Peneliti Membuat Kemajuan dalam Soft Robotics Generasi Berikutnya

Peneliti di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (SEAS) telah mengembangkan katup lunak yang digerakkan secara elektris yang dapat mengontrol aktuator lunak hidrolik. Menurut tim, katup-katup ini dapat digunakan dalam perangkat bantu dan terapi, penggenggam lunak, robot lunak bio-terinspirasi, robot bedah, dan banyak lagi.

Tantangan Membangun Robot Lunak

Peneliti masih mengalami kesulitan dalam membangun robot lunak yang sepenuhnya karena mereka memerlukan banyak komponen untuk menggerakkan perangkat, dan perangkat tersebut kaku. Robot lunak yang digerakkan oleh cairan bertekanan membuka peluang baru untuk berinteraksi dengan objek yang rapuh, yang tidak dapat dilakukan oleh robot kaku tradisional. Ini adalah mengapa pengembangan baru ini sangat penting.

Penelitian ini diterbitkan di Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation dan National Robotic Initiative.

Robert J. Wood adalah Profesor Harry Lewis dan Marlyn McGrath di SEAS dan penulis senior penelitian ini.

“Sistem regulasi kaku saat ini sangat membatasi kemampuan adaptasi dan mobilitas robot lunak yang digerakkan oleh cairan,” kata Wood. “Di sini, kami telah mengembangkan katup lunak dan ringan untuk mengontrol aktuator hidrolik lunak yang membuka peluang untuk kontrol on-board lunak untuk robot lunak cairan di masa depan.”

Katup Lunak

Sementara katup lunak telah ada selama beberapa waktu, tidak ada yang telah mencapai tekanan atau laju aliran yang diperlukan untuk aktuator hidrolik yang ada. Untuk mengatasi ini, tim mengembangkan aktuator dielektrik elastomer dinamis yang baru, atau DEA. Dengan kepadatan daya ultra-tinggi dan ringan, aktuator lunak ini dapat beroperasi selama ratusan ribu siklus.

Tim kemudian menggabungkan aktuator dielektrik elastomer baru dengan saluran lunak, yang menciptakan katup lunak untuk kontrol cairan.

Siyi Xu adalah mahasiswa pascasarjana di SEAS dan penulis pertama makalah ini.

“Katup lunak ini memiliki waktu respons yang cepat dan dapat mengontrol tekanan cairan dan laju aliran yang sesuai dengan kebutuhan aktuator hidrolik,” kata Xu. “Katup ini memberikan kita kontrol yang cepat dan kuat atas aktuator hidrolik makro- dan skala kecil dengan volume internal yang berkisar dari ratusan mikroliter hingga puluhan mililiter.”

Peneliti menggunakan katup DEA lunak untuk mendemonstrasikan kontrol atas aktuator hidrolik dengan volume yang berbeda. Mereka dapat mencapai kontrol independen atas beberapa aktuator yang digerakkan oleh satu sumber tekanan.

“Katup DEA yang kompak dan ringan ini mampu mengontrol aktuator hidrolik secara elektris yang belum pernah terjadi sebelumnya, menunjukkan potensi untuk kontrol gerakan on-board lunak robot lunak cairan di masa depan,” kata Xu.

Penulis lain dari penelitian ini termasuk Yufeng Chen, Nak-Seung Patrick Hyun, dan Kaitlyn Becker.