Insinyur Menggambar dari Alam untuk Mengembangkan Penjepit Robotik Lunak

Insinyur dari Universitas Georgia telah mengikuti pola yang terus meningkat dengan menggambar dari alam untuk mengembangkan robotika. Sementara itu, seringkali fitur hewan di alam seperti lengan gurita, dalam hal ini tim melihat ke kacang pole untuk mengembangkan penjepit robotik lunak.

Fitur paling inspiratif dari kacang pole dan tanaman melilit lainnya bagi peneliti adalah tunas yang peka sentuhan, yang digunakan untuk membungkus dukungan. Robot yang dikembangkan oleh tim UGA dapat berperilaku dengan cara yang sama, memegang benda dengan kuat tetapi lembut, mulai dari ukuran satu milimeter.

Mable Fok adalah profesor asosiasi dan penulis utama studi.

“Kami telah mencoba desain yang berbeda tetapi kami tidak puas dengan hasilnya, kemudian saya ingat kacang pole yang saya tanam di kebun beberapa tahun yang lalu,” kata Fok. “Tanaman ini dapat memegang tanaman lain atau tali dengan sangat kuat. Jadi, saya melakukan penelitian tentang tanaman melilit dan berpikir itu adalah desain yang baik dari alam untuk kami eksplorasi.”

Studi baru ini diterbitkan di jurnal Optics Express.

Tim juga termasuk Mei Yang dan Ning Liu, kandidat Ph.D. di bidang teknik; Liam Paul Cooper, yang sedang belajar teknik sistem komputer; dan Xianqiao Wang, profesor asosiasi di Fakultas Teknik. 

“Tindakan melilit robot kami hanya memerlukan satu kontrol pneumatik, yang sangat menyederhanakan operasinya dengan menghilangkan kebutuhan akan koordinasi yang kompleks antara beberapa kontrol pneumatik,” lanjut Fok. “Karena kami menggunakan gerakan melilit yang unik, penjepit robotik lunak bekerja dengan baik di area yang terbatas dan hanya memerlukan ruang operasional yang kecil.”

Perangkat Robotik

Aspek unik lain dari perangkat UGA adalah sensor yang tertanam yang menyediakan umpan balik waktu nyata yang kritis, yang membuatnya unggul dari robotika lain di pasar.

“Kami telah menanamkan sensor optik serat di tengah-tengah tulang belakang elastis robot yang dapat mendeteksi sudut melilit, parameter fisik target, dan gangguan eksternal yang mungkin menyebabkan target lepas,” kata Fok.

Penjepit robotik lunak sedikit lebih dari tiga inci panjangnya, dan dibuat dari silikon. Peneliti percaya bahwa itu dapat diterapkan di sektor seperti pertanian, kedokteran, dan penelitian. Aplikasi spesifik termasuk pengemasan produk pertanian seperti tanaman yang rapuh, robotika bedah, dan penanganan sampel penelitian dalam tabung kaca.

Studi ini menunjukkan efektivitas penjepit robotik lunak saat memegang benda seperti pensil dan kuas cat. Ini dapat bekerja dengan item sekecil kawat tipis pada kertas klip yang diluruskan. Selain efektif, perangkat ini memiliki repeatability yang sangat baik, akurasi melilit yang tinggi, dan deteksi gangguan eksternal yang tepat.

Tim sekarang akan bekerja pada pengembangan umpan balik kontrol otomatis, yang akan memberikan wawasan dari pembacaan sensor optik serat. Mereka juga akan mencari untuk meminimalkan desain, membuatnya lebih dapat diterapkan sebagai perangkat biomedis.

“Robot lunak melilit dengan sensor optik serat tertanam ini membentuk blok bangunan untuk robot lunak yang lebih komprehensif. Memiliki desain yang lebih sederhana dan kontrol adalah keuntungan yang pasti,” kata Fok.