Insinyur Membangun Robot Seperti Squid untuk Eksplorasi Bawah Air

Insinyur di University of California-San Diego telah menciptakan robot mirip cumi-cumi untuk eksplorasi bawah air. Robot tidak terikat dan dapat mendorong dirinya sendiri dengan menggunakan semburan air. Ia juga mengatasi tantangan kelistrikan, seperti mampu membawa sensor, khususnya kamera.

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

“Pada dasarnya, kami membuat ulang semua fitur utama yang digunakan cumi-cumi untuk berenang dengan kecepatan tinggi,” kata Tolley. “Ini adalah robot tanpa tali pertama yang dapat menghasilkan pulsa jet untuk bergerak cepat seperti cumi-cumi dan dapat mencapai pulsa jet ini dengan mengubah bentuk tubuhnya, yang meningkatkan efisiensi berenang.”

Grafik penelitian diterbitkan di Bioinspirasi dan Biomimetika.

Robot Cumi

Robot yang terinspirasi dari cumi-cumi ini terdiri dari bahan lunak seperti polimer akrilik, serta beberapa bagian yang lebih kaku, cetakan 3D dan potongan laser. Robot lunak lebih aman untuk ikan dan karang dalam hal eksplorasi bawah air, karena robot yang kaku dapat merusaknya. Namun, ada sisi negatifnya. Robot lunak seringkali lebih lambat dan kurang efisien dalam bermanuver. 

Tim peneliti terdiri dari ahli robotika dan ahli simulasi komputer. Kelompok itu melihat ke arah cumi-cumi karena kemampuannya bergerak dengan kecepatan tinggi. Cephalopoda mencapai kecepatan ini melalui mekanisme propulsi jet.

Mengambil inspirasi dari cumi-cumi, tim merancang robot tersebut sehingga dapat mengambil air ke dalam tubuhnya dan menyimpan energi elastis di kulit dan tulang rusuknya yang fleksibel. Energi tersebut kemudian dilepaskan oleh robot yang mengompres tubuhnya, menghasilkan semburan air yang mendorong robot tersebut.

Saat tidak bergerak, robot berbentuk lentera kertas, dan tulang rusuknya fleksibel dan berfungsi seperti pegas. Setiap ujung robot memiliki pelat bundar tempat tulang rusuk terhubung, dengan salah satunya terhubung ke nosel yang mengambil dan mengeluarkan air. Agar air keluar, tubuh robot harus berkontraksi. Pelat yang tersisa kemudian digunakan untuk menahan sensor, seperti kamera kedap air. 

Menguji Robot

Robot cumi diuji di laboratorium Profesor Geno Pawlak, yang terletak di Departemen Teknik Mesin dan Dirgantara UC San Diego. Setelah tes tersebut, itu dikirim ke tangki di UC San Diego Birch Aquarium di Scripps Institution of Oceanography. 

Robot dapat dikemudikan dengan mengatur nosel, dan komponen kelistrikan kedap air, seperti baterai dan kamera, terbukti berhasil. Perangkat tersebut bergerak dengan kecepatan sekitar 18 hingga 32 sentimeter per detik, yaitu sekitar setengah mil per jam. Kecepatannya mengesankan, lebih cepat dari kebanyakan robot lunak.

Caleb Christianson, seorang insinyur perangkat medis senior di Dexcom, memimpin studi di antara kelompok riset tersebut. 

“Setelah kami dapat mengoptimalkan desain robot sehingga dapat berenang di dalam tangki di lab, sangat menarik untuk melihat bahwa robot berhasil berenang di akuarium besar di antara karang dan ikan, menunjukkan kelayakannya. untuk aplikasi dunia nyata,” kata Christianson. 

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