Peneliti Mengembangkan Lengan Robotik Lunak yang Terinspirasi dari Gurita

Peneliti di Sekolah Teknik dan Ilmu Terapan Harvard John A. Paulson (SEAS) dan Universitas Beihang telah mengembangkan lengan robotik lunak yang terinspirasi dari gurita. Lengan robotik ini dapat menggenggam, memindahkan, dan memanipulasi berbagai objek dengan desain yang fleksibel dan runcing. Lengan robotik ini terdiri dari cangkir hisap yang membantu memiliki genggaman yang lebih kuat saat menggenggam objek dengan berbagai bentuk, ukuran, dan tekstur.

Pengembangan baru ini adalah contoh lain dari robotika yang berbasis pada alam. Pada gurita, dua pertiga dari neuron terletak di lengan, sehingga membuat setiap lengan independen. Lengan gurita dapat melepaskan simpul, membuka botol yang tahan anak, dan membungkus mangsa dengan berbagai bentuk dan ukuran. Salah satu aspek paling mengesankan dari lengan gurita adalah hisap, yang dapat membentuk segel kuat pada permukaan kasar di bawah air.

August Domel adalah lulusan Ph.D. baru dari Harvard dan ko-penulis pertama makalah ini.

“Sebagian besar penelitian sebelumnya tentang robot gurita terinspirasi lebih fokus pada meniru hisap atau gerakan lengan, tetapi tidak keduanya,” kata Domel. “Penelitian kami adalah yang pertama untuk mengukur sudut runcing lengan dan fungsi gabungan dari lenturan dan hisap, yang memungkinkan satu penggenggam kecil untuk digunakan untuk berbagai objek yang sebelumnya memerlukan penggunaan beberapa penggenggam.”

Penelitian ini diterbitkan di Soft Robotics.

https://www.youtube.com/watch?v=8IXncY4L_nc&feature=emb_title

Langkah pertama yang diambil oleh peneliti adalah untuk mempelajari sudut runcing lengan gurita yang sebenarnya. Mereka kemudian menentukan desain mana yang akan menjadi yang terbaik untuk robot lunak untuk melenturkan dan menggenggam objek. Tim mempelajari tata letak dan struktur hisap dan menemukan cara untuk mengintegrasikan mereka ke dalam desain baru.

Zhexin Xie adalah ko-penulis pertama dan mahasiswa Ph.D. di Universitas Beihang. Ia adalah ko-penemu Festo Tentacle Gripper. Ini adalah implementasi pertama yang sepenuhnya terintegrasi dari jenisnya dalam prototipe komersial.

“Kami meniru struktur umum dan distribusi hisap ini untuk aktuator lunak kami,” kata Xie. “Meskipun desain kami jauh lebih sederhana daripada lawan biologisnya, hisap biomimetik berbasis vakum ini dapat menempel pada hampir semua objek.”

Lengan robotik lunak dikendalikan oleh peneliti dengan dua katup. Satu katup digunakan untuk mengaplikasikan tekanan untuk melenturkan lengan, dan yang lainnya untuk vakum yang mengaktifkan hisap. Peneliti dapat mengubah tekanan dan vakum untuk mendapatkan lengan menempel pada objek, membungkusnya, dan melepaskannya.

Perangkat ini telah diuji dengan sukses oleh peneliti pada berbagai objek yang berbeda, termasuk lembaran plastik tipis, cangkir kopi, tabung tes, telur, dan kepiting hidup. Karena desain runcing, lengan robotik lunak dapat beroperasi dalam ruang yang terbatas untuk mengambil objek.

Katia Bertoldi adalah ko-penulis senior dari studi ini dan Profesor William dan Ami Kuan Danoff dari Mekanika Terapan dan SEAS.

“Hasil dari penelitian kami tidak hanya memberikan wawasan baru tentang penciptaan aktuator robotik lunak generasi berikutnya untuk menggenggam berbagai objek yang beragam, tetapi juga memberikan kontribusi pada pemahaman kita tentang signifikansi fungsional dari variabilitas sudut runcing lengan di seluruh spesies gurita,” kata Bertoldi.