विश्व के सबसे छोटे स्वायत्त रोबोटों का विकास: एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक उपलब्धि

जनवरी 2026 में, पेंसिल्वेनिया और मिशिगन विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं ने एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक सफलता की घोषणा की: दुनिया के सबसे छोटे पूरी तरह से प्रोग्राम करने योग्य, स्वायत्त रोबोटों का निर्माण। ये सूक्ष्म रोबोट लगभग 200 x 300 x 50 माइक्रोमीटर के आयाम के हैं, जो उन्हें नमक के एक दाने से छोटा और मानव बाल की मोटाई से कम बनाता है। यह उपलब्धि इसलिए उल्लेखनीय है क्योंकि ये इस पैमाने पर पहले स्वायत्त रोबोट हैं जिन्हें संचालन के लिए किसी बाहरी नियंत्रण, जैसे तारों या चुंबकीय क्षेत्रों, की आवश्यकता नहीं होती है। इस नवाचार का विवरण प्रतिष्ठित पत्रिकाओं साइंस रोबोटिक्स और प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (पीएनएएस) में प्रकाशित किया गया था।

इन सूक्ष्म मशीनों के निर्माण में दशकों से चली आ रही भौतिकी की चुनौती को दूर करना पड़ा, विशेष रूप से सब-मिलीमीटर आयामों पर, जहाँ चिपचिपाहट और खिंचाव जैसे बल प्रमुख हो जाते हैं, जिससे तरल पदार्थ में गति करना अत्यंत कठिन हो जाता है। इस बाधा को पार करने के लिए, टीम ने एक पूरी तरह से नई प्रणोदन प्रणाली विकसित की जो पारंपरिक यांत्रिक अंगों के बजाय विद्युतगतिकी के सिद्धांतों का उपयोग करती है। ये रोबोट अपने चारों ओर के तरल पदार्थ में आवेशित कणों (ions) को गति देने के लिए विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करते हैं, और इन आयनों के खिंचाव से रोबोट आगे बढ़ता है। चूंकि इस प्रणाली में कोई हिलने वाला पुर्जा नहीं है, इसलिए ये रोबोट अत्यधिक टिकाऊ होते हैं और इन्हें माइक्रोपिपेट का उपयोग करके बार-बार स्थानांतरित किया जा सकता है।

इन रोबोटों की ऊर्जा आवश्यकताएँ भी इंजीनियरिंग का एक उल्लेखनीय पहलू हैं; प्रत्येक इकाई की उत्पादन लागत लगभग एक सेंट है और वे केवल एलईडी से प्राप्त प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके महीनों तक कार्य कर सकते हैं। इस ऊर्जा चुनौती को अत्यंत कम वोल्टेज पर काम करने वाले सर्किटों को डिज़ाइन करके हल किया गया, जिससे बिजली की खपत एक हजार गुना से अधिक कम हो गई, क्योंकि सूक्ष्म सौर पैनल केवल 75 नैनोवाट बिजली उत्पन्न करते हैं। यह ऊर्जा स्तर एक स्मार्टवॉच द्वारा खपत की जाने वाली ऊर्जा से 100,000 गुना कम है। इस कम ऊर्जा बजट के भीतर काम करने के लिए, मिशिगन टीम ने विशेष सर्किट विकसित किए।

स्वायत्तता के लिए आवश्यक प्रसंस्करण शक्ति को पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के मार्क मिसकिन और मिशिगन विश्वविद्यालय के डेविड ब्लाउ के बीच सहयोग से संभव बनाया गया, जो दुनिया के सबसे छोटे कंप्यूटर के विकास के लिए जाने जाते हैं। प्रत्येक इकाई में एक एकीकृत चिप होती है जो पर्यावरण को महसूस करने, जानकारी संसाधित करने और निर्णय लेने की क्षमता रखती है। ये रोबोट बाहरी नियंत्रण के बिना जटिल प्रक्षेपवक्रों का पालन करने के लिए इन विद्युत क्षेत्रों को संशोधित कर सकते हैं, और मछली के झुंड के समान समन्वित समूह व्यवहार भी प्रदर्शित करते हैं। संचार के लिए, ये रोबोट शोधकर्ताओं के साथ मधुमक्खियों के 'नृत्य' के समान कोडित गतिविधियों के माध्यम से संवाद करते हैं, जो तापमान जैसे डेटा को प्रसारित करते हैं; शोधकर्ता माइक्रोस्कोप के नीचे इन गतिविधियों को देखकर संदेश को डिकोड करते हैं।

यह तकनीक चिकित्सा के क्षेत्र में नए रास्ते खोलती है, जिसमें व्यक्तिगत कोशिकाओं के स्वास्थ्य की निगरानी और सूक्ष्म-स्तरीय विनिर्माण में सहायता करने की क्षमता शामिल है। शोधकर्ताओं ने यह भी बताया कि इस पैमाने पर स्वायत्तता प्राप्त करने के लिए क्षेत्र में लगभग 40 वर्षों तक एक तकनीकी बाधा बनी रही थी। डेविड ब्लाउ ने संकेत दिया कि भविष्य में, इन रोबोटों को एक-दूसरे के साथ संवाद करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जो माइक्रोस्केल रोबोटिक्स के लिए एक नया लक्ष्य है। यह सफलता माइक्रोस्केल रोबोटिक्स में एक दूरदर्शी छलांग का प्रतिनिधित्व करती है, जो भविष्य में चिकित्सा और विनिर्माण में प्रगति की क्षमता रखती है।