Peneliti Mengembangkan Robot Mikroskopis Pertama yang Dapat “Berjalan”

Dalam sebuah terobosan dalam bidang robotika, peneliti telah menciptakan robot mikroskopis pertama yang dapat dikendalikan melalui komponen semikonduktor yang terintegrasi. Robot-robot ini dapat “berjalan” dengan hanya sinyal elektronik standar.

Robot mikroskopis ini memiliki ukuran sebesar paramecium, dan mereka akan menjadi dasar untuk proyek-proyek lainnya. Beberapa proyek tersebut mungkin termasuk versi yang lebih kompleks dengan kecerdasan berbasis silikon, produksi massal robot-robot tersebut, dan versi yang dapat bergerak melalui jaringan dan darah manusia.

Kerja ini merupakan kolaborasi yang dipimpin oleh Universitas Cornell, yang melibatkan Itai Cohen, profesor fisika. Anggota tim lainnya termasuk Paul McEuen, Profesor Ilmu Pengetahuan Fisik John A. Newman, serta Marc Miskin, asisten profesor di Universitas Pennsylvania.

Hasil kerja mereka dipublikasikan pada 26 Agustus di Nature, dengan judul “Electronically Integrated, Mass-Manufactured, Microscopic Robots.”

Proyek Mikroskopis Sebelumnya

Robot mikroskopis yang baru dikembangkan ini dibangun atas dasar kerja sebelumnya yang dilakukan oleh Cohen dan McEuen. Beberapa proyek mikroskopis sebelumnya mereka melibatkan sensor mikroskopis dan mesin origami berbasis grafena. 

Robot mikroskopis baru ini memiliki ketebalan sekitar 5 mikron, lebar 40 mikron, dan panjang antara 40 hingga 70 mikron. Satu mikron adalah satu juta kali lebih kecil dari satu meter. 

Setiap robot memiliki sirkuit sederhana yang terbuat dari fotovoltaik silikon dan empat aktuator elektrokimia. Fotovoltaik silikon berfungsi sebagai torso dan otak, sedangkan aktuator elektrokimia berfungsi sebagai kaki.

Mengendalikan Robot Mikroskopis

Untuk mengendalikan robot-robot ini, peneliti memancarkan denyut laser pada fotovoltaik yang berbeda, dengan masing-masing set kaki yang terdiri dari fotovoltaik yang berbeda. Robot-robot ini dapat “berjalan” ketika laser diaktifkan dan dimatikan secara bergantian antara fotovoltaik depan dan belakang.

Robot-robot ini hanya beroperasi pada tegangan rendah sebesar 200 milivolt, dan mereka berjalan pada daya sebesar 10 nanowatt. Bahan ini kuat untuk objek sekecil itu, dan mereka dapat difabrikasi secara paralel karena mereka dibuat dengan proses litografi standar. Pada satu wafer silikon berukuran empat inci, dapat terdapat sekitar 1 juta robot.

Tim peneliti sekarang sedang mempelajari cara membuat robot-robot ini lebih kuat melalui elektronik dan komputasi onboard. 

Mungkin versi masa depan dari robot mikroskopis ini dapat beroperasi dalam kawanan dan menyelesaikan tugas-tugas seperti merekonstruksi bahan, menjahit pembuluh darah, atau dikirim ke otak manusia. 

“Mengendalikan robot kecil mungkin merupakan cara terdekat untuk mengecilkan diri sendiri. Saya pikir mesin seperti ini akan membawa kita ke dunia-dunia yang luar biasa yang terlalu kecil untuk dilihat,” kata Miskin.

“Terobosan penelitian ini menyediakan kesempatan ilmiah yang menarik untuk menyelidiki pertanyaan-pertanyaan baru yang relevan dengan fisika materi aktif dan mungkin pada akhirnya akan mengarah pada bahan robotik futuristik,” kata Sam Stanton. 

Stanton adalah manajer program untuk Kantor Penelitian Angkatan Darat, yang mendukung penelitian robot mikroskopis. 

Video Itai Cohen menjelaskan teknologi ini dapat ditemukan di sini.