Insinyur Membangun Robot Seperti Cumi-Cumi untuk Eksplorasi Bawah Laut

Insinyur di University of California-San Diego telah menciptakan robot seperti cumi-cumi untuk eksplorasi bawah laut. Robot ini tidak terhubung dan dapat menggerakkan dirinya sendiri dengan menggunakan jet air. Ini juga telah mengatasi tantangan listrik, seperti dapat membawa sensor, khususnya kamera.

Michael T. Tolley adalah salah satu penulis senior penelitian dan profesor di Departemen Teknik Mesin dan Aerospace di UC San Diego.

“Secara esensial, kami merekayasa kembali semua fitur kunci yang digunakan cumi-cumi untuk berenang dengan kecepatan tinggi,” kata Tolley. “Ini adalah robot pertama yang tidak terhubung yang dapat menghasilkan denyut jet untuk lokomosi cepat seperti cumi-cumi dan dapat mencapai denyut jet ini dengan mengubah bentuk tubuhnya, yang meningkatkan efisiensi berenang.”

Penelitian ini dipublikasikan di Bioinspiration and Biomimetics.

Robot Cumi-Cumi

Robot yang terinspirasi cumi-cumi ini terdiri dari bahan lunak seperti polimer akrilik, serta beberapa bagian yang lebih kaku, dicetak 3D dan dipotong dengan laser. Robot lunak lebih aman untuk ikan dan terumbu karang dalam eksplorasi bawah laut, karena robot kaku dapat merusaknya. Namun, ada kelemahan. Robot lunak seringkali lebih lambat dan kurang efisien dalam manuver.

Tim penelitian terdiri dari ahli robotika dan simulasi komputer. Kelompok ini memandang cumi-cumi karena kemampuan mereka untuk bergerak dengan kecepatan tinggi. Cephalopoda mencapai kecepatan ini melalui mekanisme propulsi jet.

Mengambil inspirasi dari cumi-cumi, tim merancang robot sehingga dapat mengambil air ke dalam tubuhnya dan menyimpan energi elastis di kulit dan tulang rusuk yang fleksibel. Energi ini kemudian dilepaskan oleh robot dengan mengompresi tubuhnya, menghasilkan jet air yang mendorong robot.

Ketika tidak bergerak, robot ini memiliki bentuk seperti lentera kertas, dan tulang rusuknya fleksibel dan bertindak seperti pegas. Setiap ujung robot memiliki pelat melingkar di mana tulang rusuk terhubung, dengan satu dihubungkan ke nozzle yang mengambil dan mengeluarkan air. Agar air dapat dikeluarkan, tubuh robot harus berkontraksi. Pelat yang tersisa kemudian digunakan untuk memegang sensor, seperti kamera tahan air.

https://www.youtube.com/watch?v=v-UMDnSB8k0

Menguji Robot

Robot cumi-cumi ini diuji di laboratorium Profesor Geno Pawlak, yang terletak di Departemen Teknik Mesin dan Aerospace di UC San Diego. Setelah pengujian tersebut, robot ini dikirim ke tangki di UC San Diego Birch Aquarium di Scripps Institution of Oceanography.

Robot ini dapat diarahkan dengan mengatur nozzle, dan waterproofing komponen listrik, seperti baterai dan kamera, terbukti berhasil. Perangkat ini bergerak dengan kecepatan sekitar 18 hingga 32 sentimeter per detik, yang kira-kira setengah mil per jam. Kecepatan ini mengesankan, lebih cepat dari kebanyakan robot lunak.

Caleb Christianson, insinyur perangkat medis senior di Dexcom, memimpin studi di antara kelompok penelitian.

“Setelah kami dapat mengoptimalkan desain robot sehingga dapat berenang di tangki di laboratorium, sangat menyenangkan melihat bahwa robot ini dapat berenang dengan sukses di akuarium besar di antara terumbu karang dan ikan, menunjukkan kelayakannya untuk aplikasi dunia nyata,” kata Christianson.

Setelah menguji berbagai model nozzle yang berbeda, tim akhirnya menemukan satu untuk meningkatkan efisiensi robot, serta membuatnya dapat bergerak dan bergerak dengan kecepatan yang lebih cepat. Salah satu faktor utama yang menyebabkan penemuan itu adalah simulasi propulsi jet, yang dipimpin oleh Profesor Qiang Zhu dan timnya di Departemen Teknik Struktural di UC San Diego.