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गर्मियों में उत्पादन अधिक था।चिप्स और विज्ञान अधिनियम, जो अगस्त में लागू हुआ, संयुक्त राज्य अमेरिका में घरेलू विनिर्माण में बड़े पैमाने पर निवेश का प्रतिनिधित्व करता है।इस विधेयक का उद्देश्य अमेरिकी सेमीकंडक्टर उद्योग का पर्याप्त विस्तार करना, आपूर्ति श्रृंखलाओं को मजबूत करना और नई तकनीकी सफलताएं हासिल करने के लिए अनुसंधान और विकास में निवेश करना है।मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और विनिर्माण और उत्पादकता प्रयोगशाला के निदेशक जॉन हार्ट के अनुसार, चिप अधिनियम हाल के वर्षों में निर्माताओं की रुचि में उल्लेखनीय वृद्धि का नवीनतम उदाहरण है।आपूर्ति श्रृंखलाओं, वैश्विक भू-राजनीति और सतत विकास की प्रासंगिकता और महत्व पर महामारी का प्रभाव, ”हार्ट ने कहा।औद्योगिक प्रौद्योगिकियों में नवाचार.“विनिर्माण पर बढ़ते फोकस के साथ, स्थिरता को प्राथमिकता देने की आवश्यकता है।2020 में सभी ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का लगभग एक चौथाई हिस्सा उद्योग और विनिर्माण से आता है।फैक्ट्रियाँ और फैक्ट्रियाँ स्थानीय जल आपूर्ति को भी ख़त्म कर सकती हैं और भारी मात्रा में अपशिष्ट पैदा कर सकती हैं, जिनमें से कुछ विषाक्त हो सकते हैं।इन समस्याओं को हल करने और निम्न-कार्बन अर्थव्यवस्था में परिवर्तन सुनिश्चित करने के लिए, टिकाऊ उत्पादन प्रौद्योगिकियों के साथ-साथ नए उत्पादों और औद्योगिक प्रक्रियाओं को विकसित करना आवश्यक है।हार्ट का मानना ​​है कि इस परिवर्तनकारी भूमिका में मैकेनिकल इंजीनियरों की महत्वपूर्ण भूमिका है।एमआईटी के मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर और स्नातक हार्ट ने कहा, "मैकेनिकल इंजीनियरों के पास उन महत्वपूर्ण समस्याओं को हल करने की अद्वितीय क्षमता होती है जिनके लिए अगली पीढ़ी की हार्डवेयर प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता होती है और वे जानते हैं कि उनके समाधानों को कैसे बढ़ाया जाए।"पर्यावरणीय समस्याओं का समाधान प्रदान करता है, और अधिक टिकाऊ भविष्य का मार्ग प्रशस्त करता है।ग्रैडुन: क्लीनटेक वॉटर सॉल्यूशंस मैन्युफैक्चरिंग को पानी की जरूरत है, और इसकी भरपूर मात्रा में।एक मध्यम आकार का अर्धचालक विनिर्माण संयंत्र प्रतिदिन 10 मिलियन गैलन से अधिक पानी का उपयोग करता है।दुनिया तेजी से सूखे से पीड़ित हो रही है। ग्रैडिएंट इस पानी की समस्या का समाधान पेश करता है। कंपनी का नेतृत्व अनुराग बाजपेयी एसएम '08 पीएचडी '12 और प्रकाश गोविंदन पीएचडी '12 सह-संस्थापक और टिकाऊ पानी या "स्वच्छ प्रौद्योगिकी" परियोजनाओं में अग्रणी हैं।रोसेनोवा केंडल के नाम पर हीट ट्रांसफर प्रयोगशाला में स्नातक छात्रों के रूप में बाजपेयी और गोविंदन व्यावहारिकता और कार्रवाई के प्रति रुचि रखते हैं।भारत के चेन्नई में भीषण सूखे के दौरान, गोविंदन ने अपनी पीएचडी के लिए एक आर्द्रीकरण-निरार्द्रीकरण तकनीक विकसित की जो बारिश के प्राकृतिक चक्र की नकल करती है।एक तकनीक जिसे उन्होंने कैरियर गैस एक्सट्रैक्शन (सीजीई) कहा, और 2013 में उन दोनों ने ग्रैडिएंट की स्थापना की।सीजीई एक मालिकाना एल्गोरिदम है जो आने वाले अपशिष्ट जल की गुणवत्ता और मात्रा में परिवर्तनशीलता को ध्यान में रखता है।एल्गोरिथ्म एक आयामहीन संख्या पर आधारित है, जिसे गोविंदन ने एक बार अपने पर्यवेक्षक के सम्मान में लिनहार्ड संख्या को कॉल करने का प्रस्ताव दिया था।सिस्टम में पानी की गुणवत्ता बदल जाती है, हमारी तकनीक स्वचालित रूप से आयाम रहित संख्या को 1 पर वापस लाने के लिए प्रवाह दर को समायोजित करने के लिए एक संकेत भेजती है। एक बार जब यह 1 के मान पर वापस आ जाता है, तो आप अपना सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन करेंगे, "ग्रैडियंट के सीओओ गोविंदन ने समझाया .सिस्टम विनिर्माण संयंत्रों से अपशिष्ट जल को पुन: उपयोग के लिए संसाधित और संसाधित करता है, जिससे अंततः गैलन पानी में प्रति वर्ष लाखों डॉलर की बचत होती है।जैसे-जैसे कंपनी बढ़ी, ग्रैडिएंट टीम ने अपने शस्त्रागार में नई तकनीकों को जोड़ा, जिसमें चयनात्मक प्रदूषक निष्कर्षण, केवल कुछ प्रदूषकों को हटाने की एक किफायती विधि और काउंटरकरंट रिवर्स ऑस्मोसिस नामक एक प्रक्रिया, उनकी नमकीन एकाग्रता विधि शामिल है।अब वे फार्मास्यूटिकल्स, ऊर्जा, खनन, खाद्य और पेय पदार्थ और बढ़ते सेमीकंडक्टर उद्योग जैसे उद्योगों में ग्राहकों के लिए जल उपचार और अपशिष्ट जल के लिए प्रौद्योगिकी समाधान का एक पूरा सेट पेश करते हैं।“हम संपूर्ण जल आपूर्ति समाधान प्रदाता हैं।ग्रैडिएंट के सीईओ बाजपेयी ने कहा, हमारे पास मालिकाना प्रौद्योगिकियों की एक श्रृंखला है और हम अपने ग्राहकों की जरूरतों के आधार पर अपने तरकश से चयन करेंगे।“ग्राहक हमें अपने जल भागीदार के रूप में देखते हैं।हम शुरू से आखिर तक उनकी पानी की समस्या का समाधान कर सकते हैं ताकि वे अपने मुख्य व्यवसाय पर ध्यान केंद्रित कर सकें।“ग्रैडुन ने पिछले एक दशक में विस्फोटक वृद्धि का अनुभव किया है।आज तक, उन्होंने 450 जल और अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र बनाए हैं जो प्रतिदिन 50 लाख घरों के बराबर जल का उपचार करते हैं।हाल के अधिग्रहणों के साथ, कुल कर्मचारियों की संख्या 500 से अधिक हो गई है।समाधान उनके ग्राहकों में परिलक्षित होते हैं, जिनमें फाइजर, अनहेसर-बुश इनबेव और कोका-कोला शामिल हैं।उनके ग्राहकों में माइक्रोन टेक्नोलॉजी, ग्लोबलफाउंड्रीज, इंटेल और टीएसएमसी जैसे सेमीकंडक्टर दिग्गज भी शामिल हैं।अर्धचालकों के लिए अपशिष्ट जल और अल्ट्राप्योर पानी वास्तव में बढ़ गए हैं, ”बाजपेयी ने कहा।सेमीकंडक्टर निर्माताओं को पानी का उत्पादन करने के लिए अल्ट्राप्योर पानी की आवश्यकता होती है।पीने के पानी की तुलना में कुल घुलनशील ठोस पदार्थ प्रति दस लाख में कुछ भाग हैं।पूर्व के विपरीत, माइक्रोचिप निर्माण में उपयोग किए जाने वाले पानी की मात्रा प्रति अरब भागों या प्रति क्वाड्रिलियन भागों के बीच है। वर्तमान में, सिंगापुर में सेमीकंडक्टर विनिर्माण संयंत्र (या कारखाने) में औसत रीसाइक्लिंग दर केवल 43% है। हमारी तकनीक जीई सी का उपयोग करके, ये कारखाने प्रति यूनिट उत्पादन के लिए आवश्यक 10 मिलियन गैलन पानी का 98-99% पुनर्चक्रण कर सकते हैं।यह पुनर्चक्रित पानी विनिर्माण प्रक्रिया में वापस जाने के लिए पर्याप्त स्वच्छ है।''हमने इस प्रदूषित जल निर्वहन को समाप्त कर दिया है, सार्वजनिक जल आपूर्ति पर सेमीकंडक्टर संयंत्र की निर्भरता को लगभग समाप्त कर दिया है।बाजपेयी इन, फ़ैब्री सीआई पर अपने पानी के उपयोग में सुधार करने का दबाव बढ़ रहा है, जिससे स्थिरता महत्वपूर्ण हो गई है।पृथक्करण के माध्यम से अधिक अमेरिकी पौधों तक: बाजपेयी और गोविंदन जैसे कुशल रासायनिक निस्पंदन, श्रेया दवे '09, एसएम '12, पीएचडी '16 ने अपनी पीएचडी के लिए अलवणीकरण पर ध्यान केंद्रित किया।अपने सलाहकार, सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, जेफरी ग्रॉसमैन के मार्गदर्शन में, डेव ने एक झिल्ली बनाई जो अधिक कुशल और सस्ता अलवणीकरण प्रदान कर सकती है।सावधानीपूर्वक लागत और बाज़ार विश्लेषण के बाद, डेव ने निष्कर्ष निकाला कि उसकी अलवणीकरण झिल्लियों का व्यावसायीकरण नहीं किया जा सकता है।“आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ अपने काम में सचमुच बहुत अच्छी हैं।करना।वे सस्ते हैं, बड़े पैमाने पर उत्पादित होते हैं और बहुत अच्छे से काम करते हैं।हमारी तकनीक के लिए कोई बाज़ार नहीं था,'' डेव ने कहा।अपने शोध प्रबंध का बचाव करने के तुरंत बाद, उन्होंने नेचर पत्रिका में एक समीक्षा लेख पढ़ा जिसने सब कुछ बदल दिया।लेख ने समस्या की पहचान की.रासायनिक पृथक्करण, जो कई औद्योगिक प्रक्रियाओं के केंद्र में है, के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।उद्योग को अधिक कुशल और कम महंगी झिल्लियों की आवश्यकता है।डेव ने सोचा कि उसके पास कोई समाधान हो सकता है।यह पहचानने के बाद कि आर्थिक अवसर हैं, डेव, ग्रॉसमैन और ब्रेंट केलर, पीएचडी '16, ने 2017 में वाया सेपरेशन्स बनाया। इसके तुरंत बाद, उन्होंने मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी से उद्यम पूंजी निधि प्राप्त करने वाली पहली कंपनियों में से एक के रूप में इंजन को चुना।वर्तमान में, यौगिकों को अलग करने के लिए रसायनों को बहुत उच्च तापमान पर गर्म करके औद्योगिक निस्पंदन किया जाता है।डेव इसकी तुलना पास्ता बनाने के लिए सारे पानी को तब तक उबालने से करते हैं जब तक कि वह वाष्पित न हो जाए और जो बचता है वह स्पेगेटी है।उत्पादन में, यह रासायनिक पृथक्करण विधि ऊर्जा गहन और अप्रभावी है।वाया सेपरेशन्स ने "पास्ता फिल्टर" उत्पादों के रासायनिक समकक्ष का निर्माण किया है।अलग करने के लिए ऊष्मा का उपयोग करने के बजाय, उनकी झिल्ली यौगिकों को "फ़िल्टर" करती है।यह रासायनिक निस्पंदन विधि मानक विधियों की तुलना में 90% कम ऊर्जा की खपत करती है।जबकि अधिकांश झिल्लियाँ पॉलिमर से बनी होती हैं, वाया सेपरेशन झिल्लियाँ ऑक्सीकृत ग्राफीन से बनी होती हैं, जो उच्च तापमान और कठोर वातावरण का सामना कर सकती हैं।छिद्र के आकार और सतह रसायन विज्ञान ट्यूनिंग को बदलकर झिल्ली को ग्राहक की जरूरतों के अनुसार कैलिब्रेट किया जाता है।वर्तमान में, डेव और उनकी टीम लुगदी और कागज उद्योग पर अपना ध्यान केंद्रित कर रही है।उन्होंने एक ऐसी प्रणाली विकसित की है जो "काली शराब" नामक पदार्थ को अधिक ऊर्जा-कुशलता से पुनर्चक्रित करती है।कागज, बायोमास का केवल एक तिहाई कागज के लिए उपयोग किया जाता है।अभी, बचे हुए दो-तिहाई बेकार कागज का सबसे मूल्यवान उपयोग पानी को उबालने के लिए एक बाष्पीकरणकर्ता का उपयोग करना है, इसे एक बहुत ही पतली धारा से एक बहुत ही केंद्रित धारा में बदलना है, ”डेव ने कहा।उत्पादित ऊर्जा का उपयोग निस्पंदन प्रक्रिया को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है।"यह बंद प्रणाली संयुक्त राज्य अमेरिका में बहुत अधिक ऊर्जा की खपत करती है।डेव कहते हैं, हम कड़ाही में "स्पेगेटी नेट" रखकर ऐसा कर सकते हैं।वल्कनफॉर्म्स: इंडस्ट्रियल स्केल एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग वह 3डी प्रिंटिंग पर एक पाठ्यक्रम पढ़ाते हैं, जिसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम) के रूप में जाना जाता है।हालाँकि उस समय यह उनका मुख्य फोकस नहीं था, उन्होंने शोध पर ध्यान केंद्रित किया, लेकिन उन्हें यह विषय आकर्षक लगा।जैसा कि मार्टिन फेल्डमैन एमईएनजी '14 सहित कक्षा के कई छात्रों ने किया।उन्नत विनिर्माण में मास्टर डिग्री प्राप्त करने के बाद फेल्डमैन हार्ट के अनुसंधान समूह में पूर्णकालिक रूप से शामिल हो गए।वहां वे एएम में आपसी हित को लेकर बंध गए।उन्होंने पाउडर बेड लेजर वेल्डिंग नामक एक सिद्ध एडिटिव मेटल विनिर्माण तकनीक का उपयोग करके नवाचार करने का अवसर देखा और एडिटिव मेटल विनिर्माण की अवधारणा को औद्योगिक पैमाने पर लाने का प्रस्ताव रखा।2015 में उन्होंने VulcanForms की स्थापना की।हार्ट ने कहा, "हमने असाधारण गुणवत्ता और उत्पादकता वाले हिस्से तैयार करने के लिए एएम मशीन आर्किटेक्चर विकसित किया है।""और हमें।हमारी मशीनों को एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग, पोस्ट-प्रोसेसिंग और सटीक मशीनिंग के संयोजन से पूरी तरह से डिजिटल विनिर्माण प्रणाली में एकीकृत किया गया है।“अन्य कंपनियों के विपरीत, जो पार्ट्स बनाने के लिए दूसरों को 3डी प्रिंटर बेचते हैं, वल्कनफॉर्म ग्राहकों को औद्योगिक मशीन पार्ट्स बनाने और बेचने के लिए अपने वाहनों के बेड़े का उपयोग करता है।वल्कनफॉर्म्स में लगभग 400 कर्मचारी हो गए हैं।टीम ने पिछले साल अपना पहला उत्पादन शुरू किया।उद्यम को "वल्कनवन" कहा जाता है।वल्कनफॉर्म्स द्वारा उत्पादित भागों की गुणवत्ता और सटीकता चिकित्सा प्रत्यारोपण, हीट एक्सचेंजर्स और विमान इंजन जैसे उत्पादों के लिए महत्वपूर्ण है।उनकी मशीनें धातु की पतली परतें छाप सकती हैं।कंपनी के निदेशक मंडल के सदस्य हार्ट ने कहा, "हम ऐसे हिस्सों का उत्पादन करते हैं जिनका निर्माण करना मुश्किल है या, कुछ मामलों में, निर्माण करना असंभव है।"VulcanForms द्वारा विकसित तकनीक अधिक टिकाऊ तरीके से भागों और उत्पादों का उत्पादन करने में मदद कर सकती है, या तो सीधे एक additive प्रक्रिया के माध्यम से, या अप्रत्यक्ष रूप से अधिक कुशल और लचीली आपूर्ति श्रृंखला के माध्यम से। VulcanForms और AM समग्र रूप से स्थिरता में योगदान करने के तरीकों में से एक है सामग्री की बचत। वल्कनफॉर्म में उपयोग की जाने वाली कई सामग्री, जैसे टाइटेनियम मिश्र धातु, को बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।एक टाइटेनियम भाग, आप पारंपरिक मशीनिंग प्रक्रियाओं की तुलना में बहुत कम सामग्री का उपयोग करते हैं।सामग्री दक्षता वह है जहां हार्ट एएम को ऊर्जा बचत के मामले में एक बड़ा अंतर बनाते हुए देखता है।हार्ट यह भी बताते हैं कि एएम अधिक कुशल जेट इंजन से लेकर भविष्य के फ्यूजन रिएक्टरों तक, स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में नवाचार को गति दे सकता है। “जोखिम को कम करने और स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को बढ़ाने की चाहत रखने वाली कंपनियों को विशेषज्ञता और उन्नत विनिर्माण क्षमताओं तक पहुंच की आवश्यकता होती है, और औद्योगिक योजक विनिर्माण है इस संबंध में परिवर्तनकारी, हार्ट कहते हैं।उत्पाद: घर्षण.मैकेनिकल इंजीनियरिंग प्रोफेसर कृपा वाराणसी और लिक्विग्लाइड टीम एक घर्षण रहित भविष्य बनाने और प्रक्रिया में अपशिष्ट को काफी कम करने के लिए प्रतिबद्ध हैं।2012 में वाराणसी और पूर्व छात्र डेविड स्मिथ एसएम '11 द्वारा स्थापित, लिक्विग्लाइड ने विशेष कोटिंग्स विकसित की हैं जो तरल पदार्थों को सतहों पर "स्लाइड" करने की अनुमति देती हैं।उत्पाद की हर बूंद उपयोग में आती है, चाहे वह टूथपेस्ट की ट्यूब से निचोड़ी गई हो या कारखाने में 500 लीटर के जार से निकाली गई हो।घर्षण-मुक्त कंटेनर उत्पाद की बर्बादी को काफी हद तक कम कर देते हैं, और रीसाइक्लिंग या पुन: उपयोग से पहले कंटेनरों को साफ करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है।कंपनी ने उपभोक्ता उत्पाद क्षेत्र में काफी प्रगति की है।कोलगेट के एक ग्राहक ने कोलगेट एलिक्सिर टूथपेस्ट की एक बोतल के डिजाइन में लिक्विग्लाइड तकनीक का इस्तेमाल किया, जिसने कई उद्योग डिजाइन पुरस्कार जीते हैं।लिक्विग्लाइड ने सौंदर्य और व्यक्तिगत उत्पाद पैकेजिंग स्वच्छता में अपनी तकनीक लागू करने के लिए विश्व प्रसिद्ध डिजाइनर यवेस बेहार के साथ साझेदारी की है।उसी समय, अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन ने उन्हें एक मास्टर डिवाइस प्रदान किया।बायोफार्मास्युटिकल अनुप्रयोग अवसर पैदा करते हैं।2016 में, कंपनी ने एक ऐसी प्रणाली विकसित की जो घर्षण-मुक्त कंटेनर उत्पादन करती है।भंडारण टैंकों, फ़नलों और हॉपरों की सतह का उपचार, सामग्री को दीवारों पर चिपकने से रोकना।यह प्रणाली सामग्री की बर्बादी को 99% तक कम कर सकती है।“यह वास्तव में गेम चेंजर हो सकता है।यह उत्पाद की बर्बादी को बचाता है, टैंक की सफाई से निकलने वाले अपशिष्ट जल को कम करता है और विनिर्माण प्रक्रिया को अपशिष्ट-मुक्त बनाने में मदद करता है,'' लिक्विग्लाइड के अध्यक्ष वाराणसी ने कहा।कंटेनर की सतह.जब एक कंटेनर पर लगाया जाता है, तो चिकनाई अभी भी बनावट में अवशोषित हो जाती है।केशिका बल स्थिर होते हैं और तरल को सतह पर फैलने देते हैं, जिससे स्थायी रूप से चिकनाई वाली सतह बनती है जिस पर कोई भी चिपचिपा पदार्थ फिसल सकता है।कंपनी उत्पाद के आधार पर ठोस और तरल पदार्थ के सुरक्षित संयोजन को निर्धारित करने के लिए थर्मोडायनामिक एल्गोरिदम का उपयोग करती है, चाहे वह टूथपेस्ट हो या पेंट।कंपनी ने एक रोबोटिक स्प्रे सिस्टम बनाया है जो फैक्ट्री में कंटेनर और टैंक को संभाल सकता है।कंपनी को उत्पाद की बर्बादी में लाखों डॉलर बचाने के अलावा, लिक्विग्लाइड इन कंटेनरों को नियमित रूप से साफ करने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा को काफी कम कर देता है जहां उत्पाद अक्सर दीवारों से चिपक जाते हैं।भरपूर पानी से सफाई की आवश्यकता है।उदाहरण के लिए, कृषि रसायन विज्ञान में, परिणामी जहरीले अपशिष्ट जल के निपटान के लिए सख्त नियम हैं।यह सब लिक्विग्लाइड से समाप्त किया जा सकता है,'' वाराणसी ने कहा।जबकि कई विनिर्माण संयंत्र महामारी की शुरुआत में ही बंद हो गए, जिससे कारखानों में CleanTanX पायलट परियोजनाओं का कार्यान्वयन धीमा हो गया, हाल के महीनों में स्थिति में सुधार हुआ है।वाराणसी में लिक्विग्लाइड तकनीक की मांग बढ़ रही है, खासकर सेमीकंडक्टर पेस्ट जैसे तरल पदार्थों की।ग्रैडेंट, वाया सेपरेशन्स, वल्कनफॉर्म्स और लिक्विग्लाइड जैसी कंपनियां यह साबित कर रही हैं कि उत्पादन का विस्तार करने के लिए भारी पर्यावरणीय लागत की आवश्यकता नहीं है।विनिर्माण में सतत रूप से बड़े पैमाने पर बढ़ने की क्षमता है।''मैकेनिकल इंजीनियर, विनिर्माण हमेशा हमारे काम का मूल रहा है।विशेष रूप से, एमआईटी में, विनिर्माण को टिकाऊ बनाने के लिए हमेशा प्रतिबद्धता रही है, ”इंजीनियरिंग के फोर्ड प्रोफेसर और मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग के पूर्व अध्यक्ष एवलिन वांग ने कहा।हमारा ग्रह सुंदर है.“चिप्स और विज्ञान अधिनियम जैसे विनिर्माण को प्रोत्साहित करने वाले कानूनों के साथ, ऐसे स्टार्ट-अप और कंपनियों की मांग बढ़ेगी जो पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने वाले समाधान विकसित करते हैं, जो हमें अधिक टिकाऊ भविष्य के करीब लाते हैं।
एमआईटी के पूर्व छात्रों ने दुनिया भर में वैज्ञानिक प्रकाशन की सुविधा के लिए एक मंच का निर्माण किया
एमआईटी विशेषज्ञ न्यूरोटेक्नोलॉजी में प्रगति से प्रेरित होने के लिए एक साथ आए