Robot lunak bawah air yang terinspirasi dari bintang rapuh
Spotlight

Robot lunak bawah air yang terinspirasi dari bintang rapuh


Robot bintang rapuh bawah air yang lembut dan tidak terikat bernama PATRICK bergerak di sepanjang jalurnya (timestamped) menuju tujuannya, sebuah bola di dalam air. Kredit: Universitas Carnegie Mellon

Robot lunak lebih cocok untuk situasi tertentu daripada robot tradisional. Saat berinteraksi dengan lingkungan, manusia atau makhluk hidup lainnya, kelembutan yang melekat pada struktur robot yang terbuat dari karet, misalnya, lebih aman daripada logam. Robot lunak juga lebih baik dalam berinteraksi dengan lingkungan yang tidak stabil atau tidak pasti — jika robot menghubungi objek yang tidak terduga, robot dapat dengan mudah berubah bentuk ke objek daripada menabrak.

Deformabilitas ini mengalir langsung ke pekerjaan Zach Patterson di Soft Machines Lab Universitas Carnegie Mellon. Seorang Ph.D. Kandidat teknik mesin, Patterson telah menciptakan robot lunak yang terinspirasi dari bintang rapuh, sejenis bintang laut yang relatif cepat dan gesit. Robot tersebut, bernama PATRICK, adalah robot lunak perayap bawah air pertama yang bergerak dan tidak terikat.

“Ini adalah robot yang merangkak di sepanjang dasar laut, dan bagian dari nilai platform ini adalah anggota badannya terbuat dari karet,” kata Patterson, yang bekerja sama dengan Keene Chin, seorang Ph.D. kandidat di bidang robotika dan Andrew Sabelhaus, rekan penelitian pascadoktoral di bidang teknik mesin. “Ini dapat dengan mudah berubah menjadi ketidakpastian di lingkungan.”

Anggota badan PATRICK terbuat dari balok karet dengan empat kabel melingkar tertanam yang terbuat dari logam yang disebut paduan memori bentuk (SMA), khususnya komposisi nikel-titanium. Paduan mengalami perubahan fasa dengan perubahan suhu; setelah melewati ambang suhu ini di mana ia mengalami perubahan fasa, ia berubah kembali menjadi bentuk yang diingat. Pada suhu kamar, fase “tidak diingat”, paduannya sangat fleksibel, memberikan sifat fleksibel dan dapat diubah bentuk pada tungkai PATRICK. Untuk membuat robot bergerak, para peneliti memukulnya dengan arus listrik, menyebabkan kabel memanas melewati suhu transisi dan memungkinkan anggota badan berkontraksi dan bergerak ke arah yang berbeda.

Patterson dan rekan-rekannya merancang PATRICK dengan beberapa tujuan. Salah satu tujuannya adalah membuat robot yang tidak terikat — seperti, robot yang tidak terhubung ke kabel yang mengarah ke listrik dan elektronik off-board.

Kredit: Universitas Carnegie Mellon

“Kami ingin menempatkan kekuatan dan elektronik di papan dengan robot; itu adalah tujuan inti di sini,” kata Patterson. “Itu langkah yang tidak sepele, dan ini mengubah cara Anda merancang dan membangun robot.”

Patterson juga berusaha mengembangkan infrastruktur elektronik dan komputasi untuk robot, yang umum dalam robotika tradisional. Dalam robotika lunak, peneliti biasanya lebih fokus pada desain fisik dan mampu mendemonstrasikan fungsionalitas, dan tidak membangun infrastruktur komputasi yang matang di sekitar robot yang telah mereka rancang.

Para peneliti membangun infrastruktur komputasi untuk PATRICK menggunakan Robotics Operating System (ROS), sebuah paket perangkat lunak komputer untuk pengembangan robotika. Dengan sistem tersebut, tim dapat mendikte tugas yang berbeda untuk diselesaikan oleh PATRICK, seperti bergerak di bawah air untuk mencapai bola. Ada beberapa robot lunak yang tidak terikat, dan bahkan lebih sedikit lagi yang dapat merangkak di bawah air, tetapi Patterson menganggap penggabungan infrastruktur ini menjadi kontribusi yang lebih besar dari PATRICK dalam bidang robotika lunak.

“Infrastruktur komputasi ini memungkinkan kami melakukan hal-hal seperti mencapai titik komando di luar angkasa. Ini unik, sejauh yang kami tahu, dalam literatur soft robotika,” katanya. “Kami ingin melampaui demo satu kali atau perangkat lunak ad hoc dan membuat platform yang lebih fleksibel yang dapat kami gunakan untuk menguji berbagai kontrol dan algoritma perencanaan dan sensor yang berbeda.”

Patterson melihat penelitian ini sebagai katalisator untuk penelitian tambahan di Soft Machines Lab, khususnya untuk mengeksplorasi teori kontrol dan algoritma kontrol dalam konteks soft robotics. Mengenai masa depan PATRICK, Patterson berharap untuk menggunakan robot yang terinspirasi oleh bio dalam studi perbandingan dengan bintang rapuh di kehidupan nyata, menciptakan putaran informasi umpan balik di mana mereka dapat menggunakan robot untuk lebih memahami bintang rapuh, dan kemudian pada gilirannya meningkatkan desain robot.


Inilah PATRICK: Temui robot rapuh yang terinspirasi dari bintang yang dapat merangkak di bawah air


Disediakan oleh Universitas Carnegie Mellon

Kutipan: Robot lunak bawah air yang terinspirasi oleh bintang rapuh (2021, 17 Februari) diambil pada 17 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-underwater-soft-robot-brittle-star.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 disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP Hari Ini