വേഗത്തിൽ രൂപം മാറുന്ന വസ്തുക്കൾക്കായി സിപ്പറിനെ പുനർനിർമ്മിക്കുന്നു MIT ഗവേഷകർ
ഒരു വിടവ് അടയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, നിമിഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ ഒരു വസ്തുവിന്റെ ജ്യാമിതീയ രൂപം (geometry) അടിസ്ഥാനപരമായി മാറ്റാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഫാസ്റ്റനർ സങ്കൽപ്പിക്കുക. MIT CSAIL-ലെ ഗവേഷകർ വിപ്ലവകരമായ ഒരു മൂന്ന് വശങ്ങളുള്ള ഫാസ്റ്റനർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഇത് വസ്തുക്കളെ വഴക്കമുള്ള സ്ട്രിപ്പുകളിൽ നിന്ന് കടുപ്പമേറിയതും സങ്കീർണ്ണവുമായ ഘടനകളിലേക്ക് ഏതാണ്ട് ഉടനടി മാറ്റാൻ സഹായിക്കുന്നു.
ഉപേക്ഷിക്കപ്പെട്ട ഒരു പേറ്റന്റിൽ നിന്ന് 3D-പ്രിന്റഡ് യാഥാർത്ഥ്യത്തിലേക്ക്
1980-കളുടെ പകുതിയോടെ വില്യം ഫ്രീമാൻ (PhD ’92) വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത മൂന്ന് വശങ്ങളുള്ള സിപ്പറിന്റെ ഒരു പേറ്റന്റിൽ നിന്നാണ് ഈ മുന്നേറ്റത്തിന് പ്രചോദനം ലഭിച്ചത്. യഥാർത്ഥ ആശയം പൂർത്തിയാകാത്ത ഒരു പ്രോട്ടോടൈപ്പായി അവശേഷിച്ചപ്പോൾ, അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസർ സ്റ്റെഫാനി മ്യുല്ലറുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഒരു ഗവേഷണ സംഘം ആധുനിക കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ടൂളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ആ ആശയത്തിന് പുതിയ ജീവൻ നൽകി.
ഫ്രീമാന്റെ യഥാർത്ഥ കാഴ്ചപ്പാടും കസ്റ്റം ഡിസൈൻ ചെയ്ത സോഫ്റ്റ്വെയറും സംയോജിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്, ഉപയോക്താക്കൾക്ക് അതീവ സവിശേഷമായ, 3D-പ്രിന്റ് ചെയ്യാവുന്ന ഫാസ്റ്റനറുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒരു വർക്ക്ഫ്ലോ CSAIL ടീം നിർമ്മിച്ചു. പരന്ന വശങ്ങൾ യോജിപ്പിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത പരമ്പരാഗത രണ്ട് വശങ്ങളുള്ള സിപ്പറിനെപ്പോലെയല്ല ഇത്; ഈ മൂന്ന് വശങ്ങളുള്ള സംവിധാനം മൂന്ന് വഴക്കമുള്ള "ആറുകൾ" (arms) ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇവ പരസ്പരം കോർത്തുപിടിച്ച് ത്രിമാനവും (three-dimensional) കടുപ്പമേറിയതുമായ വസ്തുക്കളായി മാറുന്നു.
സോഫ്റ്റ്വെയർ നിയന്ത്രണത്തിലൂടെയുള്ള കൃത്യതയാർന്ന എഞ്ചിനീയറിംഗ്
ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ യഥാർത്ഥ കരുത്ത് MIT സോഫ്റ്റ്വെയർ നൽകുന്ന സൂക്ഷ്മമായ നിയന്ത്രണത്തിലാണ്. ഡിസൈനർമാർക്ക് ഇനി ഒരേപോലെയുള്ള സ്ട്രിപ്പുകളിൽ മാത്രം ഒതുങ്ങിനിൽക്കേണ്ടതില്ല; വസ്തുവിന്റെ അന്തിമ രൂപം നിശ്ചയിക്കുന്നതിനായി അവർക്ക് പ്രത്യേക സാങ്കേതിക പാരാമീറ്ററുകളിൽ മാറ്റം വരുത്താൻ കഴിയും. പ്രധാനപ്പെട്ട കസ്റ്റമൈസബിൾ ഫീച്ചറുകൾ ഇവയാണ്:
- സ്ട്രിപ്പ് നീളം: പ്രത്യേക ഘടനാപരമായ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി അളവുകൾ ക്രമീകരിക്കാം.
- വളയുന്ന ദിശയും കോണും: ആറുകൾ കോർത്തുപിടിക്കുമ്പോൾ അവ എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കണമെന്ന് കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കാം.
- ജിയോമെട്രിക് മോർഫിംഗ്: സിപ്പ് ചെയ്തുകഴിഞ്ഞാൽ സ്ട്രിപ്പ് നേരായതോ, വളഞ്ഞതോ, ചുരുണ്ടതോ അല്ലെങ്കിൽ പിരിഞ്ഞതോ ആയ രൂപത്തിലാകാൻ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാം.
ഈ കസ്റ്റമൈസേഷൻ നിലവാരം, സോഫ്റ്റ്വെയർ കോൺഫിഗറേഷന് അനുസരിച്ച് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ മെക്കാനിക്കൽ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്ന "മോർഫിംഗ്" ഹാർഡ്വെയറുകളുടെ വേഗത്തിലുള്ള പ്രോട്ടോടൈപ്പിംഗിന് സഹായിക്കുന്നു.
റോബോട്ടിക്സിലും ആരോഗ്യപരിചരണത്തിലും വിപ്ലവകരമായ പ്രയോഗങ്ങൾ
വേഗത്തിലുള്ള വിന്യാസത്തിനും (deployment) അഡാപ്റ്റീവ് ഹാർഡ്വെയറിനും ഇത് വലിയ മാറ്റങ്ങൾ കൊണ്ടുവരും. മൂന്ന് വശങ്ങളുള്ള ഫാസ്റ്റനറിന്റെ വേഗതയും വൈവിധ്യവും വ്യക്തമാക്കുന്ന നിരവധി ഉപയോഗങ്ങൾ ഗവേഷകർ തെളിയിച്ചു:
- വേഗത്തിലുള്ള ഷെൽട്ടർ വിന്യാസം: ഈ സിപ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ടെന്റ് വെറും 80 സെക്കൻഡുകൾ കൊണ്ട് പൂർണ്ണമായി സ്ഥാപിക്കാം.
- അഡാപ്റ്റീവ് മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ: ഈ ഫാസ്റ്റനർ ഉൾപ്പെടുത്തിയ ഒരു റിസ്റ്റ് കാസ്റ്റ് (wrist cast) ആവശ്യാനുസരണം മുറുക്കാനോ അയയ്ക്കാനോ കഴിയും, ഇത് വീക്കമോ മറ്റ് ആവശ്യങ്ങളോ ഉള്ള രോഗികൾക്ക് വലിയ ആശ്വാസം നൽകുന്നു.
- റോബോട്ടിക് ആക്ച്വേഷൻ: ഒരു മോട്ടോർ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, ഈ ഫാസ്റ്റനറിന് ഒരു പ്രോഗ്രാമബിൾ ആക്ച്വേറ്ററായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഒരു റോബോട്ടിന്റെ കൈകാലുകളുടെ ഉയരമോ ഘടനയോ ഒരു ബട്ടൺ അമർത്തുന്നതിലൂടെ മാറ്റാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
കൂടുതൽ മോഡുലാറും പ്രതികരണാത്മകവുമായ റോബോട്ടിക്സിന്റെ ഭാവിയിലേക്ക് നാം നീങ്ങുമ്പോൾ, വസ്തുക്കളെ വഴക്കമുള്ള അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് കടുപ്പമേറിയ അവസ്ഥയിലേക്ക് ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയോടെ മാറ്റാനുള്ള കഴിവ് അത്യാധുനിക മെക്കാനിക്കൽ ഡിസൈനിന്റെ അടിസ്ഥാനശിലയായിരിക്കും.
പ്രധാന കാര്യങ്ങൾ
- ഡൈനാമിക് മോർഫിംഗ്: മൂന്ന് വശങ്ങളുള്ള ഫാസ്റ്റനർ വസ്തുക്കളെ വഴക്കമുള്ളതും കടുപ്പമേറിയതുമായ അവസ്ഥകളിലേക്ക് വേഗത്തിൽ മാറ്റാൻ സഹായിക്കുന്നു, ഇത് സങ്കീർണ്ണമായ 3D രൂപങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
- സോഫ്റ്റ്വെയർ അധിഷ്ഠിത ഡിസൈൻ: പ്രത്യേക ഡിസൈൻ സോഫ്റ്റ്വെയറിലൂടെയും 3D പ്രിന്റിംഗിലൂടെയും വളയുന്ന കോണുകൾ, നീളം, അന്തിമ ജ്യാമിതീയ രൂപങ്ങൾ എന്നിവ കസ്റ്റമൈസ് ചെയ്യാം.
- വൈവിധ്യമാർന്ന ഉപയോഗങ്ങൾ: വേഗത്തിലുള്ള ക്യാമ്പിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ, ക്രമീകരിക്കാവുന്ന മെഡിക്കൽ ഓർത്തോട്ടിക്സ്, പ്രോഗ്രാമബിൾ റോബോട്ടിക് കൈകാലുകൾ എന്നിവയിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഉടനടി പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്.