Kawanan perahu robot MIT mengubah saluran air menjadi infrastruktur terapung yang adaptif
Peneliti MIT telah mengembangkan sekumpulan perahu robot otonom yang dapat dirakit menjadi struktur terapung dan dikonfigurasi ulang dengan sedikit campur tangan manusia. Setiap robot berukuran 21 sentimeter dilengkapi dengan pendorong, sensor, dan kait magnetisnya sendiri, yang memungkinkan armada untuk terhubung seperti balok bangunan di atas air. Sistem modular bernama FloatForm menciptakan platform mengambang yang dapat dikonfigurasi ulang dan dapat dengan cepat beradaptasi terhadap perubahan kebutuhan dan lingkungan. Para peneliti mengatakan teknologi ini dapat mendukung operasi tanggap darurat, jembatan sementara, pasar terapung, panggung acara, dan infrastruktur sesuai permintaan lainnya untuk sungai, kanal, danau, dan wilayah pesisir. Robot terapung terdesentralisasi FloatForm adalah sistem robotika kawanan terdesentralisasi yang memungkinkan kapal otonom kecil untuk merakit sendiri menjadi struktur terapung yang lebih besar dan mengkonfigurasi ulang mereka dengan intervensi manusia yang minimal. Terinspirasi oleh cara semut api membentuk rakit terapung saat banjir, sistem ini memungkinkan setiap robot membuat keputusan lokal daripada mengandalkan instruksi terus-menerus dari komputer pusat. Tidak seperti kebanyakan sistem robot yang dapat dirakit sendiri, yang bergantung pada pengontrol pusat untuk mengoordinasikan setiap gerakan, FloatForm mendistribusikan kecerdasan ke seluruh kawanan. Perencana pusat yang ringan menetapkan setiap robot posisi akhirnya dalam struktur target, sementara robot secara mandiri menangani navigasi, penghindaran tabrakan, dan koordinasi dengan bertukar informasi posisi dengan tetangga terdekat. Pendekatan terdesentralisasi ini memungkinkan semua robot bergerak secara bersamaan, sehingga meningkatkan skalabilitas secara signifikan karena beban kerja komputasi hanya bergantung pada interaksi lokal dan bukan pada jumlah total robot. Prototipe ini terdiri dari perahu robot berukuran 21 sentimeter persegi yang dilengkapi dengan empat pendorong segala arah yang disusun dalam konfigurasi X, memungkinkannya bergerak ke segala arah dan berputar di tempatnya. Setiap perahu juga membawa sensor di dalam kapal, perangkat keras pemrosesan, dan mekanisme kait magnetik inovatif yang memungkinkan koneksi dan pemisahan otonom dari robot di sekitarnya. Sistem penguncian didasarkan pada struktur tambahan yang terinspirasi origami yang digerakkan oleh motor servo tunggal. Mekanismenya mendorong atau menarik kembali magnet permanen yang ditempatkan di keempat sisi robot, memungkinkan perahu-perahu yang berdekatan untuk terhubung dalam jarak 10 hingga 15 sentimeter. Polaritas magnet yang bergantian memastikan keselarasan yang andal ke dalam formasi kisi persegi. Gearbox yang dicetak 3D mengunci kait dalam posisi aktif atau tidak aktif tanpa menghabiskan daya, hanya memerlukan energi selama proses penguncian dan pelepasan. Desain hemat energi ini menjaga kapasitas baterai untuk penggerak dan komputasi di dalam pesawat. Para insinyur kawanan terapung yang lebih cerdas juga mengatasi beberapa tantangan stabilitas selama pengembangan. Pendorong yang kuat pada awalnya menyebabkan putaran berlebihan karena massa robot yang rendah, sehingga para peneliti menambahkan sirip penstabil yang meningkatkan hambatan hidrodinamik dan menyempurnakan algoritma kontrol untuk mengimbangi perbedaan antara masing-masing robot. Tim juga memecahkan masalah yang disebabkan oleh daya tarik magnet yang kuat, memungkinkan robot melepaskan diri dengan andal saat diperintahkan. Dalam uji laboratorium, armada yang terdiri dari empat dan delapan robot dirakit secara mandiri menjadi struktur target, dipisahkan, disusun kembali menjadi bentuk baru, dan dioperasikan sebagai satu kapal kaku yang mampu melakukan pergerakan kolektif. Setiap demonstrasi memakan waktu antara empat dan delapan menit. Dalam 10 uji coba, sistem ini mencapai tingkat keberhasilan otonom sebesar 90 persen dengan empat robot dan 70 persen dengan delapan robot, sekaligus pulih dari kesalahan navigasi dan kebuntuan formasi tanpa bantuan manusia. Simulasi komputer lebih lanjut menunjukkan bahwa kerangka koordinasi yang terdesentralisasi dapat menjangkau setidaknya 64 robot. Para peneliti membayangkan versi masa depan dapat beroperasi di kanal, sungai, pelabuhan, dan perairan pesisir, di mana versi robot yang lebih besar dapat membuat jembatan sementara, platform kerja terapung, infrastruktur tanggap darurat, jaringan pemantauan lingkungan, atau stasiun dok adaptif. “Dengan mengalihkan beban komputasi ke robot itu sendiri, mereka telah membangun sistem yang lebih tangguh yang dalam waktu dekat dapat memungkinkan kolektif robot seperti ini dikerahkan di lingkungan perairan terbuka untuk operasi pencarian, pemantauan lingkungan, dan infrastruktur kelautan yang dapat dikonfigurasi ulang,” kata Steven Ceron, asisten profesor di Universitas Michigan, dalam sebuah pernyataan. Penerapan di masa depan akan memerlukan mekanisme kait yang lebih kuat dan sistem penentuan posisi luar ruangan seperti GPS atau navigasi berbasis penglihatan, namun algoritma koordinasi yang mendasarinya dirancang untuk bekerja secara independen dari teknologi penginderaan yang digunakan.
Diterbitkan : 2026-07-10 15:42:00
sumber : interestingengineering.com
