Robotika bebas elektronik dapat merasakan dan bereaksi secara instan dengan sensor lunak baru
Para peneliti telah mengembangkan sensor gaya mekanis lembut yang memungkinkan robot mendeteksi sentuhan dan merespons dengan segera tanpa bergantung pada elektronik, komputer, atau daya eksternal. Perangkat tersebut, diberi nama ME-SOFS (sensor gaya lunak mekanis), mengubah gaya yang diterapkan secara langsung menjadi aliran fluida, yang mengaktifkan aktuator robot lunak dan menciptakan proses penginderaan-ke-aksi yang sepenuhnya mekanis. Seluruhnya terbuat dari bahan yang fleksibel dan sesuai standar, sistem ini menghilangkan kebutuhan akan sensor elektronik konvensional dan sirkuit kontrol, sehingga mengurangi kompleksitas dan potensi titik kegagalan. Inovasi yang dilakukan oleh tim dari College of Design and Engineering di National University of Singapore (NUS CDE) dapat meningkatkan kinerja robot lunak yang beroperasi di bawah air, di dalam tubuh manusia, atau di lingkungan ekstrem lainnya di mana sistem elektronik rentan. Sentuhan menggerakkan robot Sensor ME-SOFS adalah struktur berpori lembut yang dicetak 3D yang dirancang untuk mengubah sentuhan langsung menjadi tindakan mekanis tanpa pemrosesan elektronik. Ini memiliki pilar tengah yang dikelilingi oleh lima ruang berisi cairan, dengan empat ruang disusun secara horizontal dan satu secara vertikal. Ketika gaya diterapkan, pilar miring ke arah titik kontak, menekan ruang yang sesuai dan mendorong fluida melalui tabung lunak ke aktuator. Hal ini menciptakan respons penginderaan terhadap tindakan secara langsung, sementara masing-masing ruang beroperasi secara independen untuk membedakan gaya sepanjang arah horizontal, lateral, dan vertikal. Sensitivitas sensor dapat disesuaikan untuk berbagai aplikasi dengan memodifikasi geometri struktur cetak 3D. Penyesuaian terhadap parameter seperti diameter lubang, ketebalan lereng, dan sudut busa pusat memungkinkan perangkat mendeteksi berbagai tingkat gaya tanpa mengubah prinsip pengoperasian yang mendasarinya. Sensor mengubah sentuhan menjadi gerakan tanpa elektronik, memungkinkan robot lunak yang lebih sederhana untuk lingkungan yang keras. Selain respons mekanisnya, sistem ini juga menghasilkan keluaran listrik yang dapat diukur menggunakan rangkaian pasif. Saat cairan dipindahkan, ia menggerakkan magnet kecil melewati busur logam yang dicetak 3D, menghasilkan pulsa tegangan melalui induksi elektromagnetik, serupa dengan prinsip yang digunakan pada dinamo sepeda. Menurut tim, jumlah pulsa berhubungan langsung dengan gaya yang diterapkan, sehingga memberikan pengukuran yang jelas tanpa elektronik bertenaga. Desain berbasis cairan juga membuka kemungkinan penginderaan sentuhan yang kuat dan umpan balik fisik dalam sistem robot yang beroperasi di lingkungan yang menuntut. “Pekerjaan ini merupakan contoh yang mencolok tentang bagaimana tubuh fisik itu sendiri dapat menghasilkan perilaku sensorik-motorik tanpa memerlukan sistem kontrol, yang dapat kita lihat sebagai analogi sistem saraf dalam biologi,” kata Cecilia Laschi dari Departemen Teknik Mesin di NUS CDE, dalam sebuah pernyataan. Robot lunak naluriah Keserbagunaan ME-SOFS ditunjukkan dengan mengintegrasikannya ke dalam beberapa sistem robot lunak. Sarung tangan lembut berisi lima sensor mini, masing-masing seukuran kacang hijau, dicetak 3D sebagai satu bagian tanpa perakitan manual. Saat dikenakan di tangan, sarung tangan ini mengukur gaya genggaman di setiap ujung jari dan memperkirakan berat benda secara akurat, menyoroti potensi penerapan prostetik dan antarmuka manusia-mesin yang canggih. Tim juga memasangkan sensor tersebut dengan bantalan haptik lembut yang dikenakan di ujung jari pengguna untuk menciptakan sistem umpan balik berbasis sentuhan. Tekanan cairan dari gripper robotik disalurkan langsung ke bantalan, sehingga memungkinkan operator menilai kekuatan cengkeraman hanya dengan sentuhan saat menangani benda mulai dari telur yang rapuh, balok kayu, hingga botol air yang terisi sebagian. Pola gaya yang terekam kemudian diputar ulang untuk mengajarkan robot mengulangi gerakan menggenggam yang berhasil secara mandiri. Sensor ini juga mengontrol tetesan cairan dalam perangkat fluida mini dan mengarahkan struktur fleksibel seperti rambut tanpa perangkat lunak. Ia tetap dapat diandalkan dalam suhu air hingga 194 derajat Fahrenheit (90°C) dan di bawah tekanan setara dengan sekitar 36 kaki (11 meter) di bawah air, sekaligus tahan terhadap interferensi elektromagnetik karena tidak mengandung komponen elektronik. Tim tersebut menyoroti bahwa penelitian di masa depan akan fokus pada miniaturisasi sistem dan meningkatkan kekuatan aktuasinya untuk aplikasi robotik yang lebih luas. Para peneliti juga bertujuan untuk mengintegrasikan loop penginderaan-aktuasi langsung ke robot lunak, memungkinkan respons naluriah, sambil menggunakan sinyal kekuatan yang kaya untuk meningkatkan persepsi dan interaksi di lingkungan yang kompleks. Studi asli dipublikasikan di jurnal Science Advances.
Diterbitkan : 2026-07-13 08:51:00
sumber : interestingengineering.com
