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  "type": "article",
  "title": "नीदरलैंड्स के वैज्ञानिकों ने बनाई शैवाल से चलने वाली रोबोटिक बाजू, प्रकाश संश्लेषण से करती है काम",
  "summary": "डेलफ्ट यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक ऐसी अनूठी सॉफ्ट रोबोटिक बाजू तैयार की है जो अपनी सतह पर मौजूद शैवाल की मदद से चलती है। प्रकाश मिलते ही सूक्ष्मजीव प्रकाश संश्लेषण करते हैं और यह कृत्रिम अंग मुड़ने लगता है।",
  "content": "पारंपरिक मशीनों में उपयोग होने वाली कठोर धातु और तारों की बनावट से अलग, आधुनिक शोधकर्ताओं ने ऐसे लचीले यंत्रों को विकसित किया है जिन्हें सॉफ्ट एक्चुएटर्स कहा जाता है। ये उपकरण बिजली, रोशनी या गर्मी जैसी ऊर्जा को आसानी से यांत्रिक गति में बदल देते हैं। मानव बाइसेप्स की तरह सिकुड़ने और फैलने के अलावा इनमें मानव हाथ जैसी बारीक चीजों को छूने की क्षमता भी होती है। इन जैविक मशीनों में एक खास श्रेणी बायोएचुएटर्स की है, जो जीवित कोशिकाओं के कार्यों का उपयोग करके गति उत्पन्न करती है। हाल के वर्षों में इस तकनीक ने वैज्ञानिकों का ध्यान अपनी ओर खींचा है।\n\nइसी कड़ी में नीदरलैंड्स की डेलफ्ट यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक नया कारनामा किया है। उन्होंने एक ऐसी सॉफ्ट रोबोटिक बाजू बनाई है जिसकी सतह पर शैवाल उपनिवेश बनाकर रहते हैं। जब ये सूक्ष्मजीव प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया पूरी करते हैं, तो वह कृत्रिम बाजू गति करने लगती है। इस अनोखी खोज का उद्देश्य जीवंत सामग्रियों के अनुसंधान को एक नए मुकाम पर ले जाना है। शोध दल का नेतृत्व करने वाली मैरी-ईव औबिन-टैम ने स्पष्ट किया कि उन्होंने किसी खास उद्देश्य से इसकी शुरुआत नहीं की थी, बल्कि वे यह देखना चाहते थे कि जीवित कोशिकाओं को कार्यात्मक सामग्रियों में मिलाने से क्या संभव हो सकता है।\n\nतैयार की गई यह रोबोटिक बाजू आकार में बेहद छोटी है, जो लगभग तीन चौथाई इंच लंबी और एक क्रेडिट कार्ड जितनी मोटी है। इसका निर्माण हाइड्रोेल की दो परतों से किया गया है जिनके ऊपर शैवाल की कोशिकाएं जीवित रहती हैं। इन दोनों में से एक परत पीएच मान में होने वाले बदलावों पर प्रतिक्रिया देती है, जो शैवाल के चयापचय द्वारा नियंत्रित होता है। जैसे ही इस पर रोशनी पड़ती है, शैवाल प्रकाश संश्लेषण शुरू कर देता है। इस प्रक्रिया के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने और नाइट्रोजन को स्थिर करने से स्थानीय पीएच अधिक क्षारीय हो जाता है, जिससे संवेदनशील हाइड्रोेल फूल जाती है। इसके विपरीत, अंधेरा होने पर शैवाल श्वसन के जरिए कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं, जिससे पीएच वापस अम्लीय हो जाता है और हाइड्रोेल सिकुड़ जाती है।\n\nहाइड्रोेल की दोनों परतों के आयतन में आने वाला अंतर ही इसके झुकने और मुड़ने की क्रिया को नियंत्रित करता है। वैज्ञानिकों के अनुसार, शैवाल की गतिविधि से पीएच संवेदनशील परत में उल्लेखनीय बदलाव आया। अम्लीय परिस्थितियों में, जैसे कि पीएच 3 और 7 के बीच, यह परत अपने मूल वजन का लगभग 37 प्रतिशत रह गई थी, जबकि पीएच 11 पर इसका वजन चार गुना तक बढ़ गया था। यद्यपि अन्य शोधकर्ताओं ने भी पीएच के प्रति प्रतिक्रिया करने वाले सॉफ्ट रोबोट बनाए हैं, लेकिन आमतौर पर इसके लिए आसपास के सभी तरल पदार्थों की रसायन शास्त्र को बदलना पड़ता है। शैवाल पर आधारित इन बॉट्स के मामले में ऐसा बिल्कुल नहीं होता है।\n\nइनकी प्रकाश संश्लेषक गतिविधि का प्रभाव बहुत स्थानीय स्तर पर पड़ता है, जिसका अर्थ है कि यह उन क्षेत्रों के लिए अधिक उपयुक्त हो सकता है जहां न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव जरूरी होता है। हालांकि, ये रोबोट बहुत अधिक तेज गति वाले नहीं होते हैं। रासायनिक बदलाव की शुरुआत जल्दी हो जाती है, यानी रोशनी मिलने के लगभग 20 सेकंड बाद और अंधेरा होने के लगभग 10 सेकंड बाद प्रक्रिया शुरू हो जाती है, लेकिन हाइड्रोेल को पर्याप्त रूप से मुड़ने में कई घंटे का समय लग जाता है।\n\nइस प्रारंभिक अवधारणा के सफल होने के बाद, शोध दल ने शैवाल से चलने वाले कई अन्य उपकरण भी तैयार किए। इनमें एक चार उंगलियों वाला ग्रिपर शामिल था जो रोशनी के संपर्क में आने पर बंद हो जाता है। इसने एक खोखली धातु की गेंद को सफलतापूर्वक पकड़ा और उठाया, तथा रोशनी बंद होने पर उसे छोड़ दिया। एक अन्य हुक के आकार का ग्रिपर रबर की अंगूठी को उठाकर नीचे रख सकता था। ये वस्तुएं बेहद हल्की थीं और एक छोटे पेपरक्लिप से भी कम वजन की थीं, लेकिन रोबोटिक बाजू ने उन्हें अत्यधिक निपुणता के साथ पकड़ लिया।\n\nइन सॉफ्ट रोबोटों को प्रकाश के अलावा किसी अन्य बाहरी ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है और इनमें किसी जटिल यांत्रिक पुर्जे का भी इस्तेमाल नहीं किया जाता है। मैरी-ईव औबिन-टैम ने बताया कि माइक्रोकैल्गी पौधे जैसे जीव हैं जो काफी हद तक खुद पर निर्भर रहते हैं, जिससे इस एक्चुएटर को न्यूनतम बाहरी इनपुट के साथ लंबे समय तक संचालन की क्षमता मिलती है। सिद्धांत रूप में, इस तकनीक पर आधारित सिस्टम को चलाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होगी।\n\nलंबे समय में अनुसंधान दल को उम्मीद है कि इससे अधिक स्वायत्त और पर्यावरण के प्रति संवेदनशील सॉफ्ट रोबोटों के विकास में मदद मिलेगी। इनका उपयोग स्वचालित कृषि उपकरणों के रूप में, लैब-ऑन-ए-चिप उपकरणों में द्रव नियंत्रण के लिए या किसी भी पानी के भीतर रोबोटिक्स सिस्टम के हिस्से के रूप में किया जा सकता है। चूँकि इन शैवालों को आनुवंशिक रूप से संशोधित करने की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए सूक्ष्मजीव आधारित तकनीकों से जुड़ी जैव सुरक्षा संबंधी चिंताएं भी यहाँ लागू नहीं होती हैं। कुल मिलाकर यह बेहद पर्यावरण अनुकूल मशीनें हैं, क्योंकि ये जीव सूर्य की रोशनी से ऊर्जा प्राप्त करते हुए वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित कर सकते हैं।\n\nइसका आप पर असर\nइस नई तकनीकी खोज का असर आने वाले समय में पर्यावरण के अनुकूल और कम ऊर्जा खपत वाले रोबोटिक उपकरणों के विकास पर पड़ेगा।\n\n• राष्ट्रीय स्तर पर: भारत जैसे विकासशील देशों में कृषि और पर्यावरण निगरानी के क्षेत्र में इस तरह की बायोरोबोटिक्स तकनीक भविष्य में क्रांतिकारी साबित हो सकती है। कृषि उपकरणों को स्वचालित बनाने में इससे मदद मिल सकती है।\n• कृषि और उद्योग में: न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव वाले इन उपकरणों का उपयोग करके भविष्य में बिना रासायनिक प्रदूषण के जटिल और सूक्ष्म कार्य किए जा सकेंगे। इससे लैब-ऑन-ए-चिप उपकरणों और जल के भीतर संचालित होने वाली प्रणालियों में सुधार होगा।\n\nऐसा क्यों हुआ\nयह तकनीक जीवित कोशिकाओं और सिंथेटिक सामग्रियों के मेल से बनाई गई है, जिससे बाहरी ऊर्जा के बिना काम करना संभव होता है।\n\n• जैविक प्रक्रिया: शैवाल द्वारा प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने और नाइट्रोजन को स्थिर करने से स्थानीय पीएच मान में बदलाव आता है, जिससे हाइड्रोेल परतों का आकार बदलता है।\n• रासायनिक प्रतिक्रिया: अम्लीय और क्षारीय अवस्था के बीच होने वाले इस बदलाव से हाइड्रोेल के वजन और आयतन में परिवर्तन होता है, जो अंततः रोबोटिक बाजू को मोड़ने में मदद करता है।\n• स्थानीय प्रभाव: अन्य रोबोटों की तरह पूरे तरल माध्यम को बदलने की आवश्यकता नहीं होती, क्योंकि शैवाल की गतिविधि का प्रभाव पूरी तरह से स्थानीय होता है।\n\nसवाल-जवाब\n\n1. यह सॉफ्ट रोबोटिक बाजू कैसे चलती है?\nइस बाजू की सतह पर मौजूद शैवाल प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के जरिए पीएच मान में बदलाव करते हैं, जिससे हाइड्रोेल परतें फूलती और सिकुड़ती हैं।\n\n2. इस रोबोटिक बाजू का आकार कितना है?\nयह रोबोटिक बाजू लगभग तीन चौथाई इंच लंबी और क्रेडिट कार्ड जितनी मोटी है।\n\n3. इस रोबोट को चलाने के लिए किस ऊर्जा की आवश्यकता होती है?\nइसे प्रकाश के अलावा किसी अन्य बाहरी ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है।\n\n4. शोध किस विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने किया है?\nयह शोध नीदरलैंड्स की डेलफ्ट यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया है।\n\n5. क्या इस तकनीक से कोई जैव सुरक्षा जोखिम है?\nचूंकि शैवाल को आनुवंशिक रूप से संशोधित करने की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए इससे कोई जैव सुरक्षा चिंता जुड़ी नहीं है।",
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