Fisikawan Membuat Kemajuan pada Robot Berbentuk Berubah Generasi Berikutnya

Tim fisikawan di Universitas Bath telah menemukan cara baru untuk melapisi robot lunak dengan bahan yang memungkinkan mereka bergerak dan berfungsi lebih efektif. Kemajuan baru ini akan memimpin generasi berikutnya dari robot berbentuk berubah.

Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah Science Advances.

Terobosan Besar pada Materi Aktif

Menurut penulis studi, terobosan baru pada ‘materi aktif’ dapat menjadi titik balik besar dalam desain robot. Jika konsep ini dikembangkan lebih lanjut, para ahli dapat menentukan bentuk, perilaku, dan gerakan dari padatan lunak dengan aktivitas yang dikendalikan oleh manusia pada permukaannya, bukan elastisitas alaminya.

Permukaan dari sebagian besar bahan lunak menyusut menjadi bola, mirip dengan cara air menggumpal menjadi tetesan. Hal ini terjadi karena permukaan cairan dan bahan lunak lainnya secara alami menyusut menjadi area permukaan terkecil yang mungkin. Namun, materi aktif dapat dirancang untuk tidak mengikuti pola ini.

Dengan teknik ini dan materi aktif, para ahli berharap generasi berikutnya dari mesin akan dibuat dari banyak unit aktif individu yang bekerja sama untuk menentukan gerakan dan fungsi mesin. Sebelum kemungkinan ini, mesin-mesin tersebut dikuasai oleh pengendali pusat. Desain baru ini mirip dengan cara jaringan biologis kita sendiri berfungsi.

Membuat Mesin Lunak Baru

Ilmuwan dapat mengambil desain ini dan membuat mesin lunak dengan lengan yang terdiri dari bahan fleksibel yang ditenagai oleh robot yang terletak di permukaan bahan. Kemungkinan lainnya adalah mengubah ukuran dan bentuk kapsul pengiriman obat dengan melapisi permukaan nanopartikel dengan bahan yang responsif dan aktif.

Menurut Dr. Jack Binysh, penulis pertama studi, salah satu aspek paling menarik dari pengembangan baru ini adalah bahwa itu menantang cara kita melihat “aturan alam yang familiar.”

“Materi aktif membuat kita melihat aturan alam yang familiar — aturan seperti fakta bahwa tegangan permukaan harus positif — dalam cahaya baru. Melihat apa yang terjadi jika kita melanggar aturan-aturan ini, dan bagaimana kita dapat memanfaatkan hasilnya, adalah tempat yang menarik untuk melakukan penelitian,” kata Dr. Binysh.

Dr. Anton Souslov adalah penulis koresponden penelitian.

“Studi ini adalah bukti konsep yang penting dan memiliki banyak implikasi yang berguna. Misalnya, teknologi masa depan dapat menghasilkan robot lunak yang jauh lebih empuk dan lebih baik dalam mengambil dan memanipulasi bahan-bahan yang rapuh,” kata Dr. Souslov.

Peneliti mengembangkan teori dan simulasi untuk menggambarkan padatan lunak 3D dengan permukaan yang mengalami stres aktif. Hasilnya menunjukkan bahwa stres aktif memperluas permukaan bahan dan menarik padatan di bawahnya, yang menyebabkan perubahan bentuk global. Bentuk yang diambil oleh padatan dapat kemudian diubah dengan mengubah sifat elastis bahan.

Tim peneliti sekarang akan menerapkan prinsip ini untuk merancang robot yang lebih spesifik, dan mereka akan lebih dalam mempelajari perilaku kolektif dan apa yang terjadi ketika banyak padatan aktif dipadatkan bersama.