Peneliti MIT Kembangkan Robot Bawah Air dengan Konsep Modular

Liputan6.com, Jakarta - Struktur bawah air dengan kemampuan untuk mengubah bentuknya secara dinamis, mirip dengan ikan, jauh lebih efisien dalam bergerak di dalam air daripada lambung kaku konvensional.

Namun, membuat robot bawah air modular dengan profil yang halus dan mampu mengubah bentuk tubuhnya adalah proses yang menantang dan memakan waktu. Sebagai contoh, RoboTuna dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) membutuhkan waktu sekitar dua tahun untuk mendesain dan membangunnya dan terdiri dari sekitar 3.000 bagian.

Baru-baru ini, para peneliti dari MIT dan institusi lain telah menemukan pendekatan inovatif untuk membangun robot modular untuk penerapan di dalam air, menggunakan beberapa substruktur yang dapat dipasang-lepas, bukan komponen tunggal tetap.

Tim telah mendemonstrasikan sistem baru ini dalam dua prototipe berbeda; satu menyerupai belut dan satu lainnya seperti sayap hidrofoil. Para peneliti mengklaim bahwa prinsip di balik sistem ini memungkinkan variasi bentuk dan ukuran yang tak terbatas.

Solusi robotika lunak yang ada untuk penerapan di sektor kelautan biasanya berskala kecil, sementara banyak penerapan lainnya yang berguna membutuhkan perangkat dalam skala lebih besar.

Sistem modular baru yang diusulkan oleh para peneliti dapat dengan mudah diperluas ke ukuran ini tanpa perlu melakukan desain dan penataan ulang.

"Skalabilitas adalah kelebihan dari karya kami," kata Alfonso Parra Rubio, salah satu peneliti dikutip dari pers rilis.

Kepadatan rendah dan kekakuan yang tinggi dari potongan-potongan seperti kisi, yang dikenal sebagai voxel, memungkinkan skalabilitas secara mudah, sedangkan sebagian besar teknologi saat ini menghadapi kesulitan dalam hal skalabilitas karena ketergantungan mereka pada bahan dengan kepadatan tinggi.

Voxel yang digunakan dalam perangkat eksperimental sebagian besar merupakan struktur berongga yang terbuat dari potongan plastik cor dengan penyangga sempit dalam bentuk yang rumit.

Bentuk seperti kotak ini menahan beban pada satu arah tetapi lembut pada arah lainnya, yang dicapai dengan memadukan komponen yang kaku dan fleksibel dalam proporsi yang bervariasi.

Menurut Rubio, "Ini adalah sesuatu yang berada di tengah-tengah, sebuah cara baru untuk membangun sesuatu."

Michael Triantafyllou, Profesor Henry L. dan Grace Doherty di bidang Ilmu dan Teknik Kelautan, menambahkan, "Fleksibilitas yang halus pada permukaan bodi memungkinkan kami untuk menerapkan kontrol aliran yang dapat mengurangi hambatan dan meningkatkan efisiensi pendorong, sehingga menghasilkan penghematan bahan bakar yang besar."

Salah satu perangkat protoipe yang dihasilkan oleh tim ini adalah struktur seperti ular yang terdiri dari voxel yang dipasang dari ujung ke ujung secara berurutan.

Tubuhnya terdiri dari empat segmen, masing-masing terdiri dari lima voxel, dengan aktuator di tengah yang dapat mengerutkan dua voxel di kedua sisinya dengan menarik kabel, sehingga menyebabkan strukturnya melengkung.

Seluruh struktur yang terdiri dari 20 unit ini kemudian ditutupi dengan struktur pendukung seperti tulang rusuk dan kulit neoprena kedap air yang ketat. Para peneliti menunjukkan efisiensi struktur ini dalam tangki derek MIT, menunjukkan bahwa struktur ini dapat menghasilkan daya dorong ke depan yang cukup untuk mendorong dirinya sendiri ke depan dengan menggunakan gerakan bergelombang.

Perangkat lain yang didemonstrasikan oleh tim adalah hidrofoil seperti sayap yang terbuat dari voxel yang sama, yang mampu mengubah bentuk profilnya untuk mengontrol rasio daya angkat dan tarikan serta sifat-sifat sayap lainnya.

Bentuk seperti sayap tersebut memiliki banyak aplikasi, mulai dari menghasilkan tenaga dari gelombang hingga meningkatkan efisiensi lambung kapal.

Tim peneliti saat ini sedang menjajaki kemungkinan untuk menambahkan bentuk sayap ke profil lambung kapal untuk mengurangi pembentukan pusaran yang menyebabkan hambatan dan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan dengan para kolaborator di industri perkapalan.

Pada akhirnya, konsep ini dapat diterapkan pada robot bawah air yang menyerupai paus, yang memungkinkannya untuk bergerak dengan lancar dan efisien di dalam air, seperti halnya paus.

Sistem modular baru yang diusulkan oleh para peneliti menawarkan solusi yang terukur dan efisien untuk membangun robot bawah air yang dapat diubah bentuknya, dan variasi bentuk serta ukurannya yang tidak terbatas menjadikannya solusi yang menjanjikan untuk berbagai aplikasi bawah air.