Drone Berukuran Serangga yang Baru Dikembangkan Tahan terhadap Tabrakan

Setelah banyak upaya sebelumnya di bidang ini, peneliti di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) telah berhasil menerapkan keluwesan serangga ke dalam robot terbang berukuran kecil. Seperti banyak contoh teknologi robotik, tim tersebut mencari inspirasi dari alam. Serangga sangat akrobatik dan tahan terhadap tabrakan di udara, dan mereka dapat dengan efisien menavigasi kondisi yang berubah seperti hembusan angin dan hambatan.

Profesor Kevin Yufeng Chen adalah orang yang membangun sistem tersebut. Ia adalah anggota Departemen Teknik Elektro dan Ilmu Komputer serta Laboratorium Elektronika Penelitian.

Penelitian tersebut dipublikasikan di jurnal IEEE Transactions on Robotics. Co-penulis termasuk Zhiijian, mahasiswa PhD MIT; Siyi Xu, mahasiswa PhD Universitas Harvard; dan Pakpong Chiraattananon, ahli robotika Universitas Kota Hong Kong.

Robot Udara yang Dipoweri oleh Aktuator Lunak

Robot udara tersebut bergantung pada kelas baru aktuator lunak yang memungkinkan mereka untuk mengatasi berbagai tantangan fisik dalam penerbangan nyata. Menurut Chen, robot tersebut dapat digunakan oleh manusia untuk penyerbukan tanaman atau inspeksi mesin di ruang kecil.

Drone saat ini memerlukan ruang terbuka karena ketidakmampuan mereka untuk beroperasi di ruang tertutup, sebagian besar karena mereka tidak dapat menangani tabrakan.

“Jika kita melihat sebagian besar drone saat ini, mereka biasanya cukup besar,” kata Chen. “Sebagian besar aplikasi mereka melibatkan terbang di luar ruangan. Pertanyaannya adalah: Apakah Anda dapat membuat robot serangga yang dapat bergerak di ruang yang sangat kompleks dan berantakan?”

Menurut Chen, “Tantangan membangun robot udara kecil sangat besar.”

https://www.youtube.com/watch?v=50_kK9phHy8

Alternatif untuk Motor yang Diperkecil

Salah satu keterbatasan utama drone berukuran lebih besar adalah bahwa mereka memerlukan motor yang kehilangan efisiensi saat mereka diperkecil, yang mengapa Chen mengatakan bahwa ada kebutuhan akan alternatif.

Alternatif utama hingga saat ini adalah aktuator kecil dan kaku yang terbuat dari bahan keramik piezoelektrik. Bahan-bahan tersebut bertanggung jawab atas generasi pertama robot terbang kecil. Namun, mereka rapuh, yang membuatnya sulit bagi robot untuk bertahan dari tabrakan.

Chen mengandalkan aktuator lunak untuk mengembangkan robot kecil yang lebih dapat diandalkan, dan tidak seperti yang kaku, mereka terdiri dari silinder karet tipis yang dilapisi dengan nanotube karbon. Melalui proses peregangan dan kontraksi berulang yang disebabkan oleh gaya elektrostatik yang dihasilkan, sayap drone dapat bergetar dengan cepat.

Aktuator baru dapat menggetarkan sayap 500 kali per detik, mirip dengan serangga.

“Anda dapat memukulnya saat itu terbang, dan itu dapat pulih,” kata Chen. “Itu juga dapat melakukan manuver agresif seperti somersault di udara.”

Drone serangga seperti itu hanya memiliki berat 0,6 gram, yang hampir setara dengan massa lebah besar.

“Jika Anda ingin belajar bagaimana serangga terbang, sangat instruktif untuk membangun model robot skala,” kata Chen. “Anda dapat mengganggu beberapa hal dan melihat bagaimana itu mempengaruhi kinematika atau bagaimana gaya fluida berubah. Itu akan membantu Anda memahami bagaimana hal-hal tersebut terbang.”

Chen berharap bahwa robot tersebut dapat digunakan dalam berbagai industri, seperti pertanian, dan aplikasi potensial termasuk manajemen tanaman dan misi pencarian dan penyelamatan.

“Semua hal tersebut dapat sangat menantang bagi robot skala besar yang ada,” kata Chen.