Robotics

Bahkan tanpa otak, robot pemakan logam ini bisa mencari makanan


Bahkan tanpa otak, robot pemakan logam ini bisa mencari makanan

Robot “pemakan logam” dapat mengikuti jalur logam tanpa menggunakan komputer atau membutuhkan baterai. Dengan memasang kabel unit pemasok daya ke roda di sisi berlawanan, robot secara mandiri menavigasi menjauh dari pita dan menuju permukaan aluminium. Kredit: Universitas Pennsylvania

Dalam hal memberi daya pada robot seluler, baterai menghadirkan paradoks yang bermasalah: semakin banyak energi yang dikandungnya, semakin banyak bobotnya, dan dengan demikian semakin banyak energi yang dibutuhkan robot untuk bergerak. Pemanen energi, seperti panel surya, mungkin berfungsi untuk beberapa aplikasi, tetapi mereka tidak memberikan daya dengan cepat atau cukup konsisten untuk perjalanan yang berkelanjutan.

James Pikul, asisten profesor di Departemen Teknik Mesin dan Mekanika Terapan Penn Engineering, sedang mengembangkan teknologi penggerak robot yang memiliki yang terbaik dari kedua dunia. Sumber tegangan yang dikendalikan lingkungannya, atau ECVS, bekerja seperti baterai, di mana energinya dihasilkan dengan berulang kali memutuskan dan membentuk ikatan kimia, tetapi ia lolos dari paradoks berat dengan menemukan ikatan kimia tersebut di lingkungan robot, seperti pemanen. Saat bersentuhan dengan permukaan logam, unit ECVS mengkatalisis reaksi oksidasi dengan udara di sekitarnya, memberi daya pada robot dengan elektron yang dibebaskan.

Pendekatan Pikul diilhami oleh bagaimana hewan memberi daya pada dirinya sendiri melalui pencarian ikatan kimiawi dalam bentuk makanan. Dan seperti organisme sederhana, robot bertenaga ECVS ini sekarang mampu mencari sumber makanan mereka sendiri meskipun tidak memiliki “otak”.

Dalam studi baru yang diterbitkan sebagai artikel Pilihan Editor di Sistem Cerdas Canggih, Pikul, bersama dengan anggota lab Min Wang dan Yue Gao, mendemonstrasikan robot beroda yang dapat menavigasi lingkungannya tanpa komputer. Dengan memiliki roda kiri dan kanan robot yang didukung oleh unit ECVS yang berbeda, mereka menunjukkan bentuk navigasi dan pencarian makan yang belum sempurna, di mana robot akan secara otomatis mengarahkan ke permukaan logam yang dapat “dimakan”.

Studi mereka juga menguraikan perilaku yang lebih rumit yang dapat dicapai tanpa prosesor pusat. Dengan pengaturan spasial dan sekuensial yang berbeda dari unit ECVS, robot dapat melakukan berbagai operasi logis berdasarkan ada atau tidaknya sumber makanannya.

“Bakteri mampu secara mandiri menavigasi menuju nutrisi melalui proses yang disebut kemotaksis, di mana mereka merasakan dan merespons perubahan konsentrasi kimiawi,” kata Pikul. “Robot kecil memiliki batasan yang mirip dengan mikroorganisme, karena mereka tidak dapat membawa baterai besar atau komputer yang rumit, jadi kami ingin menjelajahi bagaimana teknologi ECVS kami dapat meniru perilaku semacam itu.”

Dalam eksperimen para peneliti, mereka menempatkan robot mereka pada permukaan aluminium yang mampu memberi daya pada unit ECVS-nya. Dengan menambahkan “bahaya” yang akan mencegah robot melakukan kontak dengan logam, mereka menunjukkan bagaimana unit ECVS dapat menggerakkan robot dan mengarahkannya ke sumber yang lebih kaya energi.

“Dalam beberapa hal,” kata Pikul, “mereka seperti lidah yang merasakan dan membantu mencerna energi.”

Salah satu jenis bahaya adalah jalur lengkung dari pita isolasi. Para peneliti menunjukkan bahwa robot akan secara mandiri mengikuti jalur logam di antara dua garis pita jika unit EVCS-nya disambungkan ke roda di sisi yang berlawanan. Jika jalurnya melengkung ke kiri, misalnya, ECVS di sisi kanan robot akan mulai kehilangan daya terlebih dahulu, memperlambat roda kiri robot dan membuatnya menjauh dari bahaya.

Bahaya lain berupa gel isolasi kental, yang secara bertahap dapat diseka oleh robot dengan melewatinya. Karena ketebalan gel terkait langsung dengan jumlah daya yang dapat ditarik unit ECVS robot dari logam di bawahnya, para peneliti dapat menunjukkan bahwa radius putar robot responsif terhadap sinyal lingkungan semacam itu.

Dengan memahami jenis isyarat yang dapat diambil unit ECVS, para peneliti dapat menemukan berbagai cara untuk menggabungkannya ke dalam desain robot untuk mencapai jenis navigasi yang diinginkan.

“Memasang kabel unit ECVS ke motor yang berlawanan memungkinkan robot menghindari permukaan yang tidak mereka sukai,” kata Pikul. “Tapi ketika unit ECVS sejajar dengan kedua motor, mereka beroperasi seperti gerbang ‘OR’, di mana mereka mengabaikan perubahan kimia atau fisik yang terjadi hanya di bawah satu sumber daya.”

“Kami dapat menggunakan kabel semacam ini untuk menyesuaikan preferensi biologis,” katanya. “Penting untuk dapat membedakan antara lingkungan yang berbahaya dan perlu dihindari, dan lingkungan yang tidak nyaman dan dapat dilalui jika perlu.”

Seiring berkembangnya teknologi ECVS, mereka dapat digunakan untuk memprogram perilaku yang lebih rumit dan responsif dalam robot otonom dan tanpa komputer. Dengan mencocokkan desain ECVS dengan lingkungan yang dibutuhkan robot untuk beroperasi, Pikul membayangkan robot kecil yang merangkak melalui puing-puing atau lingkungan berbahaya lainnya, membawa sensor ke lokasi kritis sambil menjaga diri mereka sendiri.

“Jika kita memiliki ECVS berbeda yang disesuaikan dengan kimia yang berbeda, kita dapat memiliki robot yang menghindari permukaan yang berbahaya, tetapi menggunakan tenaga melalui permukaan yang menghalangi tujuan,” kata Pikul.


Teknologi pemulung baru memungkinkan robot untuk ‘memakan’ logam untuk energi


Informasi lebih lanjut:
Min Wang dkk, Navigasi Otonomi Bebas Komputer dan Pembangkit Listrik Menggunakan Elektro-Kemotaksis, Sistem Cerdas Canggih (2021). DOI: 10.1002 / aisy.202000255

Disediakan oleh University of Pennsylvania

Kutipan: Bahkan tanpa otak, robot pemakan logam ini dapat mencari makanan (2021, 31 Maret) diambil pada 31 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-brain-metal-eating-robots-food. html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020