Dalam sebuah terobosan penting, para ilmuwan dari ETH Zurich dan Institut Max Planck telah mengembangkan kaki robot bertenaga otot yang melampaui robot bermotor tradisional dalam hal kelincahan dan efisiensi energi. Kemajuan ini dapat mendefinisikan ulang masa depan robotika.
Dalam inovasi inovatif yang siap mendefinisikan ulang robotika, para peneliti di ETH Zurich dan Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) telah mengungkap kaki robot bertenaga otot yang mampu menunjukkan kelincahan dan kemampuan beradaptasi yang luar biasa. Pengembangan mutakhir ini memanfaatkan otot buatan, yang dikenal sebagai HASEL, untuk menghasilkan gerakan hemat energi dan lompatan tinggi, mirip dengan mobilitas yang terlihat pada makhluk hidup.
Selama beberapa dekade, para penemu telah berupaya meniru gerakan dinamis manusia dan hewan. Namun, robot tradisional yang digerakkan oleh motor telah kesulitan untuk mencapai fleksibilitas yang sama.
Kaki robotik baru, yang dikembangkan di bawah Pusat Sistem Pembelajaran Max Planck ETH, mengambil lompatan evolusi ke depan dengan menggunakan aktuator elektro-hidrolik untuk meniru gerakan otot ekstensor dan fleksor.
Merevolusi Pergerakan Robot
Robert Katzschmann dari ETH Zurich dan Christoph Keplinger dari MPI-IS memimpin proyek ambisius tersebut.
Disusun bersama oleh mahasiswa doktoral Thomas Buchner dan Toshihiko Fukushima, penelitian mereka, diterbitkan di Nature Communications, memamerkan kaki robot yang tidak hanya mengesankan secara mekanis tetapi juga secara signifikan lebih efisien daripada kaki robot bermotor.
“Begitu kita memberikan tegangan pada elektroda, elektroda-elektroda tersebut akan saling tertarik karena adanya listrik statis,” kata Buchner dalam sebuah wawancara. rilis berita“Demikian pula, ketika saya menggosok balon di kepala saya, rambut saya menempel pada balon karena listrik statis yang sama.”
Pendekatan baru ini memposisikan kantong plastik berisi minyak agar berkontraksi dan memanjang, meniru fungsi otot alami. Dikendalikan melalui kode komputer yang canggih, aktuator ini meningkatkan gerakan dan kemampuan adaptasi kaki.
Efisiensi Energi pada Intinya
Keuntungan utama dari desain bertenaga otot ini adalah efisiensi energinya.
Tidak seperti anggota tubuh robot tradisional, yang mengubah sebagian besar energi menjadi panas, kaki baru itu tetap dingin karena sifat elektrostatiknya.
“Seperti contoh balon dan rambut, di mana rambut tetap menempel pada balon untuk waktu yang cukup lama,” imbuh Buchner.
"Biasanya, robot yang digerakkan motor listrik memerlukan manajemen panas yang memerlukan penyerap panas atau kipas tambahan untuk menyebarkan panas ke udara. Sistem kami tidak memerlukannya," imbuh Fukushima.
Kelincahan Melintasi Berbagai Medan
Ketangkasan kaki robotik ini ditunjukkan melalui kemampuannya mengangkat beban secara eksplosif dan beradaptasi dengan medan yang tidak rata, sangat mirip dengan sifat elastis sistem muskuloskeletal makhluk hidup.
Katzschmann menunjukkan pentingnya fitur ini.
"Jika kita tidak dapat menekuk lutut, misalnya, berjalan di permukaan yang tidak rata akan menjadi jauh lebih sulit. Bayangkan saja melangkah dari trotoar ke jalan raya," katanya dalam rilis berita tersebut.
Robot bermotor tradisional sangat bergantung pada sensor untuk menavigasi medan. Sebaliknya, sistem otot buatan merespons secara dinamis terhadap rangsangan lingkungan dengan hanya sinyal masukan minimal yang diperlukan untuk menyesuaikan posisi sendi dengan mulus.
“Beradaptasi dengan medan adalah aspek kunci,” tambah Fukushima.
Sebuah Lompatan Menuju Aplikasi Masa Depan
Meskipun teknologi ini memiliki potensi besar, tetapi masih menghadapi keterbatasan.
Saat ini, kaki tersebut dipasang pada batang dan bergerak melingkar. Mengatasi masalah ini dapat menghasilkan robot yang sepenuhnya dapat bergerak yang dilengkapi dengan kaki bertenaga otot, membuka jalan bagi berbagai aplikasi, mulai dari misi penyelamatan hingga gripper khusus untuk tugas-tugas rumit.
“Bidang robotika mengalami kemajuan pesat dengan kontrol canggih dan pembelajaran mesin; sebaliknya, kemajuan yang dicapai pada perangkat keras robotika jauh lebih sedikit, yang sama pentingnya,” kata Keplinger. “Publikasi ini merupakan pengingat yang kuat tentang seberapa besar potensi inovasi disruptif yang muncul dari pengenalan konsep perangkat keras baru, seperti penggunaan otot buatan.”
Katzschmann optimis tentang masa depan, membayangkan suatu hari ketika robot bertenaga baterai dengan otot buatan dapat menjadi perangkat penyelamatan yang layak.
“Jika kita menggabungkan kaki robotik dalam robot berkaki empat atau robot humanoid dengan dua kaki, mungkin suatu hari nanti, ketika sudah bertenaga baterai, kita dapat menggunakannya sebagai robot penyelamat,” katanya.
Terobosan dalam anggota tubuh robot bertenaga otot ini menyoroti masa depan yang menjanjikan dalam robotika, menawarkan efisiensi, kemampuan beradaptasi, dan ketahanan yang dapat melampaui keterbatasan teknologi saat ini.