பயோ - ரோபோடிக்ஸ் : இது கண்டுபிடிப்புகளின் காலம் ( பகுதி - 1 ) - ஆத்மாநாம்

ஒரு வார்த்தை / ஒரு கருத்தாக்கம் / ஒரு கண்டுபிடிப்பு. இப்படித்தான் ரோபோ மனித வாழ்க்கைக்குள் நுழைந்தது.

பல்வேறு ரோபோக்களின் உருவாக்கம் ரோபோடிக்ஸ் டெக்னாலஜி என்னும் புதிய துறையை தோற்றுவித்தது.

ரோபோடிக்ஸ் உயிரியலுடன் இணைக்கப்பட்டபோது அங்கே பயோ-ரோபோடிக்ஸின் கதவுகள் திறக்கப்பட்டது.

மனிதன் தனது அசாத்தியக் கற்பனைத்திறன் மூலம் தனக்கான ஒரு பதிலியாக அல்லது மாற்றாக உருவாக்க நினைத்தது தான் ரோபோ. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட, தானாக இயங்கக் கூடிய, பல வகை பயன்பாடு கொண்ட எந்திரத்தை ரோபோ என்று சொல்லலாம். இன்றைய நிலையில் உயிரினங்களின் செயல்திறன், அறிவுத்திறன் ஆகியவற்றை ஒருசேரப் பெற்று இயங்கும் இயந்திரமாக ரோபோ விளங்குகிறது.

மேரி ஷெல்லியின் ஃப்ராங்கன்ஸ்டீன்

கற்பனா ரீதியாக இப்படி ஒரு கருத்தாக்கம் 18-ஆம் நூற்றாண்டுகளிலேயே தொடங்கி விட்டது. 1818-ல் மேரி ஷெல்லி “ப்ராங்கன்ஸ்டைன்” என்ற தனது நாவலில் ஒரு வித ரசவாதத்தின் மூலம் செயற்கை மனிதனை உருவாக்கும் உத்தியை விஸ்தாரமாக சொல்லியிருந்தார். ஆனால் 1920-களில் தான் ரோபாட் என்கிற சொல் செக்கோஸ்லேவோக்கிய எழுத்தாளர் கார்ல் கோபெக் என்பவர் எழுதிய ஒரு நாடகத்தின் மூலம் முதன் முதலாக அறிமுகமானது.

அறிவியல் கதைசொல்லி ஐசக் அஸிமோவ்

அதற்குப் பிறகு  பிரபல அறிவியல் கதைசொல்லியான ஐசக் அசிமோவ் தனது ரோபோ பற்றிய கதைகளில் ரோபோடிக்ஸ் என்ற வார்த்தையை பயன்படுத்தி அதை பிரபலமாக்கினார். ரோபோவுக்கான முக்கிய 3 எந்திர விதிகளை வகுத்தவரும் அவர் தான். அதனை அடிப்படையாகக் கொண்டு அமெரிக்க இயக்குநர் ஸ்டான்லி குப்ரிக் ‘2001:A Space Odyssey’ படத்தில் திரைக்காட்சிகளாக கொண்டு வந்தார். இன்று வரைக்கும் அறிவியல் புனைகதை ஆசிரியர்கள் முதல் திரைப்படத் தயாரிப்பாளர்கள் வரைக்கும் Bio-Robotics என்பது ஒரு பிடித்த Theme-ஆக இருந்து வந்துள்ளது.

Terminator பட வரிசையில் ரோபோவாக அர்னால்ட்

ரோபோக்கள் மிக அபாயகரமான சூழலில் கூட துல்லியமாக இயங்கும் தன்மையைப் பெற்றிருப்பதால் மிகப்பெரிய தொழிற்சாலைகளில் நடைபெறும் தானியங்கி செயல்பாடுகளுக்கு பெரிதும் உபயோகப் படுத்தப்படுகின்றன. ரோபோக்களின் உள்ளார்ந்த இத்தன்மையின் காரணமாகவே தற்போது அவை உலகெங்கிலும் பிரசித்தி பெற்று விளங்குகின்றன. ரோபோக்களை வடிவமைப்பது,  பராமரிப்பது,  புதிய பயன்பாடுகளை உருவாக்குவது, அது குறித்த ஆய்வுகளில் ஈடுபடுவது போன்றவற்றுடன் தொடர்புடையதாக ரோபோடிக்ஸ் துறை இயங்கி வருகிறது.

இன்றைய நவீன உலகின் எல்லா துறைகளின் மீதும் ரோபோடிக்ஸ் டெக்னாலஜி வலுவானதொரு தாக்கத்தை ஏற்படுத்தி அந்த துறைகளை மேலும் பயனுள்ள ஒன்றாக மாற்றியுள்ளது. அதன் பயன்பாட்டை மேலும் விரிவாக்கும் வகையில் நவீன ஊடகங்கள் அனைத்தும் அதனை மக்களிடம் கொண்டு சேர்க்கின்றன. ஆண்ட்ராய்ட் ஃபோனைப்போல் பயோ-ரோபோடிக்ஸும் பிரபலமான ஒன்றாக இன்று மாறியுள்ளது. ஒருவகையில் ஆண்ட்ராய்டின் குறியீட்டு வடிவமே ரோபோ தான்.

முதலில் சில கேள்விகளை நாம் எழுப்பிக் கொண்டு அதனை ஒவ்வொன்றாக பார்க்கலாம்.

பயோ - ரோபோடிக்ஸ் என்றால் என்ன ?

Robotics Biology-டன் இணைந்து பயோ-ரோபோடிக்ஸ் என்ற புதிய துறையை தோற்றுவித்தல்

மனித மூளையிலுள்ள இரண்டு விதமான ஆற்றல்

Biorobotics-ஐ பல்வேறு அறிவியல் துறைகளை பிரதிநிதித்துவப் படுத்தும் சிறப்பான ஒன்றாக வகைப்படுத்தலாம். பொதுவாகவே நமது மூளையில் இரண்டு விதமான Capacity இருக்கு. ஒன்று அசைவுகள் மற்றும் வளர்ச்சியை அடிப்படையாக கொண்டது. அது Machanical. மற்றொன்று நரம்பு மண்டலம் மற்றும் மூளையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அது Chemical. அதாவது Biological-ம் Robotics Technlogy-ம் இணைத்து உருவானது தான் Bio-Robotics.

பயோ – ரோபோடிக்ஸ் துறையின் ஆரம்பகட்ட முயற்சிகள் :

நான் ஏற்கனவே சொன்ன மாதிரி Robotics Technlogy–யோட Biology-ய இணைச்சது தான் இதோட ஆரம்பப்புள்ளி.  இப்ப ரோபோ என்ன செய்யுது. ஒரு விஷயத்தை உணர்ந்து அந்த கண்டிஷனுக்கு தகுந்தாற்போல் ஆக்‌ஷன் பண்னுது. ரோபோட்டோட Basic அடிப்படை இதுதான். இதுல விஞ்ஞானிகள் என்ன பண்ணினாங்கன்னா ரோபோ செய்யற இதே வேலையைத்தானே உயிரினங்களும் செய்யுது அப்படிங்கற அடிப்படையான காரணத்தை வெச்சுகிட்டு ஒரு சின்ன உயிரினத்தை Sample-ஆ எடுத்துக்கிட்டு ஆராய்ச்சியை தொடங்கினாங்க. அந்த உயிரினம் முதல்ல இருந்து எப்படி ஒவ்வொரு ஸ்டெப்பா மூவ் ஆகுது,  அப்படிங்கறத ஹை-ஸ்பீட் கேமராவில Record பண்ணினாங்க,  அப்படி Record பண்ணினதை கம்ப்யூட்டரில் சிமுலேட் பண்ணி, அதை அனிமேஷனா கொண்டு வந்தாங்க.  இப்படி அதோட ஒவ்வொரு மூவ்மெண்டையும் பண்ணினாங்க. சினிமாவில் பயன்படுத்துற Motion Capture மாதிரியான உத்திதான் இது.

இப்ப பாம்பு ஒண்ணு நெளிஞ்சி போகும்போது முதல் எலும்ப பேஸ்பண்ணி அடுத்த எலும்பும் நகரும் இல்லியா,  அந்த ஒவ்வொரு நகர்வையும் ரிக்கார்ட் பண்ணி டீடெய்ல்ஸ் எடுத்திட்டு அத அப்படியே அனிமேஷனா கிரியேட் பண்ணினாங்க. இப்ப Stick Animation கேரக்டர்ல குச்சி ஒண்ணொன்னா நகருவது மாதிரி முதல் குச்சி இவ்வளவு டிகிரி நகருது. அடுத்த குச்சி இவ்வளவு டிகிரி நகருது அப்படிங்கற மாதிரி.  எவ்வளவு ஆங்கிள்ள,  எவ்வளவு டிஸ்டன்ஸ் நகருது அப்படிங்கற டீடெய்ல்ஸை எல்லாம் கால்குலேட் பண்ணி இறுதியாஅந்த உயிரினத்தோட பேசிக் மூவ்மெண்ட்டை கண்டுபிடிச்சாங்க. இதைமாடலாக வைத்து உடலுருப்பின் பாகங்கள் ஒவ்வொன்றையும் செயற்கையா உருவாக்குனாங்க. அதாவது அந்த உயிரினம் எப்படி நடந்துச்சோ அதேமாதிரி இதையும் நடக்க வெச்சாங்க. இப்படி இந்த ரிசர்ச்-ல ஒவ்வொரு ஸ்டெப்பா AD பண்ணி AD பண்ணி முதல்ல மண்புழு , பாம்புன்னு ஆரம்பிச்சி அதுக்கப்புறம் பல்லி, பூனை, குரங்கு, சிறுத்தை, அப்படின்னு எல்லாம் ட்ரை பண்ணி இப்ப மனிதன் வரைக்கும் வந்துட்டாங்க.

பரிணாம வளர்ச்சியின் அடிப்படையில் ரோபோ தொழில்நுட்பம்

காரணம் முதுகெலும்புள்ள பிராணிகள் அனைத்தும் இப்படித்தான் பரிணாம வளர்ச்சியடைந்திருக்கு.  இப்படி வளர்ந்த ஆராய்ச்சியின் பலனாக இன்று செயற்கையான கை முதற்கொண்டு, உடலின் அநேக உறுப்புகள் பயோ-ரோபோடிக்ஸ் தொழில்நுட்பத்தின் மூலம் வெற்றிகரமாக உருவாக்கப்பட்டுவருகிறது.

கண்டுபிடிப்புகளின் சுரங்கமாக பயோ – ரோபோடிக்ஸ் : 

Bionics, Genetic Engineering And Cybernetics ஆகிய துறைகளை உள்ளடக்கிய ஒன்றாக பயோ – ரோபோடிக்ஸ் துறை இன்று விளங்குகிறது.  பயோ – ரோபோடிக்ஸை பல்வேறு அறிவியல் பிரிவுகளின் தொகுப்பாக நாம் பயிலும்போது தான் பயாலஜுக்கும்,  ரோபோடிக்ஸுக்கும் உள்ள தொடர்பு நமக்கு புரியவருகிறது. மரபியல்ரீதியாக உயிரினங்களின் பண்புகள் மற்றும் அதன் ஒற்றுமை, வேற்றுமைகளை தீவிரமாக ஆராய்வது என்பது பயோ-ரோபோடிக்ஸ் துறையில் ஒரு அங்கமாக இருந்து வருகிறது.  அதேபோல் பயோ-ரோபோடிக்ஸ் துறையில் உயிரினங்களின் மாதிரித் திசுக்களை  (Biological Specimen) வைத்துக்கொண்டு ஆராய்ந்தறிவது இன்னொரு அங்கமாக விளங்குகிறது. இப்ப ஒரு உயிரினத்தோட Specimen-ஐ ரோபோட்டுடன் இணைத்து அந்த ரோபோட் அந்த உயிரினம் மாதிரியான அசைவுகளை செய்கிறதா என்று பார்த்து அடுத்தடுத்த கட்ட பரிசோதனைகளுக்கு செல்கிறார்கள்.

இதேபோல் ஒவ்வொரு உயிரினத்தின் ஸ்பெசிமனையும் ரோபோட்டுகளுடன் இணைத்து பயன்படுத்தி அதனையொத்த செயற்கை ரோபோட்டுகளை உருவாக்குகிறார்கள். தற்போது கல்வித்துறை வட்டங்களிலும், ஆராய்ச்சித் துறைகளிலும் பயோ-ரோபோடிக்ஸ் இரண்டு விதமாக அணுகப்படுகிறது. ஒன்று Synthetic Biology (செயற்கை உயிரியல்), மற்றது நுண்கலை உயிரியல் (Bio-Nanotechnilogy ).

கல்லூரிகளில் Biorobotics இன்று Bio-Mechanics மற்றும் Neural-Engineering (உயிரியல் அசைவுகள் மற்றும் மூளை, நரம்புகளின் செயல்பாடுகள்) என்ற இரு பெரும் பாடப்பிரிவுகளாக வகுக்கப் பட்டிருக்கிறது.

Bio - Mechanics  (உயிர்பொறியியல்)

உயிர்களின் அசைவு, வேகம் மற்றும் வளர்ச்சி ஆகியவற்றின் இயங்கியலை பற்றி படிப்பதுதான் Bio-mechanics.  இதில் மனிதனின் உயிரியல் பண்புகளை நன்கு கவனித்து, அலசி ஆராய்ந்து அதனை பதிவு செய்து வைத்துக் கொண்டு,   அந்த மனிதனின் கைகள் எதற்காக, எந்த கோணத்தில், எப்படி அசைகிறது, எந்த அளவு டிகிரியில் அது அசைகிறது என்பதை துல்லியமாக வரையறுக்கிறார்கள்.

 மனிதர்களின் அசைவியக்கம் கணக்கிடப்பட்டு பதிவு செய்யப்படுகிறது

இதேபோல் ஒவ்வொரு உறுப்புக்கும், ஒவ்வொரு உயிர்களுக்கும் அதன் இயக்கம் குறித்த திட்டவட்டமான கணக்கீடுகள் பயோ-ரோபோடிக்ஸ் துறைமூலம் வகுக்கப்பட்டுள்ளன.  இந்த பிரிவில் ஒருமனிதக் கையை தயாரிப்பதாக வைத்துக்கொண்டால் அந்த செயற்கையான கைகள் சற்றும் பிசகாமல் மனிதக் கைகளை போன்றே செயல்பட வல்லது.

நரம்புபொறியியல் ( Neural Engineering )

Neural Engineering என்பது மூளையின் உள் அமைப்புகள் மற்றும் செயல்பாடுகளை அறிந்துகொண்டு அதனை பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டுக்கு கொண்டு செல்வது. நமது மூளையில் உள்ள ஒரு நியூரானை எடுத்துக்கொண்டு அதன்மூலம் மூளையின் செயல்பாட்டை ஆராய்ந்தறிவது. நாம் சிந்திப்பது, செயல்படுவது ஞாபகம் வைத்துக்கொள்வது அனைத்துமே நியூரான்கள் மூலம் தான் நடைபெறுகிறது.

மூளை என்பது நியூரான்களின் கட்டமைப்பாக இருப்பதால்,   இங்கே மூளையைப்பற்றி படிப்பதைவிட ஒவ்வொரு நியூரானும் எப்படி செயல்படுகிறது என்பதை மைக்ரோ அளவு துல்லியமாக தெரிந்துகொள்வது. இந்தவகையானஆராய்ச்சியின் மூலம் Neural Engineering வேறு ஒரு தொழில் நுட்பப்பிரிவாக பரிணமிக்கிறது. இதன்மூலம் Neural Engineering-க்கும், Brain-Machine-க்கும் இடையே ஒரு தொடர்பை உருவாக்கி,  மூளையின் அமைப்பை மாதிரியாக வைத்து செயற்கையாக உருவாக்கப்பட்ட ஒரு அப்ளிகேஷன் மூலம் செயல்படாத ஒரு மனித மூளையைக் கூட ஆக்டிவேட் செய்யலாம்.

Neural engineering-ன் மூலம் Prosthetic Arm-ஐ செயல்பட வைத்தல்

உதாரணத்துக்கு  Prosthetic  முறையில் உருவாக்கப்படும் செயற்கைக் கைகளை எடுத்துக் கொள்வோம்.  ஏற்கனவே Neural Engineering-ல் மூளையின் செயல்பாடுகளை நன்கு ஆராய்ந்து நன்றாக பதிவு செய்து வைத்திருக்கிறார்கள். அதன்முலம் Prosthetic Arm-க்கும், Neural Engineering–க்கும் இடையே ஒரு தொடர்பை உருவாக்குகிறார்கள். இப்போது செயற்கை கை பொருத்தப்பட்ட மனிதர்கள் அந்தக் கையை அசைக்கனும்னு மனதில் நினைத்தால் அந்தக்கை அசையும். அதாவது மூளைக்கும் எந்திரத்துக்கும் இடையே ஒரு லிங்க்கை ஏற்படுத்தறாங்க. இப்படி செயல்படும் ஆர்ம்-க்கு பேர் தான் பயோனிக் ஆர்ம் (Bionic-Arm).

இங்கே ஒரு விஷயத்தை தெளிவுபடுத்திக் கொண்டு மேலே செல்லலாம். நம் உடல் உறுப்புகள் அனைத்தும் மூளையின் கட்டளைக்கேற்றபடி இயங்குகின்றன.  நமது உடலில் ஒரு உறுப்பு செயலிழந்து விட்டால், அந்த உறுப்பு ஏதோ தானாக செயலிழந்து விடவில்லை. அதனை இதுவரை செயல்படுத்திக் கொண்டிருந்த மூளையின் பகுதி செயலிழந்து விட்டது என்று தான் பொருள்.

(தொடரும்)