Peneliti membuat AiFoam agar robot dapat berinteraksi secara cerdas dengan lingkungannya
Semiconductor

Peneliti membuat AiFoam agar robot dapat berinteraksi secara cerdas dengan lingkungannya


AiFoam dibuat oleh tim yang dipimpin oleh Asst Prof Benjamin Tee (kiri). Tuan Guo Hongchen (kanan), anggota tim peneliti, sedang memegang sampel busa pintar. Kredit: Universitas Nasional Singapura

Robot dan mesin semakin pintar dengan kemajuan kecerdasan buatan, tetapi mereka masih kekurangan kemampuan untuk menyentuh dan merasakan lingkungan mereka yang halus dan kompleks seperti manusia. Sekarang, para peneliti dari National University of Singapore (NUS) telah menemukan busa pintar yang dapat memberi mesin lebih dari sekedar sentuhan manusia.

Disebut busa yang dipersarafi secara artifisial, atau AiFoam, bahan baru tersebut — yang lembut dan terasa seperti spons — meniru indra peraba manusia, dapat merasakan objek di sekitar tanpa benar-benar menyentuh, dan memperbaiki dirinya sendiri saat rusak. Dibandingkan dengan bahan konvensional lainnya, AiFoam adalah busa pintar pertama di dunia yang menjalankan fungsi ini secara bersamaan, berpotensi membuat robot lebih cerdas dan interaktif. Materi terobosan ini dikembangkan selama dua tahun oleh tim yang dipimpin oleh Asisten Profesor Benjamin Tee dari Departemen Ilmu dan Teknik Material NUS, dan Institut Inovasi & Teknologi Kesehatan (iHealthtech).

“Kami ingin menunjukkan bahwa mungkin untuk mereplikasi indra peraba manusia dalam robot, yang membuka paradigma baru dalam interaksi antara manusia dan mesin untuk aplikasi masa depan,” kata Asst Prof Tee.

Penemuan ini dipublikasikan di Komunikasi Alam.

Melengkapi robot dengan indera manusia

Indra peraba manusia memungkinkan orang untuk memanipulasi objek dan beroperasi secara efektif di lingkungan yang asing. Saat mesin yang berinteraksi dengan manusia memiliki kemampuan ini, gerakan robotik dapat menjadi lebih mulus, lebih aman, dan lebih dapat diprediksi.

Kredit: Universitas Nasional Singapura

Ambil contoh mesin seperti robot pembersih dan pelayan robotik. Jika mereka dapat mendeteksi keberadaan manusia dari kejauhan dan menggunakan informasi tersebut untuk menyimpulkan niat manusia, mereka dapat bereaksi lebih cepat dan menghindari bertabrakan dengan orang, terutama di daerah yang ramai.

Sementara beberapa kulit elektronik tingkat lanjut dapat merasakan tekanan saat bersentuhan langsung dengan suatu objek, tidak ada yang dapat merasakan arah pergerakan objek yang berdekatan karena hal ini memerlukan kemampuan penginderaan yang lebih kompleks. Tim NUS memutuskan untuk melakukan penelitian guna menemukan solusi untuk mengatasi tantangan teknologi ini.

AiFoam: Membantu robot merespons lingkungannya dengan lebih baik

AiFoam adalah polimer yang sangat elastis yang dibuat dengan mencampurkan zat seperti Teflon, yang dikenal sebagai fluoropolimer, dengan surfaktan yang menurunkan tegangan permukaan. Hasilnya adalah bahan yang, ketika dipisahkan menjadi beberapa bagian, dengan mudah menyatu kembali menjadi satu bagian. Tim kemudian memasukkan material dengan partikel logam mikroskopis yang memungkinkan busa merasakan keberadaan benda kapasitif seperti jari manusia.

Tim NUS memutuskan untuk mengembangkan busa karena dapat dibuat lebih sensitif jika dibandingkan dengan lembaran tipis konvensional. Kelembutan busa juga dapat dikontrol dengan lebih baik dengan mengubah rasio jumlah udara terhadap material. Busa juga memungkinkan bahan untuk lebih merasakan kedekatan keberadaan manusia dibandingkan dengan bahan kulit elektronik lainnya yang umum digunakan seperti silikon. Bahkan, AiFoam mampu mendeteksi keberadaan jari manusia dari jarak beberapa sentimeter. Formulasinya yang unik memungkinkannya mendeteksi keberadaan manusia secara lebih efisien, tidak seperti sensor jarak lain yang biasanya menggunakan cahaya dan pantulan yang dapat menghasilkan tingkat positif atau negatif palsu yang lebih tinggi.

“Dengan adanya busa dengan formulasi khusus kami, kami dapat merasakan tekanan dan kedekatan dengan mudah,” kata Asst Prof Tee.

Untuk meniru ujung saraf sensitif di kulit manusia, para peneliti menyematkan elektroda berbentuk silinder halus di bawah permukaan busa. Mereka mampu mendeteksi arah gaya yang diterapkan, bukan hanya jumlah gaya. Ini akan memungkinkan robot untuk memahami niat manusia dengan lebih baik, atau mengetahui bahwa objek yang bersentuhan akan tergelincir, sehingga mereka dapat bereaksi lebih cepat dan tepat.

Surfaktan di dalam busa memungkinkannya sembuh sendiri bahkan setelah dipotong, sehingga ideal untuk digunakan dalam aplikasi seperti prostetik. Busa dapat diregangkan hingga lebih dari dua kali panjangnya — 230% —tanpa patah. Untuk menyembuhkan luka, para peneliti memanaskannya hingga 70 derajat Celcius selama empat hari. Bahan tersebut sembuh sekitar 70%, dan masih bisa diregangkan hingga hampir dua kali panjangnya (180%).

Aplikasi masa depan

Tim NUS sedang menjajaki kemitraan dengan perusahaan robotika, serta ingin memperluas penggunaan AiFoam ke area seperti robotika dan prostetik, untuk memungkinkan interaksi yang lebih mulus antara manusia dan mesin.

“Sifat penyembuhan diri AiFoam, serta kepekaannya terhadap kekuatan kontak, akan memungkinkan robot untuk menilai niat manusia dengan lebih baik, dan membangun robot generasi masa depan yang akan bereaksi terhadap perubahan lingkungan dengan cepat dan lebih efisien,” kata Asst Prof. Tee.


Para peneliti mengembangkan e-skin untuk memberikan sentuhan sentuhan pada robot dan prostetik


Informasi lebih lanjut:
Busa penyembuhan diri yang dipersarafi secara artifisial sebagai skin sensor impedansi piezo sintetis. Nat Common 11, 5747 (2020). doi.org/10.1038/s41467-020-19531-0

Disediakan oleh National University of Singapore

Kutipan: Peneliti membuat AiFoam agar robot dapat berinteraksi secara cerdas dengan lingkungannya (2021, 10 Mei), diambil pada 10 Mei 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-05-aifoam-robots-interact-intelligently.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 : http://54.248.59.145/