Robot lunak kecil ini dapat memantau lingkungan kompleks mulai dari gurun hingga permukaan bulan yang panas

  • Share
Robot lunak kecil ini dapat memantau lingkungan kompleks mulai dari gurun hingga permukaan bulan yang panas

Sebuah tim ilmuwan di North Carolina State University telah menciptakan robot lunak yang mampu memanen energi panas dari lingkungan. Robot-robot ini dapat secara mandiri menavigasi jalan yang rumit dan pengaturan kompleks lainnya seperti labirin dan gurun.

Robot lunak berbentuk pita bengkok. Kredit gambar: Yin [email protected]/YouTube

Tidak seperti robot tradisional yang dibuat menggunakan bahan kaku dan keras seperti aluminium, baja, atau plastik, robot lunak dibuat dari polimer elektroaktif, cairan, serat, paduan memori bentuk (bahan yang berubah bentuk saat didinginkan), dan jenis fleksibel lainnya. bahan yang memiliki sifat mekanik yang mirip dengan jaringan hidup. Robot lunak yang dikembangkan di NC State University terbuat dari elastomer kristal cair (LCE) yang responsif terhadap rangsangan eksternal, bahan yang berubah bentuk sebagai respons terhadap cahaya atau panas dan menghasilkan gerakan.

Jadi misalnya, ketika ditempatkan di permukaan yang panas seperti atap mobil di tengah gurun, robot LCE yang lembut mulai berguling secara otomatis karena penyusutan dan pelepasan badan elastisnya yang disebabkan oleh panas. Menariknya, tidak ada campur tangan manusia atau komputer yang diperlukan untuk mencapai gerakan menggulung otomatis pada robot berbentuk pita yang dipelintir ini.

Memahami gerakan robot lunak di bawah suhu tinggi

Menurut para peneliti, robot lunak LCE beroperasi menggunakan kecerdasan fisik alih-alih unit komputasi berbasis neuron seperti otak. Kecerdasan fisik melibatkan penggunaan desain struktural dan bahan cerdas untuk mengkodekan fungsi fisik seperti penginderaan, aktuasi, kontrol, adaptasi, dan pengambilan keputusan, ke dalam tubuh agen.

Saat menjelaskan konsep kecerdasan fisik, Jie Yin, penulis korespondensi dan profesor di NC State mengatakan Ilmu ZME:

“Robot lunak ini mendemonstrasikan konsep yang disebut ‘kecerdasan fisik’, yang berarti bahwa desain struktural dan material cerdas adalah yang memungkinkan robot lunak menavigasi berbagai situasi, berbeda dengan kecerdasan komputasi. Salah satu contoh kecerdasan fisik adalah penangkap lalat Venus, yang tidak memerlukan “otak” untuk menghitung dan mengontrol penutupan dan pembukaannya yang cepat. Ketika lalat menyentuh sensor daun, mereka dapat dengan cepat menutupnya untuk menangkap lalat. Dengan demikian, ini dapat mengaktifkan fungsi sensorik dan aktuasi otonom. ”

Selama percobaan mereka, para peneliti menempatkan robot lunak pada permukaan yang panas di atas 55 derajat Celcius (131 derajat Fahrenheit). Bagian tubuh bengkok robot yang bersentuhan dengan permukaan berkontraksi sedangkan segmen yang tidak menyentuh permukaan tetap sama. Ini menghasilkan bentuk gerakan menggelinding dan seiring para peneliti meningkatkan suhu permukaan, kecepatan bot menggelinding juga meningkat.

Para peneliti sebelumnya telah melakukan percobaan serupa dengan robot berbentuk batang sisi halus tetapi ketika robot-robot itu menemukan rintangan di jalan mereka, mereka gagal untuk berguling dan mulai berputar di satu tempat. Robot berbentuk pita berhasil melanjutkan gerakannya bahkan setelah menghadapi rintangan, tanpa campur tangan manusia atau mesin. Ketika sebuah benda didekatkan ke ujung robot, robot berputar mengelilinginya. Ketika sebuah penghalang ditempatkan di dekat bagian tengah robot, itu patah. Namun, robot itu tidak berhenti di situ, ia tersentak beberapa kali hingga berhasil mendapatkan posisi dari mana ia bisa melampaui rintangan.

“Dua tindakan, berputar dan menjentikkan, yang memungkinkan robot untuk mengatasi rintangan beroperasi pada gradien. Jepretan paling kuat terjadi jika sebuah objek menyentuh bagian tengah pita. Tapi pita masih akan patah jika sebuah benda menyentuh pita jauh dari pusat, hanya saja kurang kuat. Dan semakin jauh Anda dari pusat, semakin tidak jelas bunyinya sampai Anda mencapai seperlima terakhir dari panjang pita, yang tidak menghasilkan ikatan sama sekali,” kata Yao Zhao, penulis pertama studi tersebut.

Kekuatan, potensi, dan keterbatasan robot lunak

Para ilmuwan di NC State melakukan beberapa eksperimen dengan robot lunak mereka dalam pengaturan kompleks yang berbeda. Robot bengkok berhasil menavigasi jalur seperti labirin dan kondisi gurun.

“Aplikasi akan menjadi pengawasan terbuka dan pemantauan lingkungan di area yang tersebar luas di lingkungan yang panas dan keras. Misalnya di gurun yang panas, dengan memanen energi panas dari pasir panas untuk menggerakkan gerakannya, ketika terintegrasi dengan sensor nirkabel yang berbeda, itu bisa memberikan informasi tanah seperti kelembaban, suhu, dan lain-lain. Aplikasi lain bisa di luar angkasa, misalnya di bulan dengan suhu siang hari di atas 120 derajat Celcius,” kata Profesor Jey Yin.

Robot lunak bengkok yang dikembangkan oleh para peneliti di NC State University. Kredit gambar: Yao Zhao, Universitas Negeri NC

Selain itu, robot lunak juga dapat digunakan untuk melakukan operasi pencarian dan penyelamatan di daerah yang kompleks dan panas. Namun, robot ini membutuhkan otonomi dan kecerdasan sebelum digunakan untuk manipulasi objek skala besar, penyelamatan, dan kegiatan pemantauan lingkungan. Profesor Jey Yin menyoroti bahwa mencapai otonomi dan kecerdasan dalam robot lunak dengan cara yang dapat dikontrol sangat rumit.

Saat ini, sebagian besar unit daya, sensorik, dan kontrol yang diterapkan pada robot bersifat kaku tetapi tidak cocok untuk robot lunak. Integrasi self-powering, penginderaan, kontrol, komputasi, dan pengambilan keputusan ke dalam robot lunak membutuhkan pengembangan teknologi lunak yang efisien. Para peneliti berharap kecerdasan fisik dapat memungkinkan hal ini, dapat muncul sebagai “paradigma baru untuk menyederhanakan desain dan kontrol” dalam robot lunak.

Studi yang menyoroti kemampuan navigasi robot lunak yang dibahas diterbitkan dalam jurnal PNAS.

  • Share

Leave a Reply

Your email address will not be published.