तेजी से परिष्कृत होते सेंसरों के विकास से रोबोट, सुरक्षा प्रणालियाँ, आभासी वास्तविकता (वीआर) उपकरण और परिष्कृत कृत्रिम अंगों सहित विभिन्न तकनीकों के विकास में मदद मिल सकती है। मल्टीमॉडल स्पर्श सेंसर, जो विभिन्न प्रकार की स्पर्श-संबंधी जानकारी (जैसे, दबाव, बनावट और पदार्थ का प्रकार) प्राप्त कर सकते हैं, उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे आशाजनक हैं जो मानव स्पर्श की कृत्रिम प्रतिकृति से लाभान्वित हो सकते हैं।
हालाँकि इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरों ने पिछले कुछ दशकों में अत्यधिक संवेदनशील स्पर्श सेंसरों की एक विस्तृत श्रृंखला विकसित की है, फिर भी लागू बलों की दिशा और परिमाण दोनों का सटीक पता लगाना अब तक चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है। इसके अलावा, कई मौजूदा सेंसर उन सामग्रियों की सही पहचान करने में असमर्थ हैं जिनसे वस्तुएँ या सतहें बनी हैं।
चीनी विज्ञान अकादमी के शोधकर्ताओं ने हाल ही में मानव उंगलियों से प्रेरित एक नया मल्टीमॉडल स्पर्श सेंसर विकसित किया है। एडवांस्ड मैटेरियल्स में प्रकाशित एक शोधपत्र में प्रस्तुत यह सेंसर, बलों की दिशा का पता लगाने के साथ-साथ वास्तविक दुनिया में आमतौर पर पाई जाने वाली 12 सामग्रियों में से सटीक रूप से पहचान करने में भी सक्षम पाया गया है।
“मानव-कंप्यूटर संपर्क को आगे बढ़ाने के लिए बहुविध स्पर्श बोध अत्यंत महत्वपूर्ण है, लेकिन वास्तविक समय में बहुआयामी बल संसूचन और पदार्थ की पहचान अभी भी चुनौतीपूर्ण बनी हुई है,” चेंगचेंग हान, ज़ी काओ और उनके सहयोगियों ने अपने शोधपत्र में लिखा है। यहाँ, ट्राइबोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित एक उंगली के आकार का स्पर्श संवेदक (FTS) प्रस्तावित किया गया है, जो बहुदिशात्मक बल संवेदन और पदार्थ की पहचान करने में सक्षम है।
नया सेंसर मानव उंगली के सिरे के आकार का है और दो मुख्य पूरक संरचनाओं से बना है। पहला एक बाहरी भाग है जिसे पदार्थों की पहचान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि दूसरा एक आंतरिक भाग है जो बलों और उनकी दिशा को संवेदित करता है।
हान, काओ और उनके सहयोगियों ने लिखा है, “उंगली के पैड में सिलिकॉन आवरण की सतह में तीन पदार्थ अंतर्निहित हैं, जो पदार्थ की पहचान के लिए एकल-इलेक्ट्रोड सेंसर बनाते हैं।”
“बल-संवेदन भाग में, सिलिकॉन आवरण की बाहरी सतह पर एक परिरक्षण परत के रूप में प्रवाहकीय सिल्वर पेस्ट की परत चढ़ाई जाती है। आंतरिक दीवार में चार सिलिकॉन माइक्रोनीडल एरे और एक सिलिकॉन बम्प है, जबकि आंतरिक पॉलीलैक्टिक एसिड कंकाल पर पांच सिल्वर इलेक्ट्रोड लेपित हैं। घटक नाखून के पास इंटरलॉकिंग संरचनाओं के माध्यम से जुड़ते हैं, जिससे सिलिकॉन आवरण और कंकाल के बीच स्थानीय संपर्क और पृथक्करण संभव होता है, जिससे पाँच इलेक्ट्रोडों से प्राप्त संकेतों के माध्यम से बल दिशा का पता लगाना संभव होता है।
शोधकर्ताओं ने अपने उंगली के आकार के स्पर्श संवेदक का मूल्यांकन प्रारंभिक सिमुलेशन और वास्तविक दुनिया के प्रयोगों की एक श्रृंखला में किया। उन्होंने पाया कि विभिन्न बलों पर लागू होने पर यह अच्छा प्रदर्शन करता है, साथ ही उल्लेखनीय रूप से उच्च सटीकता के साथ विभिन्न सामग्रियों की पहचान भी करता है।
अपने वास्तविक दुनिया के प्रयोगों के एक भाग के रूप में, शोधकर्ताओं ने अपने सेंसर को एक रोबोटिक हाथ के साथ भी एकीकृत किया, और डेटा विश्लेषण प्लेटफ़ॉर्म LabVIEW और Jupyter का उपयोग करके एकत्रित डेटा के आधार पर सामग्रियों की पहचान की। उनके निष्कर्ष अत्यधिक आशाजनक थे, जिससे पता चलता है कि सेंसर का उपयोग रोबोटिक प्रणालियों की स्पर्श क्षमताओं को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने लिखा, “बाहरी सेंसर 12 सामग्रियों को पहचानने में 98.33% सटीकता प्राप्त करते हैं।” “इसके अलावा, एक रोबोटिक हाथ में एकीकृत, FTS एक बुद्धिमान छँटाई वातावरण में वास्तविक समय में सामग्री की पहचान और बल का पता लगाने में सक्षम बनाता है।” इस शोध में बुद्धिमान रोबोटिक्स के लिए स्पर्श-बोध के अनुप्रयोगों की अपार संभावनाएँ हैं।
इस शोध दल के हालिया प्रयास मानव-सदृश रोबोट, स्मार्ट कृत्रिम अंगों और अन्य तकनीकों के भविष्य के विकास में योगदान दे सकते हैं, जो स्पर्श-संबंधी डेटा के संग्रह से लाभान्वित हो सकते हैं। भविष्य में, टीम के सेंसर को और भी बेहतर बनाया जा सकता है; उदाहरण के लिए, और भी व्यापक श्रेणी की सामग्रियों की पहचान और अधिक प्रकार की स्पर्श-संबंधी जानकारी का पता लगाने में सहायता के लिए।
स्रोत: टेक एक्सप्लोर / डिग्पू न्यूज़टेक्स