Insinyur Mengambil Inspirasi dari Alam untuk Mengembangkan Penjepit Robotik Lunak

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

Fitur paling inspiratif dari kacang pole dan tanaman twining lainnya bagi peneliti adalah tunas yang sensitif terhadap sentuhan, yang digunakan untuk membungkus dukungan. Robot yang dikembangkan oleh tim UGA dapat berperilaku dengan cara yang sama, meraih objek dengan kuat tetapi lembut, mulai dari diameter satu milimeter.

Mable Fok adalah profesor asosiasi dan penulis utama studi ini.

“Kami telah mencoba desain yang berbeda tetapi kami tidak puas dengan hasilnya, kemudian saya ingat kacang pole yang saya tanam di taman beberapa tahun yang lalu,” kata Fok. “Tanaman ini dapat memegang tanaman lain atau tali dengan sangat kuat. Jadi, saya melakukan beberapa penelitian tentang tanaman twining 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 merupakan mahasiswa sarjana yang mempelajari teknik sistem komputer; dan Xianqiao Wang, profesor asosiasi di Fakultas Teknik. 

“Robot kami dengan aksi twining hanya memerlukan satu kontrol pneumatik, yang sangat menyederhanakan operasinya dengan menghilangkan kebutuhan akan koordinasi kompleks antara beberapa kontrol pneumatik,” lanjut Fok. “Karena kami menggunakan gerakan twining 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 twining, parameter fisik target, dan gangguan eksternal yang mungkin menyebabkan target menjadi longgar,” kata Fok.

Penjepit robotik lunak sedikit lebih dari tiga inci panjangnya, dan dibuat dari silikon. Peneliti percaya bahwa itu bisa 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 meraih objek seperti pensil dan kuas cat. Ini dapat bekerja dengan item sekecil kawat tipis pada kertas klip yang diluruskan. Selain efektif, perangkat ini memiliki kemampuan pengulangan yang sangat baik, akurasi twining yang tinggi, dan deteksi gangguan eksternal yang presisi.

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

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