Integrasi robot berbasis Origami yang merasakan, memutuskan, dan merespons

04 Apr 2023 (Berita Nanowerk) Robotika telah menggunakan teknik yang mirip dengan seni kuno melipat kertas untuk mengembangkan mesin otonom dari lembaran tipis dan fleksibel. Robot ringan ini lebih sederhana dan lebih murah untuk dibuat dan lebih ringkas untuk penyimpanan dan pengangkutan yang lebih mudah. Namun, chip komputer yang kaku secara tradisional diperlukan untuk mengaktifkan kemampuan robot tingkat lanjut — merasakan, menganalisis, dan merespons lingkungan — menambah bobot ekstra pada bahan lembaran tipis dan membuatnya lebih sulit untuk dilipat. Oleh karena itu, komponen berbasis semikonduktor harus ditambahkan setelah robot mengambil bentuk akhirnya. Sekarang, tim multidisiplin yang dipimpin oleh para peneliti di UCLA Samueli School of Engineering telah menciptakan teknik fabrikasi baru untuk robot yang dapat dilipat sepenuhnya yang dapat melakukan berbagai tugas kompleks tanpa bergantung pada semikonduktor. Sebuah studi yang merinci temuan penelitian diterbitkan di Alam Komunikasi (“Integrasi robot berbasis Origami yang merasakan, memutuskan, dan merespons”). Robot yang terinspirasi dari origami yang dirancang oleh tim pimpinan UCLA yang dapat berbalik arah saat salah satu antenanya merasakan adanya rintangan. (Wenzhong Yan, UCLA) Dengan menyematkan bahan fleksibel dan konduktif elektrik ke dalam lembaran film poliester tipis yang telah dipotong sebelumnya, para peneliti menciptakan sistem unit pemrosesan informasi, atau transistor, yang dapat diintegrasikan dengan sensor dan aktuator. Mereka kemudian memprogram lembaran itu dengan fungsi analogis komputer sederhana yang meniru fungsi semikonduktor. Setelah dipotong, dilipat, dan dipasang, lembaran itu diubah menjadi robot otonom yang dapat merasakan, menganalisis, dan bertindak sebagai respons terhadap lingkungannya dengan presisi. Para peneliti menamai robot mereka OrigaMechs, kependekan dari Origami MechanoBots. “Pekerjaan ini mengarah ke kelas baru robot origami dengan kemampuan yang diperluas dan tingkat otonomi sambil mempertahankan atribut yang menguntungkan yang terkait dengan fabrikasi berbasis lipat origami,” kata penulis utama studi Wenzhong Yan, seorang mahasiswa doktoral teknik mesin UCLA. OrigaMechs memperoleh kemampuan komputasinya dari kombinasi sakelar multipleks origami mekanis yang dibuat oleh lipatan dan perintah logika Boolean terprogram, seperti "DAN", "ATAU", dan "BUKAN". Sakelar mengaktifkan mekanisme yang secara selektif mengeluarkan sinyal listrik berdasarkan tekanan variabel dan masukan panas ke dalam sistem. Menggunakan pendekatan baru, tim membuat tiga robot untuk mendemonstrasikan potensi sistem:

robot berjalan mirip serangga yang membalikkan arah saat salah satu antenanya merasakan adanya rintangan

robot mirip penangkap lalat Venus yang menyelubungi "mangsa" ketika kedua sensor rahangnya mendeteksi suatu objek

robot roda dua yang dapat diprogram ulang yang dapat bergerak di sepanjang jalur yang telah dirancang sebelumnya dengan pola geometris yang berbeda

Robot mirip penangkap lalat Venus yang menyelubungi "mangsa" saat kedua sensor rahangnya mendeteksi objek. (Gambar: UCLA) Sementara robot ditambatkan ke sumber daya untuk demonstrasi, para peneliti mengatakan tujuan jangka panjangnya adalah melengkapi robot origami otonom dengan sistem penyimpanan energi tertanam yang ditenagai oleh baterai lithium film tipis. Desain bebas chip dapat menyebabkan robot mampu bekerja di lingkungan ekstrem — medan radiasi atau magnet yang kuat, dan tempat dengan sinyal frekuensi radio yang kuat atau pelepasan muatan elektrostatis yang tinggi — di mana perangkat elektronik berbasis semikonduktor tradisional mungkin gagal berfungsi. “Skenario berbahaya atau tak terduga semacam ini, seperti selama bencana alam atau buatan manusia, dapat menjadi tempat robot origami terbukti sangat berguna,” kata peneliti utama studi Ankur Mehta, asisten profesor teknik elektro dan komputer dan direktur Laboratorium UCLA. untuk Mesin Tertanam dan Robot di mana-mana. “Robot dapat dirancang untuk fungsi khusus dan diproduksi sesuai permintaan dengan sangat cepat,” tambah Mehta. “Selain itu, meski jaraknya sangat jauh, mungkin ada lingkungan di planet lain di mana robot penjelajah yang kebal terhadap skenario tersebut akan sangat diinginkan.” Robot pra-rakitan yang dibangun dengan teknik potong-dan-lipat yang fleksibel ini dapat diangkut dalam kemasan datar untuk menghemat ruang secara besar-besaran. Ini penting dalam skenario seperti misi luar angkasa, di mana setiap sentimeter kubik diperhitungkan. Robot berbiaya rendah, ringan, dan mudah dibuat juga dapat menghasilkan alat pendidikan yang inovatif atau jenis mainan dan permainan baru.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=62741.php