कैसे एक सिंगल फिंगर स्नैप एक वैज्ञानिक गेम-चेंजर बन गया



24 फरवरी, 2022 – अटलांटा में जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के छात्र राघव आचार्य कुछ साल पहले एवेंजर्स: इन्फिनिटी वॉर देख रहे थे, जब उन्हें एक विचार आया: सुपरविलेन थानोस धातु पहने हुए अपनी उंगलियों को कैसे काट सकता है गौंटलेट?आचार्य, केमिकल इंजीनियरिंग की पढ़ाई कर रहे स्नातक, उस प्रश्न को सहायक प्रोफेसर साद भामला, पीएचडी के पास ले गए। जैसे ही उन्होंने और भामला ने अपने तड़क-भड़क वाले सुपरविलेन में गहराई से गोता लगाया, और भी सवाल सामने आए: क्या मेटल गॉंटलेट ने कंपन को कम कर दिया होगा? क्या थानोस धातु की उंगलियों से अधिक बल बना सकता था? और वैसे भी एक उंगली स्नैप होने के लिए क्या महत्वपूर्ण है? फिर, बायोइंजीनियरिंग में डॉक्टरेट के छात्र एलियो चेलिटा से जुड़कर, उन्होंने अपने प्रश्नों को परीक्षण में डाल दिया। हाई-स्पीड कैमरों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पांच परिदृश्यों में तीन लोगों को अपनी उंगलियों को तड़कते हुए रिकॉर्ड किया। उन्होंने जो पाया वह उन्हें हैरान कर गया। आचार्य कहते हैं, “फिंगर स्नैप सबसे तेज़ कोणीय गतियों में से एक है जिसे हमने अब तक मानव शरीर में देखा है।” वास्तव में, यह पलक झपकने से लगभग 20 गुना तेज है। दिलचस्प है, लेकिन हमें फिंगर स्नैप की गति की परवाह क्यों करनी चाहिए? हमारा अस्तित्व बिल्कुल इस पर निर्भर नहीं है। लेकिन इन शोधकर्ताओं ने पाया कि घर्षण और संपीड़ितता, दबाव से किसी चीज के चपटे या कम होने की क्षमता – एक सफल फिंगर स्नैप के आवश्यक भाग – संभावित रूप से चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में प्रोस्थेटिक्स और माइक्रोरोबोट के डिजाइन में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। “उंगलियों का उपयोग करना प्रोस्थेटिक्स के माउंट एवरेस्ट की तरह है,” नेशनल साइंस फाउंडेशन के एक प्रोग्राम डायरेक्टर जॉन लॉन्ग कहते हैं, जो भामला की लैब को फंड करता है। लॉन्ग कहते हैं, शोधकर्ताओं ने सबसे पहले फिंगर स्नैप का मॉडल तैयार किया। अंगूठे और मध्यमा उंगली का संपीड़न और घर्षण, टेंडन और मांसपेशियों की गति से ऊर्जा का निर्माण करने की अनुमति देता है। उंगलियां फिर एक कुंडी के रूप में कार्य करती हैं और संग्रहीत ऊर्जा को तुरंत (या अनलॉक) करती हैं। एक उंगली स्नैप के सबसे ऊंचे क्लिक को प्राप्त करने के लिए, उंगलियों को त्वचा के घर्षण और संपीड़न की सही मात्रा की आवश्यकता होती है। शोधकर्ताओं ने अपने चरों को बदलकर यह साबित कर दिया: उंगलियों को स्नेहक (घर्षण को हटाकर), उंगलियों को धातु के थिम्बल (संपीड़न को हटाकर) के साथ बदलना, और रबड़ के साथ उंगलियों को ढंकना (बहुत अधिक घर्षण जोड़ना)। हर मामले में, केवल मानव त्वचा क्या हासिल कर सकती है, इसकी नकल करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा संग्रहीत नहीं की गई थी। आज के प्रोस्थेटिक्स धातु या प्लास्टिक जैसी कठोर सामग्री का उपयोग करके कार्य और सौंदर्यशास्त्र पर ध्यान केंद्रित करते हैं। एक चर के रूप में, घर्षण को आमतौर पर बायोमेकेनिकल डिज़ाइनों से बाहर रखा जाता है, क्योंकि इससे सामग्री का टूटना और टूटना हो सकता है। लेकिन एक फिंगर स्नैप के आधार पर, हम जानते हैं कि गति में कितना घर्षण और संपीड़न योगदान देता है। यदि एक कृत्रिम हाथ (या माइक्रोरोबोट) स्नैप कर सकता है, तो यह एक उन्नत स्तर की निपुणता दिखाता है, यह सुझाव देता है कि यह समान सटीकता के साथ अन्य जटिल कार्यों को प्राप्त कर सकता है। अधिक चुस्त सामग्री, जैसे सिलिकॉन, और एक फिंगर स्नैप की समान गतिशीलता के मजबूत मॉडलिंग के साथ डिज़ाइन किए गए प्रोस्थेटिक्स का अर्थ यह हो सकता है कि प्रोस्थेटिक्स का समग्र प्रदर्शन मानव त्वचा के समान हो सकता है। फास्ट फिंगर स्नैप के प्रमुख कार्यों को समझकर, ये वही सिद्धांत हमारे द्वारा अन्य प्रणालियों के निर्माण के तरीके को बेहतर ढंग से सूचित कर सकते हैं। लॉन्ग का मानना ​​​​है कि इस शोध से सीख, उदाहरण के लिए, माइक्रो मैनिपुलेटर्स विकसित करने में मदद मिल सकती है जो सर्जन को एक मोटर को स्प्रिंग-लोड करने की अनुमति देते हैं, जल्दी से एक सीमित स्थान के भीतर बहुत सारी शक्ति जारी करते हैं। भामला ने अनुमान लगाया कि गठिया जैसे कुछ मांसपेशियों को कमजोर करने वाली बीमारियों की शुरुआती शुरुआत की पहचान करने के लिए फिंगर स्नैपिंग का उपयोग नैदानिक ​​उपकरण के रूप में किया जा सकता है। फिंगर-स्नैप प्रयोग के बाद, शोधकर्ताओं की तिकड़ी ने मार्क इल्टन, पीएचडी, क्लेयरमोंट, सीए में हार्वे मड कॉलेज में भौतिकी के एक सहायक प्रोफेसर के साथ मिलकर काम किया, जिन्होंने उन्हें एक गणितीय मॉडल तैयार करने में मदद की जो आवश्यक भौतिकी के साथ अन्य वैज्ञानिक क्षेत्र प्रदान करता है। उनका प्रयोग। अपने काम को सरल बनाकर, रोबोटिस्ट और इंजीनियर जैसे लोग अल्ट्राफास्ट त्वरण प्राप्त करने के प्रमुख तरीकों को समझ सकते हैं और समीकरण का उपयोग अपने स्वयं के काम के निर्माण के लिए कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने न केवल सबसे तेज मानव-संचालित गति का प्रदर्शन किया है, उन्होंने कई क्षेत्रों को भी छुआ है। विज्ञान, जीव विज्ञान से लेकर भौतिकी और इंजीनियरिंग तक, जटिल ऑपरेशन में एक लेंस प्रदान करके, जिसे अक्सर एक साधारण, रोज़मर्रा की गति माना जाता है। भामला कहते हैं, “हमने अब फिंगर स्नैप को मानचित्र पर रख दिया है।” उनमें से कुछ लें, थानोस . .



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