Pneumatic artificial muscles
ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುಗಳು (ಪಿ. ಎ. ಎಂ. ಗಳು) ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಗಾಳಿಗುಳ್ಳೆಯನ್ನು ತುಂಬುವ ಒತ್ತಡದ ಗಾಳಿಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಡುವ ಸಂಕುಚಿತ ಅಥವಾ ವಿಸ್ತಾರವಾದ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಮಾನವನ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಅಂದಾಜಿನಲ್ಲಿ, ಪಿಎಎಂಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಜೋಡಿಯಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆಃ ಒಬ್ಬ ಅಗೊನಿಸ್ಟ್ ಮತ್ತು ಒಬ್ಬ ವಿರೋಧಿ. ಕೃತಕ ಅಂಗಗಳ ಬಳಕೆಗಾಗಿ 1950ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಪಿ. ಎ. ಎಂ. ಗಳನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ (ಮೆಕಿಬ್ಬೆನ್ ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಹೆಸರಿನಲ್ಲಿ) ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಬ್ರಿಡ್ಜ್ಸ್ಟೋನ್ ರಬ್ಬರ್ ಕಂಪನಿ (ಜಪಾನ್) 1980ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ರಬ್ಬರ್ಟ್ಯುಯೇಟರ್ಸ್ ಹೆಸರಿನಲ್ಲಿ ಈ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೀಕರಿಸಿತು. ಪಿಎಎಂನ ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ನೇಯ್ದ ಚಿಪ್ಪಿನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ನಾರುಗಳ ಒಟ್ಟು ಬಲದಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ನೇಯ್ಗೆಯ ಬಿಗಿತದಿಂದ ಶ್ರಮದ ದೂರವು ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ; ತುಂಬಾ ಸಡಿಲವಾದ ನೇಯ್ಗೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಬ್ಬುವಿಕೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ನೇಯ್ಗೆಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ನಾರುಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಂರಚನೆಯ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಷಾಡೋ ರೋಬೋಟ್ ಕಂಪನಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಷಾಡೋ ಡೆಕ್ಸ್ಟೆರಸ್ ಹ್ಯಾಂಡ್, ಇದು ಇತರ ಯೋಜನೆಗಳು/ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಹಲವಾರು ಸ್ನಾಯುಗಳನ್ನು ಮಾರಾಟ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ಪಿಎಎಂಗಳು ತುಂಬಾ ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವು ತೆಳುವಾದ ಪೊರೆಯಾಗಿದೆ. ಇದು ಅವರಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯುಳ್ಳ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದು ದೋಷಯುಕ್ತ ಸ್ನಾಯುವಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವಾಗ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿದೆ. ದೋಷಯುಕ್ತ ಸ್ನಾಯುವನ್ನು ಬದಲಿಸಬೇಕಾದರೆ, ಅದರ ಸ್ಥಳವು ಯಾವಾಗಲೂ ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರ್ಯಾಯವು ಸುಲಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಮೆಂಬರೇನ್ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ಅಂತಿಮ ಬಿಂದುಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಒತ್ತಡದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಮೆಂಬರೇನ್ ಛಿದ್ರಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು. ಪಿಎಎಂಗಳ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಅಂತರ್ಗತ ಅನುಸರಣೆಯ ನಡವಳಿಕೆಃ ಪಿಎಎಂ ಮೇಲೆ ಬಲವನ್ನು ಹಾಕಿದಾಗ, ಅದು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸದೆ "ನೀಡುತ್ತದೆ". ಮಾನವನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ರೋಬೋಟ್ನಲ್ಲಿ ಪಿಎಎಂ ಅನ್ನು ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಿದಾಗ ಅಥವಾ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ನಡೆಸಬೇಕಾದಾಗ ಇದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ. ಪಿಎಎಮ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಲವು ಒತ್ತಡದ ಮೇಲೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಅವುಗಳ ಹಣದುಬ್ಬರದ ಸ್ಥಿತಿಯ ಮೇಲೂ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಯೋಜನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ; ಪಿಎಎಂ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುವ ಗಣಿತದ ಮಾದರಿಯು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಸಿಲಿಂಡರ್ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪಿಎಎಮ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಬಲ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಣೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವು ಜೈವಿಕ ಸ್ನಾಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಉದ್ದ-ಒತ್ತಡದ ಸಂಬಂಧದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವದನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ. ಅನಿಲದ ಸಂಕೋಚನಶೀಲತೆಯು ಸಹ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಅನುಸರಣೆಯನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ. ಇತರ ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಂತೆ ಪಿಎಎಂ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ಗಳಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕವಾಟಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಕುಚಿತ ವಾಯು ಜನರೇಟರ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಹೊರಗಿನ ಫೈಬರ್ ಶೆಲ್ನ ಸಡಿಲ-ನೇಯ್ಗೆಯ ಸ್ವಭಾವವು ಪಿಎಎಂಗಳು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವಂತಾಗಲು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ನಾರುಗಳು ತುಂಬಾ ಕೆಟ್ಟದಾಗಿ ಹಾನಿಗೊಳಗಾಗಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಅಂತರವನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಅಸಮಾನವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದರೆ, ಆಂತರಿಕ ಗಾಳಿಗುಳ್ಳೆಯು ಅಂತರ ಮತ್ತು ಛಿದ್ರದ ಮೂಲಕ ಉಬ್ಬಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಎಲ್ಲಾ ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಂತೆ, ಹಾನಿಗೊಳಗಾದಾಗ ಅವುಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸದಿರುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಹೈಡ್ರಾಲಿಕ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಆಗಿ (ಅನಿಲ) ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹೈಡ್ರಾಲಿಕ್ ಆಗಿ (ದ್ರವ) ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯುವಂತಹ ಯಾವುದೂ ಇಲ್ಲ. ಸಂಕುಚಿತಗೊಳ್ಳದ ದ್ರವವನ್ನು ಬಳಸುವುದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಬಿಗಿತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನುಸರಣೆಯ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. 2017 ರಲ್ಲಿ, ಅಂತಹ ಸಾಧನವನ್ನು ಬ್ರಿಡ್ಜ್ಸ್ಟೋನ್ ಮತ್ತು ಟೋಕಿಯೊ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಿಂದ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಮೋಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಲಿಕ್ ಸಿಲಿಂಡರ್ಗಳಿಗಿಂತ ಐದು ರಿಂದ ಹತ್ತು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ-ತೂಕದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಆಕ್ಟಿವ್ ಪಾಲಿಮರ್ ಎಕ್ಸೋಸ್ಕೆಲಿಟನ್ ಟಿಪ್ಪಣಿಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುಗಳುಃ ರೋಬೋಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಆಟೊಮೇಷನ್ಗಾಗಿ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ಗಳು ಬಾಸ್ ಓವರ್ವೆಲ್ಡೆಯ ಬಲೂನ್ ಮಾಡುವ ಸ್ನಾಯುಗಳು ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುಗಳಿಂದ ಚಾಲಿತವಾದ ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುಗಳು ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಕೃತಕ ಸ್ನಾಯುಗಳಿಂದ ಚಾಲಿತವಾದ ರೋಬೋಟ್ ಮೆಕಿಬ್ಬೆನ್ ಸ್ನಾಯುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಾಫ್ಟ್ ರೋಬೋಟ್ ಮ್ಯಾನಿಪ್ಯುಲೇಟರ್ಗಳು ಚಿತ್ರಗಳಿಂದ ಏರ್ ಸ್ನಾಯುಗಳು ಕಂಪನಿ ಶಾಡೋ ರೋಬೋಟ್ಗಳ ಯಂತ್ರಾಂಶದಿಂದ ಏರ್ ಸ್ನಾಯುಗಳು ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ಗಳು