‘ओह, जल्दी!’ हमारी उंगलियों पर रिकॉर्ड तोड़ने की गति

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‘ओह, जल्दी!’ हमारी उंगलियों पर रिकॉर्ड तोड़ने की गति

फिंगर-स्मैशिंग को पहली बार प्राचीन ग्रीक कला में 300 ईसा पूर्व के आसपास दिखाया गया था, मार्वल की नवीनतम फिल्म में खलनायक थानोस के लिए बुरी ताकतों का एक ही त्वरित परिचय। एवेंजर्स फिल्म के दोनों माध्यमों ने जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं के एक समूह को फिंगर स्नैप्स की भौतिकी का अध्ययन करने और यह निर्धारित करने के लिए प्रेरित किया कि घर्षण एक महत्वपूर्ण भूमिका कैसे निभाता है।

घर्षण की रुक-रुक कर मात्रा का उपयोग करते हुए, न तो बहुत अधिक और न ही बहुत कम, उंगली का एक स्नैप मनुष्यों में देखा जाने वाला उच्चतम घूर्णी त्वरण उत्पन्न करता है, यहां तक ​​कि एक पेशेवर बेसबॉल पिचर के हाथों से भी तेज। परिणाम 17 नवंबर को प्रकाशित किए गए थे रॉयल सोसाइटी इंटरफेस का जर्नल.

शोध का नेतृत्व जॉर्जिया टेक में एक स्नातक छात्र राघव आचार्य के साथ-साथ डॉक्टरेट के छात्र एलियो चालिता, स्कूल ऑफ केमिकल एंड बायोमोलेक्यूलर इंजीनियरिंग में सहायक प्रोफेसर साद भामला और क्लेयरमोंट में हार्वे मड कॉलेज में सहायक प्रोफेसर ने किया था। , कैलिफोर्निया।

उनके परिणाम एक दिन मानव हाथ की व्यापक क्षमताओं की नकल करने के लिए कृत्रिम अंग के डिजाइन को सूचित कर सकते हैं। भामला ने कहा कि यह परियोजना जिज्ञासा से प्रेरित विज्ञान का एक प्रमुख उदाहरण है, जहां रोजमर्रा की घटनाएं और जैविक व्यवहार नई खोजों के लिए डेटा के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं।

भामला ने कहा, “पिछले कुछ वर्षों में, मैं इस बात पर मोहित हो गया हूं कि हम अपनी उंगलियां कैसे उतार सकते हैं।” “यह वास्तव में हमारी उंगलियों पर एक असाधारण भौतिकी पहेली है जिसकी बारीकी से जांच नहीं की गई है।”

पिछले काम में, भामला, एल्टन और अन्य सहयोगियों ने जीवित जीवों में पाए जाने वाले आश्चर्यजनक रूप से शक्तिशाली और अल्ट्राफास्ट गतियों को समझाने के लिए एक सामान्य रूपरेखा विकसित की। ढांचा स्वाभाविक रूप से तत्काल लागू किया गया था। यह दर्शाता है कि जीव ऊर्जा को स्टोर करने के लिए स्प्रिंग और लैचिंग मैकेनिज्म के उपयोग पर भरोसा करते हैं, जिसे वे जल्दी से छोड़ सकते हैं।

आचार्य और भामला ने फिल्म देखने के बाद फिंगर स्नैप पर इस ढांचे को लागू करने के लिए विशेष दबाव महसूस किया। एवेंजर्स: अनंत युद्ध, अप्रैल 2018 में रिलीज़ हुई और मार्वल स्टूडियोज द्वारा निर्मित। इसमें एक खलनायक चरित्र थानोस छह विशेष पत्थरों को प्राप्त करने और उन्हें अपने धातु के गौंटलेट में रखने की कोशिश करता है। यह सब इकट्ठा करने के बाद, वह अपनी उंगलियों को खींचता है और ब्रह्मांड-व्यापी परिणामों को ट्रिगर करता है।

शोधकर्ताओं ने पूछा है कि क्या बख्तरबंद गौंटलेट पहनना संभव है। फिंगर स्नैप के मामले में, उन्हें संदेह था कि त्वचा के घर्षण ने अन्य स्प्रिंग और लैच सिस्टम की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। धातु के गौंटलेट्स के घर्षण गुणों के साथ, उन्होंने कल्पना की कि यह असंभव होगा।

उच्च गति इमेजिंग, स्वचालित छवि प्रसंस्करण और गतिशील बल सेंसर का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने विभिन्न प्रकार के फिंगर स्नैप का विश्लेषण किया। उन्होंने थानोस जैसे धातु के गौंटलेट पहने हुए स्नैप करने की कोशिश के प्रभावों की नकल करने के लिए धातु के अंगूठे सहित विभिन्न सामग्रियों के साथ उंगलियों को कवर करके घर्षण की भूमिका का पता लगाया।

खुली उंगलियों के साथ एक सामान्य स्नैप के लिए, शोधकर्ताओं ने अधिकतम घूर्णी वेग 7,800 डिग्री प्रति सेकंड और घूर्णी त्वरण 1.6 मिलियन डिग्री प्रति सेकंड मापा। मनुष्यों में देखी जाने वाली सबसे तेज़ घूर्णी गति के लिए घूर्णी वेग मापा से कम है, जो पिचिंग के काम के दौरान पेशेवर बेसबॉल खिलाड़ियों के हाथों से आता है। हालांकि, तात्कालिक त्वरण सबसे तेज़ मानव कोणीय त्वरण है जिसे अभी तक मापा गया है, जो एक पेशेवर बेसबॉल पिचर की बांह के घूर्णी त्वरण से लगभग तीन गुना तेज है।

“जब मैंने पहली बार डेटा देखा, तो मैं अपनी कुर्सी से कूद गया,” भामला ने कहा, जो विभिन्न जीवित प्रणालियों में कोशिकाओं से लेकर कीड़ों तक अल्ट्राफास्ट गति का अध्ययन करता है। “फिंगर स्नैप केवल सात मिलीसेकंड में होते हैं, जो पलक झपकने की तुलना में बीस गुना तेज है, जिसमें 150 मिलीसेकंड से अधिक समय लगता है।”

जब विषयों की उंगलियों को धातु के अंगूठे से ढक दिया गया था, तो शोधकर्ताओं के अंतर्ज्ञान की पुष्टि करते हुए, उनके अधिकतम घूर्णी वेग में नाटकीय रूप से कमी आई।

अध्ययन के पहले लेखक आचार्य ने कहा, “हमारे नतीजे बताते हैं कि थानोस अपनी धातु की बख्तरबंद उंगलियों के कारण स्नैप नहीं कर सका।” “तो, यह शायद हॉलीवुड का विशेष प्रभाव है, खेल में, वास्तविक भौतिकी के बजाय! स्पॉइलर के लिए क्षमा करें।”

उन्होंने अंगूठे से ढकी अंगुलियों के बीच घटते संपर्क क्षेत्र पर विचार करके कमी को समझाया।

“त्वचा संपीड़न प्रणाली को थोड़ा अधिक दोष सहिष्णु बनाता है,” काम पर सह-लेखक, चलिता ने कहा। “त्वचा के संकोचन और घर्षण दोनों को कम करने से आपकी उंगलियों में वास्तव में स्नैप करने के लिए पर्याप्त बल बनाना बहुत मुश्किल हो जाता है।”

हैरानी की बात यह है कि रबर कवर से उंगलियों का घर्षण बढ़ने से गति और त्वरण भी कम हो गया। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि घर्षण के एक गोल्डीलॉक्स क्षेत्र की आवश्यकता थी – स्नैप को शक्ति देने के लिए बहुत कम घर्षण और पर्याप्त ऊर्जा संग्रहीत नहीं की गई थी, और बहुत अधिक घर्षण ऊर्जा अपव्यय की ओर जाता है क्योंकि उंगलियां एक दूसरे के पीछे स्लाइड करने में अधिक समय लेती हैं, संग्रहीत होती हैं। ऊर्जा बर्बाद होती है। बेक किया हुआ।

शोधकर्ताओं ने अपनी टिप्पणियों को स्पष्ट करने के लिए स्नैपिंग प्रक्रिया के विभिन्न गणितीय मॉडलों के साथ प्रयोग किया। उन्होंने पाया कि स्प्रिंग और सॉफ्ट फ्रिक्शन कॉन्टैक्ट-लैच सहित मॉडल अपने परिणामों की गुणात्मक विशेषताओं को पुन: पेश कर सकते हैं।

“हमने अपने गणितीय मॉडल में नरम घर्षण संपर्क को शामिल किया है, और परिणामों ने अल्ट्राफास्ट गति को प्राप्त करने में घर्षण द्वारा निभाई गई केंद्रीय भूमिका को और मजबूत किया है,” इल्टेन ने कहा। “यह मॉडल अब हमें यह समझने में मदद कर सकता है कि कैसे अन्य जानवर, जैसे कि दीमक और चींटियां, तर्कसंगत रूप से अपने मेडीबल्स के साथ-साथ इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए बायोइन्स्पायर्ड एक्ट्यूएटर्स को पट्टी करते हैं।”

जॉन लॉन्ग, नेशनल साइंस फाउंडेशन के इंटीग्रेटिव ऑर्गेनिक सिस्टम्स डिवीजन के प्रोग्राम डायरेक्टर, फिजियोलॉजिकल मैकेनिज्म एंड बायोमैकेनिक्स प्रोग्राम में शोध की देखरेख करते हैं, जो वर्तमान में जानवरों में अल्ट्राफास्ट व्यवहार के बारे में जानकारी प्रदान कर रहा है।

“यह शोध एक उत्कृष्ट उदाहरण है कि हम चतुर प्रयोगों और समझदार कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग के माध्यम से क्या सीख सकते हैं,” उन्होंने कहा। “यह प्रदर्शित करके कि उंगलियों के बीच घर्षण की अलग-अलग डिग्री तात्कालिक लोचदार कार्य को बदल देती है, इन वैज्ञानिकों ने अन्य जीवों में काम पर सिद्धांतों की खोज करने और बायोइनसाइज्ड रोबोट जैसे इंजीनियर सिस्टम में काम करने के लिए इस पद्धति का उपयोग करने के लिए दरवाजा खोल दिया है।”

नेशनल साइंस फाउंडेशन में डायरेक्टरेट फॉर बायोलॉजिकल साइंसेज के प्रोग्राम डायरेक्टर जॉन लॉन्ग, फिजियोलॉजिकल मैकेनिज्म एंड बायोमैकेनिक्स प्रोग्राम में शोध की देखरेख करते हैं, जो वर्तमान में भामला की जांच को जानवरों में अल्ट्राफास्ट व्यवहार में निधि देता है।

“डॉ. भामला और उनके सहयोगियों का शोध इस बात का एक उत्कृष्ट उदाहरण है कि हम चतुर प्रयोगों और समझदार कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग से क्या सीख सकते हैं,” उन्होंने कहा। “यह प्रदर्शित करके कि उंगलियों के बीच घर्षण की अलग-अलग डिग्री स्नैप की लोचदार कार्यक्षमता को बदल देती है, उन्होंने इन सिद्धांतों को अन्य जीवों में काम करने और इंजीनियर सिस्टम में काम करने के लिए इस नरम, परिष्कृत और समायोज्य तंत्र का उपयोग करने के लिए दरवाजा खोल दिया है।”

शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि परिणाम भविष्य के अध्ययन के लिए कई तरह के अवसर खोलते हैं, जिसमें यह समझना भी शामिल है कि मनुष्य बिल्कुल क्यों झड़ते हैं, और यदि मनुष्य ही एकमात्र ऐसे प्राइमेट हैं जिन्होंने इस शारीरिक क्षमता को विकसित किया है।

भामला ने कहा, “300 ईसा पूर्व की प्राचीन ग्रीक कला के आधार पर, मनुष्य हजारों वर्षों से अपनी उंगलियों को बहुत अच्छी तरह से खींच रहा होगा, हालांकि हमने अब केवल वैज्ञानिक रूप से इसका अध्ययन करना शुरू कर दिया है।” “मेरी प्रयोगशाला में यह एकमात्र वैज्ञानिक परियोजना है जिसमें हम अपनी उंगलियां खींच सकते हैं और डेटा प्राप्त कर सकते हैं।”

फिंगर स्नैपिंग के बारे में वीडियो: https://www.youtube.com/watch?v=ycfLurEqmj4

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—-*Disclaimer*—–

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