Ilmuwan Mengembangkan Rumus Baru untuk Robot Energi-Efisien

Ilmuwan angkatan darat telah mengembangkan rumus baru yang memberikan wawasan baru tentang bagaimana robot berkaki energi-efisien dapat dibangun.

Makalah ini diterbitkan di PLOS One.

Mengubah Pengembangan Kendaraan Angkatan Darat

Komando Pengembangan Kapabilitas Tempur Angkatan Darat AS, atau DEVCOM, bersama dengan Dr. Alexander Kott, Sean Gart, dan Jason Pusey dari Laboratorium Penelitian Angkatan Darat, mengembangkan ide-ide baru untuk membangun platform robot berkaki otonom. Tim ini fokus pada membuat mereka beroperasi seefisien mungkin seperti sistem mobil darat lainnya.

Penggunaan sistem seperti ini dapat mengubah pengembangan kendaraan angkatan darat, dan menurut ilmuwan, mereka belum tahu mengapa sistem berkaki, berroda, dan bertrack memiliki kurva yang sama, tetapi temuan baru ini adalah langkah maju.

“Jika pengembang kendaraan menemukan desain tertentu memerlukan lebih banyak daya daripada yang mungkin dilakukan dengan berbagai kendala dunia nyata, rumus baru ini dapat menunjukkan kebutuhan spesifik untuk transmisi daya dan pembangkitan yang ditingkatkan, atau untuk memikirkan kembali kebutuhan massa dan kecepatan kendaraan,” kata Gart.

Mengembangkan Rumus Baru

Ilmuwan ini terinspirasi oleh rumus 1980-an yang menunjukkan hubungan antara massa, kecepatan, dan pengeluaran daya hewan, dan mereka mengembangkan rumus baru yang dapat diterapkan pada berbagai sistem berkaki, berroda, dan bertrack, seperti robot darat.

Tim ini percaya bahwa mereka adalah yang pertama untuk mengumpulkan dan mempelajari hubungan yang muncul dari data ini, meskipun data ini telah ada selama 30 tahun. Temuan ini menunjukkan bahwa sistem berkaki seefisien sistem berroda dan bertrack.

Kott menjabat sebagai ilmuwan kepala laboratorium.

“Di dunia kendaraan udara tempur tak berawak dan amunisi pintar, ada peran yang semakin besar untuk infanteri yang dapat maju, seringkali selama beberapa hari, dan menyerang di medan yang paling rusak seperti gunung, hutan lebat, dan lingkungan perkotaan,” kata Kott. “Itu karena medan seperti itu menyediakan perlindungan dan penyembunyian terbesar terhadap kendaraan udara tak berawak. Itu, pada gilirannya, menuntut bahwa infanteri harus dibantu oleh kendaraan yang dapat bergerak dengan mudah di medan yang rusak. Kendaraan berkaki – mungkin otonom – akan sangat membantu.”

Efisiensi Energi

Menurut Kott, salah satu masalah dengan robot berkaki adalah bahwa mereka tampaknya memiliki efisiensi energi yang buruk, dan ini dapat membatasi kerja sama dengan tentara.

“Selama 30 tahun terakhir, ilmuwan militer AS telah menangani sejumlah tantangan dalam mengembangkan kendaraan otonom,” kata Kott. “Kendaraan darat yang bergerak dengan roda atau track, dan kendaraan udara yang menyerupai pesawat kecil yang kita sebut sayap tetap dan helikopter kecil, yang kita sebut sayap putar, sekarang lebih sunyi dan lebih mudah untuk diintegrasikan ke dalam formasi tentara. Tetapi untuk platform berkaki, banyak hambatan masih belum teratasi, dan salah satu yang besar adalah membuat mereka efisien energi.”

Tentara tidak dapat membawa bahan bakar atau baterai untuk “robot berkaki yang haus energi,” katanya.

Dengan rumus baru, tim menemukan bahwa platform berkaki buatan manusia seharusnya seefisien platform berroda dan bertrack.

Tim mengumpulkan data sistem mobil darat yang beragam dan mempelajari sistem gabungan seperti Ford Model T.

Menurut Gart, penelitian ini akan membantu perancang menentukan kompromi antara daya, kecepatan, dan massa untuk robot darat masa depan untuk keperluan pertahanan.

Rumus ini juga dapat mengapproximasi jumlah daya yang dibutuhkan oleh sebuah kendaraan.

“Angkatan Darat harus mengembangkan target yang layak namun ambisius untuk kompromi antara daya, kecepatan, dan massa untuk robot darat masa depan,” kata Kott. “Tidak diinginkan untuk membangun target tersebut berdasarkan pengalaman saat ini, karena peralatan militer seringkali dikembangkan dan digunakan selama beberapa tahun dan bahkan dekade; oleh karena itu, spesifikator dan perancang peralatan tersebut harus membangun targetnya – kompetitif namun dapat dicapai – berdasarkan kesempatan teknologi masa depan yang tidak sepenuhnya dipahami pada saat perancangan.”