प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र में, झुंड की मानसिकता एक प्रमुख भूमिका निभाती है - मछली के झुंड से लेकर मधुमक्खी के छत्ते से लेकर चींटियों की बस्तियों तक।यह सामूहिक व्यवहार संपूर्ण को उसके हिस्सों के योग से अधिक होने और खतरों और चुनौतियों का बेहतर जवाब देने की अनुमति देता है।

इस व्यवहार ने ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं को प्रेरित किया है, और एक वर्ष से अधिक समय से वे सूक्ष्म रोबोटों के "स्मार्ट झुंड" बनाने पर काम कर रहे हैं।शोधकर्ताओं ने इनके बीच सामाजिक मेलजोल को विकसित कियाछोटी मशीनेंताकि वे एक समन्वित समूह के रूप में कार्य कर सकें, कार्यों को बेहतर ढंग से निष्पादित कर सकें, यदि वे व्यक्तियों के रूप में या यादृच्छिक रूप से आगे बढ़ रहे हों।

"ये सभी समूह,पक्षियों के झुंड, मछली और अन्य स्कूलों के स्कूल, समूह के प्रत्येक सदस्य में अपने पड़ोसी के साथ मिलकर काम करने की स्वाभाविक प्रवृत्ति होती है, और साथ में वे अपने आप की तुलना में अधिक स्मार्ट, मजबूत और अधिक कुशल होते हैं, "यूबिंग झेंग, एसोसिएट प्रोफेसर ने कहा।वॉकर मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग और टेक्सास सामग्री संस्थान "हम उन तंत्रों के बारे में अधिक जानना चाहते थे जो ऐसा करते हैं और देखना चाहते हैं कि क्या हम इसे पुन: उत्पन्न कर सकते हैं।"

झेंग और उनकी टीम ने सबसे पहले इन नवाचारों का प्रदर्शन कियापेपर प्रकाशितमेंउन्नत सामग्रीपिछले साल।लेकिन वे चीजों को एक कदम आगे ले गए हैंनया कागजमें हाल ही में प्रकाशित हुआविज्ञान उन्नति.

नए पेपर में, झेंग और उनकी टीम ने इन झुंडों को एक नया गुण दिया है जिसे अनुकूली समय विलंब कहा जाता है।यह अवधारणा झुंड के भीतर प्रत्येक माइक्रोरोबोट को स्थानीय परिवेश में होने वाले परिवर्तनों के अनुसार अपनी गति को अनुकूलित करने की अनुमति देती है।ऐसा करने से, झुंड ने अपनी मजबूती को कम किए बिना जवाबदेही में उल्लेखनीय वृद्धि दिखाई - झुंड की अखंडता को बनाए रखते हुए किसी भी पर्यावरणीय परिवर्तन पर तुरंत प्रतिक्रिया करने की क्षमता।

यह खोज एक नवीन ऑप्टिकल फीडबैक प्रणाली पर आधारित है - जो नियंत्रणीय प्रकाश पैटर्न का उपयोग करके इन माइक्रोरोबोट्स को सामूहिक तरीके से निर्देशित करने की क्षमता है।इस प्रणाली का पहली बार शोधकर्ताओं के 2023 पेपर में अनावरण किया गया था - जिसे हाल ही में "संपादक की पसंद" के रूप में चुना गया थाउन्नत सामग्रीâऔर इसने माइक्रोरोबोट्स के लिए अनुकूली समय विलंब के विकास की सुविधा प्रदान की।

अनुकूली समय विलंब रणनीति बड़ी मशीनरी में स्केलेबिलिटी और एकीकरण की क्षमता प्रदान करती है।यह दृष्टिकोण स्वायत्त ड्रोन बेड़े की परिचालन दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि कर सकता है।इसी तरह, यह ट्रकों और कारों के परिवहन को बेहतर जवाबदेही और बढ़ी हुई मजबूती के साथ व्यापक राजमार्ग यात्राओं को स्वायत्त रूप से नेविगेट करने में सक्षम बना सकता है।जिस प्रकार मछलियों के समूह एक-दूसरे से संवाद कर सकते हैं और एक-दूसरे का अनुसरण कर सकते हैं, उसी प्रकार ये मशीनें भी होंगी।परिणामस्वरूप, किसी भी प्रकार के केंद्रीय नियंत्रण की कोई आवश्यकता नहीं है, जिसे संचालित करने के लिए अधिक डेटा और ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

पीएच.डी. ज़ीहान चेन ने कहा, "नैनोरोबोट्स, व्यक्तिगत आधार पर, जटिल वातावरण के प्रति संवेदनशील होते हैं; वे रक्तप्रवाह या प्रदूषित पानी जैसी चुनौतीपूर्ण स्थितियों में प्रभावी ढंग से नेविगेट करने के लिए संघर्ष करते हैं।"झेंग की प्रयोगशाला में छात्र और नए पेपर पर सह-लेखक।"यह सामूहिक गति उन्हें जटिल वातावरण में बेहतर ढंग से नेविगेट करने और लक्ष्य तक कुशलतापूर्वक पहुंचने और बाधाओं या खतरों से बचने में मदद कर सकती है।"

प्रयोगशाला सेटिंग में इस झुंड मानसिकता को साबित करने के बाद, अगला कदम और अधिक बाधाएं पेश करना है।ये प्रयोग एक स्थिर तरल घोल में किए गए।आगे, वे बहते तरल पदार्थ में इस व्यवहार को दोहराने की कोशिश करेंगे।और फिर वे इसे एक जीव के अंदर दोहराने के लिए आगे बढ़ेंगे।

एक बार पूरी तरह से विकसित हो जाने पर, ये स्मार्ट झुंड उन्नत दवा वितरण बलों के रूप में काम कर सकते हैं, जो नेविगेट करने में सक्षम हैंमानव शरीरऔर दवा को अपने लक्ष्य तक पहुंचाने के लिए अपने बचाव से बच निकलें।या, वे iRobot रोबोटिक वैक्यूम की तरह काम कर सकते हैं, लेकिन दूषित पानी के लिए, सामूहिक रूप से एक क्षेत्र के हर हिस्से की सफाई करते हैं।