विज्ञानविश्‍व : रोबोट्‌सचे स्नायू

-डॉ. मेघश्री दळवी

गेली काही वर्षे रोबोट्‌स तंत्रज्ञान झपाट्याने विकसित होत आहे. माणसासारखा चालणारा, कोलांट्याउड्या मारणारा, हाताने दरवाजा उघडणारा त्याचबरोबर आता रोबोट्‌सना माणसाची हुबेहूब नक्‍कल थोडी थोडी जमू लागली आहे. त्यात फक्‍त अडसर आहे तो माणसासारख्या स्नायूंचा.

रोबोट्‌सच्या हलत्या भागांमध्ये नॅनोमोटर्ससारखी सूक्ष्म यंत्रं असतात. हे भाग जोडण्याचं काम धातूच्या लवचिक तारा आणि पट्ट्या वापरून केलेलं असतं. मात्र सहज आकुंचन-प्रसरण पावणाऱ्या आणि वेगवेगळ्या कोनातून पीळ पडू शकणाऱ्या आपल्या स्नायूंची सर त्याला येत नाही. रोबोटिक्‍समधले तज्ज्ञ अनेकदा निसर्गाकडून कल्पना उसन्या घेत असतात. माणसाच्या स्नायूंची थेट नक्‍कल करण्यासाठी काय वापरता येईल याच्या शोधात शास्त्रज्ञ होते आणि त्यांना उत्तर सापडलं आहे “स्पायडर सिल्क’च्या रूपात.

पूर्वेकडील देशांमध्ये जंगलात आढळणारे नेफिला पिलीपस जातीचे महाकाय कोळी काही खास धागे काढून ते आधारासाठी आणि भक्ष्याला पकडण्यासाठी वापरतात. या स्पायडर सिल्कचे धागे पोलादापेक्षा मजबूत आणि रबरापेक्षा लवचिक असतात. बुलेटप्रूफ जाकिटांमध्ये केवलर म्हणून कृत्रिम तंतू वापरले जातात त्याच्या तिप्पट मजबूत असल्याने स्पायडर सिल्कचा असा वापर होऊ लागलेला आहे. मासेमारीच्या गळासाठीसुद्धा त्यांचा वापर सुरू झालेला आहे. हे मजबूत नैसर्गिक धागे प्रथिनांनी बनलेले असल्याने बायोबॅंडेजमध्ये ते वापरले जात आहेत. आश्‍चर्य म्हणजे स्पायडर सिल्कला पीळ पडला तर ते अजिबात तुटत नाहीत, उलट पीळ सुटल्यावर ते सहज मूळस्थितीत येतात. असे गुणधर्म दुर्मीळ आहेत आणि त्यांचा उत्तम वापर रोबोटिक्‍समध्ये होऊ शकेल.

स्पायडर सिल्कच्या या खास गुणधर्मांचा शोध अपघातानेच लागला. एमआयटी (मॅसाच्युसेट्‌स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्‍नॉलॉजी) या संशोधन संस्थेमध्ये प्रोफेसर मार्कस ब्यूहलर आणि त्यांची विद्यार्थिनी क्‍लेअर शू यांनी मिळून स्पायडर सिल्कच्या धाग्यांवर आर्द्रतेचा काय परिणाम होतो याचा अभ्यास करत होते. त्यांना एक आश्‍चर्यकारक परिणाम दिसला की, आर्द्रता एका प्रमाणाबाहेर वाढली की हे धागे विशिष्ट तऱ्हेने आकुंचन पावून त्यांना एक प्रकारचा पीळ पडतो आणि आर्द्रता कमी झाली की तो पीळ सुटतो. धागे अजिबात तुटत नाहीत.

याचाच अर्थ या धाग्यांना नियंत्रित करण्यासाठी आर्द्रता वापरता येईल. शास्त्रज्ञ-तंत्रज्ञ नेहमी अशा नियंत्रणाचा विचार करत असतात. हे धागे नियंत्रित करता येतात याची खात्री झाल्यावर ते रोबोट्‌सना स्नायू म्हणून वापरता येतील ही कल्पना सूचणं स्वाभाविक होतं. मात्र, नेफिला पिलीपस कोळी विषारी आणि धोकादायक असतात. ते पकडून त्यांच्याकडून असे धागे मिळवणे हे किचकट आणि जोखमीचं काम आहे. तेव्हा असेच गुणधर्म असलेले धागे कृत्रिमरीत्या बनवणे शक्‍य आहे का, याकडे शास्त्रज्ञांनी लक्ष वळवले.

आणखी प्रयोग केल्यानंतर त्यांना दिसून आले की, आर्द्रता सत्तर टक्‍क्‍यांच्या वर गेल्यावर स्पायडर सिल्कमधल्या प्रोलाइन या प्रथिनाला दुमड पडते आणि त्याचा परिणाम म्हणून धाग्यांना पीळ पडतो. आता प्रोलाइन वापरून असे धागे कृत्रिमरीत्या बनवण्याचे प्रयत्न सुरू झाले आहेत. त्यांच्यावरच्या चाचण्या यशस्वी झाल्या की लवकरच त्यांचा उपयोग रोबोट्‌सना स्नायू देण्यामध्ये होणार आहे.

डिजिटल प्रभातचे टेलिग्राम जॉईन करण्यासाठी येथे क्लिक करा

You might also like

Leave A Reply

Your email address will not be published.