छोटे रोबोटों के एक बेड़े की कल्पना करें। चूँकि बैटरियों और अन्य ऊर्जा स्रोतों में ऊर्जा घनत्व कम होता है, इस पैमाने के रोबोट पारंपरिक रूप से बल-सीमित माइक्रोएक्चुएटर प्रौद्योगिकियों पर निर्भर होते हैं।

रोबोटिक्स में उपयोग किए जाने वाले अन्य माइक्रोएक्चुएटर्स, जैसे इलेक्ट्रोस्टैटिक, थर्मल और चुंबकीय प्रकार की चक्र दर, बल या विस्थापन अधिक महत्वपूर्ण कार्य करने के लिए अपर्याप्त हैं।

इसके अलावा, जैसे-जैसे वे छोटे होते जाते हैं, एक्चुएटर्स की बिजली उत्पादन और भार वहन क्षमता कम होती जाती है।

इन समस्याओं का समाधान कॉर्नेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया जिन्होंने थीसिस सलाहकार के रूप में कार्य किया। उदाहरण के लिए, मेथनॉल में लिथियम बैटरी की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा घनत्व होता है, जिसका ऊर्जा घनत्व केवल 1,0 एमजे/किग्रा होता है। यहां दिखाया गया 29-मिमी लंबा चौपाया रोबोट, जिसमें दो सामने के पैरों और दो पिछले पैरों पर एक्चुएटर्स स्थित हैं, ऑबिन, शेफर्ड और उनके सहयोगियों द्वारा एक हल्के (325 मिलीग्राम) माइक्रोएक्चुएटर का उपयोग करके बनाया गया था और एक कामकाजी मॉडल में इसके एकीकरण का प्रदर्शन किया गया था।

तुलनीय आकार, वजन या संरचना के वर्तमान एक्चुएटर्स (यानी, 9 एन) की तुलना में सबमिलिसेकंड पल्स में प्रत्येक माइक्रोएक्चुएटर द्वारा अधिक परिमाण का बल उत्पन्न किया जा सकता है।

माइक्रो-एक्चुएटर्स को शक्ति देने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक 3डी-मुद्रित दहन कक्ष बनाया जिसमें मीथेन और ऑक्सीजन का एक गैसीय संयोजन ट्यूबों के माध्यम से पंप किया जाता है। फिर मीथेन को प्रज्वलित करने के लिए दो चैम्बर इलेक्ट्रोडों के बीच एक छोटी सी चिंगारी उत्पन्न होती है। कक्ष के शीर्ष पर, पिस्टन की तरह एक इलास्टोमेर झिल्ली, एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के उत्पाद गैसों द्वारा फुलाई और विस्तारित होती है। विस्फोट एक एक्चुएटर को सक्रिय कर सकता है, वस्तुओं को लॉन्च कर सकता है, या अन्य कार्य कर सकता है। जब कक्ष से गैसें निकलती हैं, तो झिल्ली पिचक जाती है, जो एक नए चक्र की शुरुआत का संकेत देती है।

शोधकर्ताओं ने 140% एक्चुएटर विस्थापन का प्रदर्शन किया, जो आधुनिक माइक्रोएक्चुएटर्स से अधिक है। वे विभिन्न आवृत्तियों और ईंधन सांद्रता पर इसे संचालित करके एक्चुएटर के प्रदर्शन को समायोजित करने में भी सक्षम थे। अपनी अनुकूलनशीलता के कारण, रोबोट रेंगकर या कूदकर विभिन्न इलाकों में नेविगेट करने में सक्षम था। रोबोट अपने शरीर की लंबाई से क्रमशः 20 और 5,5 गुना, या 59 सेमी ऊंचा और 16 सेमी आगे कूदने में सक्षम था। इसके अतिरिक्त, यह अपने वजन से 22 गुना अधिक भार उठा सकता है।

50 हर्ट्ज से अधिक आवृत्तियों पर संचालित होने पर रोबोट का तापमान उस बिंदु तक बढ़ गया जहां लगातार कमरे में आग लग रही थी। डिवाइस ने इस आवृत्ति के नीचे अच्छी सहनशक्ति दिखाई। अपने एक परीक्षण में, टीम ने चार पैरों वाले रोबोट को 8,5 घंटों में 750.000 चक्रों तक चलाया।

स्रोत: भौतिकी आज

📩 18/09/2023 09:29