කුමක්ද මේ ඉලෙක්ට්‍රොනික සම?
විද්‍යා ප්‍රබන්ධයක් ආකාරයට පමණක් කථා බහට ලක්වූ මාතෘකාවක් වූ, මිනිසුන්ට සහ යන්ත්‍ර වලට සංවේදී හැඟීම් යථා තත්වයට පත් කිරීමේ අදහස දැන් යථාර්ථයට කරා ළඟා වෙමින් පවතියි. ලොව පුරා විද්‍යාඥයින් විසින් යාන්ත්‍රික අක්‍ෂි වැනි කෘතිම අවයව සංවර්ධනය කරමින් ආබාධිතයින්ට සංවේදී හැඟීම් යථා තත්වයට පත් කළ හැකි හෝ යන්ත්‍ර සඳහා ප්‍රයෝජනවත් සංවේදක හැකියාවන් ලබා දීමේ කර්තව්‍යයේ නියැලෙමින් සිටියි. රොබෝවරුන්ට සහ පුරස්ථිතික හෙවත් කෘත්‍රිම අවයව පැළඳ සිටින අයට ස්පර්ශ කිරීමේ සහ හැඟීමක් ඇති කිරීමේ උත්සාහයක් ලෙස දැන් ඉලෙක්ට්‍රොනික සම සංවර්ධනය වෙමින් පවතී. මෙම අධ්‍යයන ක්ෂේත්‍රය තව දුරටත් ඉදිරියට ගියහොත් එය පැළඳිය හැකි උපාංග තාක්ෂණයට පවා භාවිතා කළ හැකි වනු ඇත.
වර්තමානය වන විට රොබෝවරු බොහෝ කාර්යයන් සඳහා යොදා ගනු ලැබේ. එම නිසාම මෙම විද්‍යුත් සම පිළිබඳ අධ්‍යයනය ඉතා වැදගත් වේ. ඔබේ රොබෝවරයා නිවස ආශ්‍රිත කටයුතු වලදී හෝ වෛද්‍ය ප්‍රතිකාර සඳහා ඔබට උදව් කිරීමට යන්නේ නම්, උපායශීලී සංවේදනය (Tacticle Sense) එහි ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වයේ මූලික අංගයක් වනු ඇත. පෘෂ්ඨයක් ලිස්සන විට හඳුනා ගැනීමට මෙන්ම එය ග්‍රහණය කරගත් වස්තූන්ගේ හැඩය, පෘෂ්ඨයේ ස්වභාවය සහ උෂ්ණත්වය දැනීමට එයට හැකියාව තිබිය යුතුය. එම වස්තුවේ ගුණාංග රෝබෝවරයාට වටහා ගත හැකි නම්, එය රඳවා තබා ගන්නා විට කොපමණ බලයක් යෙදිය යුතුද යන්න රොබෝවරයාට තීරණය කළ හැකිය.
පීඩන වෙනස්කම් මැනීම සඳහා Distributed Sensors භාවිතා කිරීම පැළඳිය හැකි තාක්ෂණික උපාංග (Wearable Technology) නිෂ්පාදකයින්ගේ සහ උනන්දුවක් දක්වන අයගේ අවධානය දිනාගෙන තිබේ. කෘත්‍රිම ඉලෙක්ට්‍රොනික සම, හෝ ඊ-සම ශරීරයේ සෞඛ්‍ය අධීක්ෂණය සහ සිරුර අභ්‍යන්තරයේ සිදු කරන සුළු සැත්කම් සඳහා මෙන්ම රොබෝ විද්‍යාව හා පුරස්ථි විද්‍යාව (කෘත්‍රිමව ශරීර කොටස් නිර්මාණය සහ සවි කිරීම සම්බන්ධ විද්‍යාව) සඳහා භාවිතා කිරීමේ හැකියාව ඇත.
ඉලෙක්ට්‍රොනික සම සතු මෘදු බව, නම්‍යශීලිත්වය සහ ඇදෙන සුළු බව
මිනිස් සම මෙන් මෘදු හා නම්‍යශීලිත්වය යන හැකියාවන් අන්තර්ගත කල විට එය ඉලෙක්ට්‍රොනික් සම සඳහා විශාල ඉදිරි පිම්මක් වනු ඇත. මෘදු හා සුවපහසු ඉලෙක්ට්‍රොනික් සම මඟින් වස්තූන් හැසිරවීමට උසස් හැකියාවක් ඇති අතර වර්තමාන විකල්පයන් හා සම්බන්ධ බොහෝ අපහසුතාවයන් සහ බාධාවන් ඉවත් කරනු ඇත. එය පැළඳිය හැකි තාක්ෂණය සඳහා භාවිතය කෙරෙහි ද වැදගත් පියවරක් සනිටුහන් කරනු ඇත.
කෙසේ වුවත් මෙය දැවැන්ත අභියෝගයකි. සමට වක්‍ර මතුපිටට අනුකූල වීම සඳහා, ඉලෙක්ට්‍රොනික තාක්ෂණයට නම්‍යශිලිත්ව ගුණාංගයන් එක් කල යුතු අතර වර්තමානයේ භාවිතා වන ක්‍ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික තාක්ෂණය තවමත් පැතලි මතුපිට සඳහා පමණක් සංවර්ධනය කර ඇත. මෙම ගැටළුව මඟහරවා ගැනීම සඳහා විවිධාකාර ප්‍රවේශයන් සහ සැලසුම් අනුගමනය කරනු ලැබේ. නම්‍යශීලි ඉලෙක්ට්‍රොනික සම ලබා ගැනීමට මුල් උත්සාහයන් නම්‍යශීලි මුද්‍රිත පරිපථ පුවරු මාර්ගයක් අනුගමනය මගින් සිදු කරනු ලැබිණි. මෙහිදී, අක්‍රීය සංවේදක සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික සංරචක නැමිය හැකි මුද්‍රිත පරිපථ පුවරුවලට විසුරුවා හරිනු ලැබේ. මෙම විසඳුම් යාන්ත්‍රිකව ඒකාබද්ධ වී ඇති නමුත්, වෙනත් අයුරකින් එකිනෙකින් වෙන්ව පවතියි. එනම් එකිනෙකට ලෝහමය අයුරින් සම්බන්ධ කොට ඇති අක්‍රීය ඉලෙක්ට්‍රොනික් සංරචකවල එකිනෙකට වෙනස් හා උප පරිපථ වෙන් වෙන් ආකාරයට පැවතීමයි.
රොබෝ සම සඳහා මෙම උපක්‍රමය සාර්ථකව භාවිතා කර ඇති අතර ඉතාලියේ අයිඅයිටී ආයතනය (IIT Institute) හි සංවර්ධනය කරන ලද iCub humanoid robot ඇතුළු විවිධ රොබෝවරුන් සඳහා ස්පර්ශක සම නිපදවා ඇත. මෙම ආයතනය මගින් නිපදවා ඇති අර්ධ දෘඩ සම ශරීරයේ වක්‍රතාවයෙන් වැඩි කොටස් (iCub humanoid robot හි බාහු) ආවරණය කිරීම සඳහා වඩාත් ඵලදායී ක්‍රමවේදයකි. එය දැනට රොබෝ විද්‍යාවේ වඩාත්ම දැවෙන අවශ්‍යතාවයන් සපුරන නමුත් ඉතා ඉක්මණින් ඊටත් වඩා උසස් නිමැවුමක අවශ්‍යතාවය පවතියි.
සම සම්බන්ධ සංකල්පීය ප්‍රවර්ධනය සහ අනාගත ප්‍රවණතා
මෙම තාක්ෂණයේ වඩාත් සිත්ගන්නා සුළු වර්ධනයක් වන්නේ කාබනික අර්ධ සන්නායක මත පදනම් වූ තුනී පටල ට්‍රාන්සිස්ටර භාවිතා කරන ඉලෙක්ට්‍රොනික් සම වන අතර එය ටෝකියෝ විශ්ව විද්‍යාලයේ සහ ස්ටැන්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ සංවර්ධනය කර ඇත. කාබනික අර්ධ සන්නායකවල ආවේණික නැමීමේ හැකියාව ඇත්තේ ඒවායේ ඇති විශේෂිත අණුක ව්‍යුහයන් නිසා වන අතර එය මෘදු බව පිළිබඳ ගැටළුව විසඳීමට යම් ආකාරයකින් උපකාරී වෙයි. මෙහි ඇති අවාසිය නම්, අඩු ආරෝපණ වාහක සංචලතාව නිසා ට්‍රාන්සිස්ටර සහ සංවේදක මෙම ද්‍රව්‍ය සමඟ භාවිතා කරන විට මන්දගාමී වේ. මෙම ද්‍රව්‍ය තුළ අනෙක් ඒවාට වඩා ඉලෙක්ට්‍රෝන වලට චලනය වීමට වැඩි කාලයක් ගත වේ. ඒවා ද අඩු ස්ථාවර බවකින් යුක්ත වේ.
රොබෝ තාක්ෂණයෙන් හෝ වෙනත් තැනක විද්‍යුත් සම ඵලදායී ලෙස භාවිතා කිරීම සඳහා, රොබෝවරයාට ඉක්මණින් ප්‍රතික්‍රියා කළ හැකි වන පරිදි සංවේදක දත්ත මිලි තත්පරයකට අඩු කාලයකින් ලබාගෙන සම්ප්‍රේෂණය කළ යුතුය. එහි අරුත නම් ඉහල සංචලතා ද්‍රව්‍යයක් වන single-crystal silicon වඩා යෝග්‍ය විකල්පයක් වනු ඇත. මයික්‍රෝ / නැනෝ ෆැබ්රිකේෂන් මෙවලම් භාවිතයෙන් සිලිකන් සහ අනෙකුත් අධි-සංචලන ද්‍රව්‍ය භාවිතා කරමින් සැකසිය හැකි ඉලෙක්ට්‍රොනික සමක් ග්ලාස්ගෝ විශ්ව විද්‍යාලයේ පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් විසින් සංවර්ධනය කෙරෙමින් පවතියි. නමුත් මෙය නැවත නම්‍යශීලීත්වය සම්බන්ධ ගැටලුවකට ගෙන යන්නේ සිලිකන් නැමීමේදී ඉරිතලා යන බැවිනි. හුවමාරු මුද්‍රණ ප්‍රවේශයක් භාවිතා කරමින් ඔවුන් අභියෝග ජයගෙන තිබේ. එහිදී සිලිකන් නැනෝවයර් තොග වශයෙන් වේෆර් වලින් කැටයම් කර ඒවා නම්‍යශීලී ප්ලාස්ටික් උපස්ථර වලට මුද්‍රණය කරයි. එවිට සම යනු පොලිමයිඩ් නම් රබර් පොලිමර් වන අතර එය මත කුඩා සිලිකන් නැනෝවයර් ඇති අතර එය තුනී පටල ට්‍රාන්සිස්ටර සහ සංවේදක වලට මග පාදයි.
මෙම සංකල්පය විශේෂයෙන්ම පුරස්ථි විද්‍යාව (කෘත්‍රිමව ශරීර කොටස් නිර්මාණය සහ සවි කිරීම සම්බන්ධ විද්‍යාව) වැඩි දියුණු කිරීමට වැදගත් වේ. මන්දයත් කෘත්‍රිම අවයවයන් වැඩි දියුණු කිරීමට හැකි නමුදු ඒවායෙහි ආවේනිකව තද බවක් පවතියි. කෙසේ වෙතත් පුරස්ථික උපාංග ස්පර්ශයන්ට ප්‍රතිචාර දැක්විය හැකි අන්දමට වැඩි දියුණු කිරීමට මෙම “ඉලෙක්ට්‍රොනික සම” ට හැකිවනු ඇත.
ග්ලාස්ගෝ විශ්ව විද්‍යාලය මගින් කෘත්‍රිම සම සංවර්ධනය කිරීමත් සමඟ අනාගතයේදී නිර්මාණය වන පුරස්ථික අවයවයන් (කෘත්‍රිම අවයව) වලට ආලෝකයේ, ස්පර්ශයේ සංවේදනය දැනීමට මෙන්ම මොළය වෙත සංඥා යැවීමට සහ මොළය වෙතින් ලැබෙන සංඥා සඳහාද සාර්ථකව ප්‍රතිචාර දැක්වීමට හැකි වනු ඇත.
මෙම බාධක ජයගත් පසු, කුඩා හා වඩා කාර්යක්ෂම බැටරි සහ සැබෑ සමට වඩා සමීපව සමාන වන සිරුරට හිතකර ද්‍රව්‍ය භාවිතා කරමින් විද්‍යුත් සම භාවිතා කිරීමේ අත්දැකීම් තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ හැකිය. එය සත්‍ය වශයෙන්ම බොහෝ සිත්ගන්නා සුළු වේවි.
ඉලෙක්ට්‍රොනික සම පිළිබඳ වැඩි යමක් සඳහා පහත යොමුව වෙත පිවිසෙන්න
