Robot Lunak 4D-Printed Dapat Mengumpulkan Diri Sendiri

Sebuah robot lunak 4D-printed baru yang dikembangkan oleh peneliti di Cell Press dapat mengumpulkan diri sendiri ketika dipanaskan. Robot ini dapat melakukan tugas seperti bergulir menaiki bukit dan menavigasi lanskap yang tidak terduga.

Prototipe berbentuk tabung ini dipresentasikan dalam jurnal Matter pada tanggal 22 September.

Wei Feng adalah seorang ilmuwan material di Universitas Tianjin di Tiongkok dan penulis senior dari makalah ini.

“Seperti serangga dengan antena, robot ini dapat melompati hambatan kecil. Tapi ketika hambatan terlalu tinggi, ia akan kembali,” kata Feng. “Seluruh proses ini spontan tanpa intervensi atau kontrol manusia.”

4D-Printed Dengan Dimensi Keempat

Robot ini awalnya berbentuk lembaran datar dan persegi panjang dari elastomer kristal cair 3D-printed, yang merupakan jenis material plastik yang dapat meregang. Ketika permukaan di bawah lembaran ini dipanaskan, robot kemudian melipat menjadi tabung yang menyerupai pegas. Alasan robot ini 4D-printed dan tidak 3D-printed adalah karena perubahan bentuk di bawah stimulasi eksternal menambahkan waktu sebagai dimensi keempat.

Kontak dari permukaan panas menyebabkan regangan pada material setelah robot membentuk tabung. Ini kemudian menyebabkan robot bergulir ke satu arah, dengan gaya pendorong di balik gerakan yang sangat kuat. Bahkan, gaya pendorong ini sangat kuat sehingga robot dapat memanjat bukit dengan kemiringan 20 derajat atau membawa beban yang beratnya hingga 40 kali beratnya sendiri. Kecepatan robot ini tergantung pada panjangnya, dengan robot yang lebih panjang bergulir lebih cepat daripada yang lebih pendek.

Menguji Robot

Peneliti mengatur robot ini untuk melakukan tugas dan menunjukkan kemampuan mereka saat direkam. Salah satu tugas ini termasuk balapan antara robot dengan ukuran yang berbeda dan yang lainnya yang membawa kereta. Dalam video ini, robot juga menunjukkan bagaimana mereka dapat mengubah perilaku mereka berdasarkan lingkungan sekitar. Jika robot menghadapi hambatan yang sulit, mereka dapat melakukan hal-hal seperti memanjat tangga atau mengubah arah.

Penulis senior Feng terkejut dengan perilaku robot ini.

“Kami memproses elastomer kristal cair menjadi sampel dengan bentuk yang berbeda melalui 4D printing dan merangsang sampel ini dengan cahaya, panas, dan listrik untuk mengamati respons mereka,” katanya. “Kami menemukan banyak fenomena pendorong yang menarik selain deformasi.”

Menurut peneliti, robot ini dapat digunakan di masa depan untuk melakukan tugas di tempat yang kecil dan terbatas, seperti di dalam pipa. Mereka juga dapat beroperasi dalam kondisi ekstrem, seperti permukaan yang sangat panas.

“Kami berharap bahwa robot lunak tidak lagi terbatas pada aktuator sederhana, yang hanya dapat mengubah bentuk dalam posisi tetap,” kata Feng.