Peneliti Membuat Sistem Kontrol Baru untuk Robot Lunak

Sebuah tim peneliti robotika, insinyur, dan ilmuwan material dari Rice University dan Harvard University telah mendemonstrasikan pilihan sistem kontrol analog dan udara untuk robot lunak. Tim menunjukkan bahwa memungkinkan untuk mengembangkan sirkuit non-elektronik yang dapat diprogram untuk mengontrol tindakan robot lunak. Sirkuit ini bekerja dengan memproses informasi yang dikodekan dalam bentuk semburan udara terkompresi. 

Penelitian ini diterbitkan di Proceedings of the National Academy of Sciences. 

Membuat Sistem Kontrol

Colter Decker adalah penulis utama studi dan mahasiswa sarjana Rice. 

“Bagian dari keindahan sistem ini adalah bahwa kita benar-benar dapat mengurangi komputasi menjadi komponen dasarnya,” kata Decker. 

Ia juga mengatakan bahwa sistem kontrol elektronik telah disempurnakan selama beberapa dekade, dan dengan merekayasa kembali sirkuit komputer “dengan analog tekanan dan laju aliran bukan tegangan dan arus,” maka lebih mudah untuk mengintegrasikan komputasi pneumatik. 

Decker menciptakan sistem kontrol robot lunak sebagian besar dari bahan sehari-hari, seperti sedotan plastik dan karet gelang. Dalam eksperimen, sistem tersebut menunjukkan gerbang logika udara yang dapat dikonfigurasikan untuk melakukan operasi yang disebut fungsi Boolean, yang sangat penting dalam komputasi modern. 

“Tujuan kami tidak pernah untuk menggantikan komputer elektronik sepenuhnya,” kata Decker. 

Dalam banyak kasus, robot lunak atau wearable hanya perlu diprogram untuk beberapa gerakan sederhana. Mengenai teknologi baru, memungkinkan bahwa itu “akan jauh lebih murah dan aman untuk digunakan dan lebih tahan lama” daripada kontrol elektronik tradisional. 

Proyek baru ini merupakan kolaborasi antara beberapa kelompok penelitian dan total sembilan ko-penulis. 

Tim menciptakan dua komponen. Yang pertama adalah aktuator seperti piston yang menerjemahkan tekanan udara menjadi gaya mekanis. Dan yang kedua adalah katup yang dapat dihidupkan dan dimatikan. Komponen-komponen tersebut dibangun dari berbagai bagian, termasuk sedotan plastik, tabung plastik fleksibel, karet gelang, kertas parchment, dan lembaran termoplastic poliuretan. 

https://www.youtube.com/watch?v=0D22s2cMlxc

Menggabungkan Komponen Menjadi Perangkat Tunggal

Dua komponen dapat digabungkan menjadi perangkat tunggal, yang merupakan katup bistabil yang beroperasi seperti saklar dan menggunakan tekanan udara sebagai input dan output. Sejumlah tekanan udara tertentu menyebabkan saklar berpindah antara dua keadaan, dan katup-katup tersebut ditutup oleh karet gelang dan diprogram dengan menambah atau mengurangi karet gelang. Ini menghasilkan perubahan dalam jumlah tekanan yang dibutuhkan untuk aktivasi. 

Tes menunjukkan bahwa sirkuit dapat digunakan untuk mengontrol robot lunak berbentuk tangan, bantal udara, dan robot berukuran kotak sepatu yang berjalan sejumlah langkah yang diprogram sebelumnya untuk mengambil objek. 

Daniel Preston adalah asisten profesor teknik mesin di Rice dan ko-penulis studi. 

“Prestasi terbesar dalam pekerjaan ini adalah penggabungan kontrol digital dan analog dalam arsitektur sistem yang sama,” kata Preston. 

Dengan keduanya, sirkuit kontrol pneumatik dapat diprogram secara digital dengan “satu dan nol yang Anda pikirkan dalam komputer tradisional. Tapi kita juga dapat membawa kemampuan analog, hal-hal yang terus-menerus.” ia melanjutkan. “Itu memungkinkan kita untuk benar-benar menyederhanakan arsitektur sistem secara keseluruhan dan mencapai kemampuan baru yang tidak dapat diakses dalam pekerjaan sebelumnya.”