Robot Terinspirasi Kumbang Bisa Melompat Berkat Penggunaan Energi Potensial Elastis

Liputan6.com, Jakarta - Para peneliti telah membuat lompatan signifikan dalam mengembangkan robot pelompat berukuran serangga yang mampu melakukan tugas-tugas di ruang kecil yang sering ditemukan di dalam pengaturan mekanis, pertanian, serta pencarian dan penyelamatan.

Sebuah studi baru yang dipimpin oleh profesor Sameh Tawfick mendemonstrasikan bagaimana serangkaian robot seukuran kumbang yang cukup kecil untuk masuk ke ruang sempit.

Robot kumbang ini cukup kuat untuk bermanuver melewati rintangan dan cukup cepat untuk menyamai waktu melarikan diri serangga yang cepat. Temuan ini terbit di Proceedings "National Academy of Sciences".

Para peneliti di University of Illinois at Urbana-Champaign dan Princeton University telah mempelajari anatomi, mekanika, dan evolusi kumbang jenis klik selama dekade terakhir.

Sebelumnya, sebuah studi pada tahun 2020 menemukan bahwa snap buckling, yakni pelepasan energi elastis yang cepat, dari otot yang melingkar di dalam dada kumbang klik dipicu untuk memungkinkan mereka mendorong diri mereka sendiri di udara berkali-kali lipat dari panjang tubuh mereka. Tindakan ini menjadi cara bagi mereka untuk meluruskan diri mereka, saat mereka terbalik di permukaan.

"Salah satu tantangan besar robot skala kecil adalah menemukan desain yang kecil, tetapi cukup kuat untuk bergerak di sekitar rintangan atau melarikan diri dari situasi berbahaya dengan cepat," ujar Tawfick dalam keterangan resmi yang Tekno Liputan6.com kutip via Eurekalert.

Dalam studi baru ini, Tawfick dan timnya menggunakan aktuator melingkar kecil–analog dengan otot hewan. Aktuatori ini menarik mekanisme berbentuk balok, menyebabkan robot itu perlahan melengkung dan menyimpan energi elastis hingga dilepaskan dan diperkuat secara spontan, dan pada akhirnya mendorong robot itu ke atas.

"Proses ini, yang disebut kaskade tekuk dinamis; sederhana dibandingkan dengan anatomi kumbang klik," kata Tawfick. "Namun, sederhana itu bagus dalam hal ini karena memungkinkan kami bekerja dan membuat komponen dalam skala kecil."

Dipandu oleh evolusi biologis dan model matematika, Tawfick dan timnya membangun dan menguji empat variasi perangkat, dan pada akhirnya berakhir dengan dua konfigurasi yang berhasil melompat tanpa intervensi manual.

"Ke depan, kami tidak memiliki pendekatan yang pasti pada desain yang tepat dari generasi berikutnya dari robot ini, tetapi penelitian ini menanamkan benih dalam evolusi teknologi inil; sebuah proses yang mirip dengan evolusi biologis," kata Tawfick.

Dia dan timnya membayangkan robot ini akan berguna dalam mengakses ruang sempit untuk membantu melakukan perawatan pada mesin besar seperti turbin dan mesin jet, misalnya dengan mengambil gambar untuk mengidentifikasi masalah.

"Kami juga membayangkan robot skala serangga berguna dalam pertanian modern," kata Tawfick. "Ilmuwan dan petani saat ini menggunakan drone dan rover untuk memantau tanaman, tetapi kadang-kadang peneliti membutuhkan sensor untuk menyentuh tanaman atau mengambil foto dari fitur berskala sangat kecil. Robot berskala serangga bisa melakukan itu."

Peneliti dari Birmingham University, Inggris; Oxford University; dan University of Texas di Dallas juga berpartisipasi dalam penelitian ini.

Defense Advanced Research Projects Agency, Toyota Research Institute Amerika Utara, National Science Foundation dan The Royal Society mendukung penelitian ini.