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 berdasarkan gurita. Lengan robot ini dapat menggenggam, memindahkan, dan memanipulasi berbagai objek dengan desain yang fleksibel dan runcing. Lengan robot ini terdiri dari cangkir hisap yang membantu lengan 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 anti-melek, 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 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 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 untuk aktuator lunak kami,” kata Xie. “Meskipun desain kami jauh lebih sederhana daripada padanannya biologis, 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 lain 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, termasuk lembaran plastik tipis, cangkir kopi, tabung uji, telur, dan kepiting hidup. Karena desain yang runcing, lengan robotik lunak dapat beroperasi dalam ruang yang terbatas untuk mengambil objek.

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

“Hasil dari studi kami tidak hanya memberikan wawasan baru dalam 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 lengan gurita di seluruh spesies gurita,” kata Bertoldi.