Insinyur EPFL telah mengembangkan robot renang serbaguna yang dengan gesit menavigasi permukaan air yang berantakan. Terinspirasi oleh cacing datar laut, perangkat inovatif ini menawarkan kemungkinan baru untuk pemantauan lingkungan dan penelitian ekologis.
Robot renang memainkan peran penting dalam memetakan polusi, mempelajari ekosistem air, dan memantau kualitas air di daerah sensitif seperti terumbu karang atau pantai. Namun, banyak perangkat bergantung pada baling -baling yang bising, yang dapat mengganggu atau membahayakan satwa liar. Kekacauan alami di lingkungan ini – termasuk tumbuhan, hewan, dan puing -puing – juga menimbulkan tantangan bagi perenang robot.
Sekarang, para peneliti di laboratorium transduser lunak dan laboratorium diagnostik aliran yang tidak stabil di Sekolah Teknik EPFL, dan di Max Planck Institute for Intelligent System . Lebih kecil dari kartu kredit dan beratnya 6 gram, robot renang gesit sangat ideal untuk lingkungan dengan ruang terbatas seperti sawah, atau untuk melakukan inspeksi pada mesin yang ditularkan melalui air. Penelitian telah diterbitkan di Robotika sains.
“Pada tahun 2020, tim kami menunjukkan robot merangkak berskala serangga otonom, tetapi membuat robot ultra-tipis yang tidak terikat untuk lingkungan air adalah tantangan yang sama sekali baru,” kata EPFL Soft Transducers Lab Head Herbert Shea. “Kami harus mulai dari awal, mengembangkan aktuator lunak yang lebih kuat, strategi penggerak baru bergelombang, dan elektronik tegangan tinggi yang ringkas”.
Desain kami tidak hanya meniru alam; Ini melampaui apa yang dapat dicapai oleh organisme alami.
Florian Hartmann
Miniatur Elektronik untuk Operasi Otonomi
Tidak seperti sistem berbasis baling -baling tradisional, robot EPFL menggunakan sirip yang bergelombang secara diam -diam – terinspirasi oleh cacing datar laut – untuk penggerak. Desain ini, dikombinasikan dengan bobotnya yang ringan, memungkinkan robot mengapung di permukaan air dan berbaur mulus ke lingkungan alami.
https://www.youtube.com/watch?v=sjtaeh7ff_c
“Desain kami tidak hanya mereplikasi alam; ini melampaui apa yang dapat dicapai oleh organisme alami,” jelas mantan peneliti EPFL Florian Hartmann, yang sekarang menjadi pemimpin kelompok penelitian di Max Planck Institute for Intelligent Systems di Stuttgart, Jerman.
Dengan mengosongkan siripnya hingga 10 kali lebih cepat daripada cacing datar laut, robot ini dapat mencapai kecepatan mengesankan 12 sentimeter (2,6 panjang tubuh) per detik. Robot ini juga mencapai kemampuan manuver yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan menggunakan empat otot buatan untuk menggerakkan sirip. Selain berenang dan berputar ke depan, ia mampu mengontrol ke belakang dan berenang ke samping.
Untuk menggerakkan robot, para peneliti mengembangkan sistem kontrol elektronik yang ringkas yang memberikan hingga 500 volt ke aktuator robot dengan daya rendah 500 miliwatt – empat kali lebih sedikit dari sikat gigi listrik. Meskipun menggunakan tegangan tinggi, arus rendah robot dan sirkuit terlindung membuatnya sepenuhnya aman untuk lingkungannya. Sensor cahaya bertindak sebagai mata sederhana, memungkinkan robot untuk mendeteksi dan mengikuti sumber cahaya secara mandiri.
Para peneliti membayangkan robot yang berkontribusi pada studi ekologis, pelacakan polusi, dan pertanian presisi, di antara bidang -bidang lainnya. Langkah selanjutnya melibatkan pembuatan platform yang lebih kuat untuk tes lapangan.
“Kami bertujuan untuk memperpanjang waktu operasi dan meningkatkan otonomi,” kata Hartmann. “Wawasan mendasar yang diperoleh dari proyek ini tidak hanya akan memajukan ilmu robotika bio yang terinspirasi tetapi juga meletakkan dasar bagi sistem robot praktis dan seperti yang selaras dengan alam.”
Referensi
Hartmann et al. Robot renang datar yang sangat gesit. Robotika sains. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adr0721
