द्रव, एक ओपन-सोर्स, 3 डी-प्रिंटेड रोबोट, स्वचालित सामग्री संश्लेषण के लिए एक किफायती और अनुकूलन योग्य समाधान प्रदान करता है, जिससे उन्नत अनुसंधान अधिक वैज्ञानिकों के लिए सुलभ हो जाता है।
विज्ञान संकाय, होक्काइडो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर कीसुके ताकाहाशी के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने 3 डी प्रिंटर और ऑफ-द-शेल्फ इलेक्ट्रॉनिक घटकों का उपयोग करके एक ओपन-सोर्स रोबोटिक सिस्टम का निर्माण किया है।
द्रव की क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए, टीम ने कोबाल्ट और निकल के सह-पूर्वानुमान को स्वचालित करने के लिए रोबोट का उपयोग किया, जिससे सटीक और दक्षता के साथ द्विआधारी सामग्री बनाई गई। अध्ययन के प्रमुख लेखक ने कहा, “खुले स्रोत को अपनाने से, 3 डी प्रिंटर का उपयोग करके, और आमतौर पर उपलब्ध इलेक्ट्रॉनिक्स का लाभ उठाते हुए, एक कार्यात्मक रोबोट का निर्माण करना संभव हो गया, जो आमतौर पर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रोबोट से जुड़े लागतों के एक अंश पर जरूरतों के एक विशेष सेट के लिए अनुकूलित होता है।”
द्रव के हार्डवेयर में चार स्वतंत्र मॉड्यूल शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक एक सिरिंज, दो वाल्व, वाल्व नियंत्रण के लिए एक सर्वो मोटर, और एक स्टेपर मोटर से सुसज्जित है, जो सिरिंज प्लंजर को ठीक से नियंत्रित करता है। प्रत्येक मॉड्यूल में सिरिंज की अधिकतम भरण स्थिति का पता लगाने के लिए एक एंड-स्टॉप सेंसर भी होता है। ये मॉड्यूल माइक्रोकंट्रोलर बोर्डों से जुड़े होते हैं जो यूएसबी के माध्यम से कंप्यूटर से कमांड प्राप्त करते हैं। सिस्टम में सॉफ्टवेयर भी शामिल है जो उपयोगकर्ताओं को रोबोट के कार्यों को नियंत्रित करने देता है, जैसे कि वाल्व समायोजन और सिरिंज आंदोलनों और वास्तविक समय की स्थिति अपडेट और सेंसर डेटा प्रदान करता है।
शोधकर्ताओं ने डिजाइन फ़ाइलों को खुले तौर पर उपलब्ध कराया है ताकि दुनिया में कहीं भी शोधकर्ता अपनी विशिष्ट प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के अनुसार रोबोट को दोहरा या संशोधित कर सकें। महंगे वाणिज्यिक रोबोटों के लिए एक ओपन-सोर्स और 3 डी-प्रिंटेबल विकल्प प्रदान करके, द्रव शोधकर्ताओं के एक व्यापक समुदाय को भौतिक विज्ञान में स्वचालित प्रयोग में संलग्न करने में सक्षम हो सकता है।
यह संसाधन-सीमित सेटिंग्स में शोधकर्ताओं के लिए या वैज्ञानिकों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद हो सकता है जो आला क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जहां वाणिज्यिक समाधान आसानी से उपलब्ध या लागत प्रभावी नहीं हो सकते हैं। एक अनुकूलन योग्य डिजाइन के साथ जिसे वाणिज्यिक घटकों का उपयोग करके मुद्रित किया जा सकता है, वे महत्वपूर्ण पूंजी निवेश के बिना परिष्कृत प्रयोगों का संचालन कर सकते हैं।
“इस दृष्टिकोण का उद्देश्य सामग्री संश्लेषण में स्वचालन का लोकतंत्रीकरण करना है, जो शोधकर्ताओं को सामग्री विज्ञान में नवाचार में तेजी लाने के लिए एक व्यावहारिक, लागत-प्रभावी समाधान प्रदान करता है,” ताकाहाशी ने समझाया।
आगे देखते हुए, शोधकर्ताओं ने अन्य मापदंडों की निगरानी के लिए अतिरिक्त सेंसर को एकीकृत करने की योजना बनाई, जैसे कि तापमान और पीएच। ये बहुलक मिश्रण और कार्बनिक संश्लेषण सहित रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विस्तृत विविधता को संभालने के लिए रोबोट की क्षमता का विस्तार करेंगे। सॉफ्टवेयर को आगे भी विकसित किया जाएगा, जिसमें दोहराए जाने वाले कार्यों को कारगर बनाने के लिए मैक्रो रिकॉर्डिंग जैसी सुविधाओं को शामिल किया जाएगा और प्रयोगात्मक प्रजनन क्षमता और डेटा विश्लेषण में सुधार के लिए डेटा लॉगिंग को बढ़ाया जाएगा।
