Lupakan logam. Ketika berbicara tentang robot, masa depannya lembut dan licin

Di suatu tempat di laboratorium, ada sesuatu yang menggeliat. Dia robot belut, berenang tanpa suara melalui tangki air asin yang sangat besar dan gelap; gerakannya yang ritmis dan seperti pita menggemakan gerakan aslinya. Atau apakah itu sebuah robot yang terinspirasi gurita, terlihat seperti H.P. Lovecraft mungkin bermimpi seandainya dia dilahirkan 100 tahun kemudian dan menjadi ahli robot, bukan penulis horor?

Mungkin bukan keduanya. Mungkin itu lengan karet yang lembut, melilit hati manusia, dan memberikan tekanan yang menenangkan secara teratur agar dapat terus berdetak saat menghadapi gagal jantung. Atau sebuah gripper hidrogel yang dapat menjangkau dan menangkap ikan yang sedang berenang, mengamankannya tanpa menyakitinya. Atau. Atau. Atau.

Kenyataannya adalah tidak ada kekurangan contoh dari bidang robotika lunak yang sedang berkembang. Salah satu bidang penelitian robotika yang paling menarik dan berkembang pesat. Robot-robot ini tidak menyerupai mesin logam keras yang dijanjikan fiksi ilmiah kepada kita. Mereka terbuat dari bahan karet. Mereka juga jauh lebih murah untuk dibuat, berbobot jauh lebih ringan, dan menawarkan lebih banyak fleksibilitas dan daya tahan (mungkin berlawanan dengan intuisi, mengingat bahannya yang lembut). Dalam prosesnya, mereka mengubah apa yang kita anggap sebagai robot – dan membuktikan diri mereka sangat berguna dalam proses tersebut.

Robot seribu kegunaan

Lonjakan robot lunak saat ini ke dunia yang sebelumnya didominasi oleh logam tidak menghilangkan apa pun dari robot tradisional yang dibuat oleh perusahaan seperti Boston Dynamics. Kemajuan dalam robotika keras tradisional, dalam beberapa tahun terakhir saja, telah memberi kita segala macam mesin serbaguna yang mampu melakukan segalanya mulai dari pekerjaan perakitan yang bagus di jalur produksi hingga pekerjaan perakitan yang baik di jalur produksi. menampilkan tarian, tampilan parkour atau bahkan Backflip layaknya Olimpiade. Namun robot tradisional ini tidak cocok untuk segala hal.

Mereka hebat dalam melakukan tugas yang sama berkali-kali berturut-turut, dan itulah yang diperlukan jika, misalnya, mereka membantu merakit iPhone di ban berjalan di pabrik Foxconn. Namun hapus mereka dari domain terstruktur tempat mereka biasa bekerja dan tiba-tiba presisinya yang menakjubkan bisa tercapai menghilang dalam sekejap.

Hal ini menjadi masalah karena berbagai alasan, termasuk fakta bahwa robot akan semakin banyak bekerja bersama manusia dan makhluk hidup lainnya. Ini bisa berarti bekerja langsung dengan manusia sebagai rekan kerja. Ini juga bisa berarti tingkat interaksi yang lebih dekat, seperti robot yang disebutkan di atas yang dimaksudkan untuk menjaga jantung seseorang tetap berdetak saat menghadapi kemungkinan gagal jantung. Skenario inilah yang antara lain menyebabkan meningkatnya popularitas robot lunak.

“[Satu lagi] bidang aplikasi menarik untuk robotika lunak adalah di sektor pencarian dan penyelamatan,” Giada Gerboni, seorang rekan pascadoktoral di Universitas Stanford, yang tahun lalu memberikan a Pembicaraan TED berjudul “Potensi luar biasa dari robot yang fleksibel dan lembut,” kepada Digital Trends. “[Di lab tempat saya bekerja], ada tim kolega yang sangat termotivasi yang sedang mengeksplorasi bagaimana a robot lunak yang tumbuh dari ujungnya — seperti tanaman, atau lebih khusus lagi tanaman merambat — akan mampu menjelajahi situs arkeologi yang tidak dapat diakses oleh manusia dan penuh dengan artefak yang sangat halus, atau untuk menjelajahi habitat bawah tanah yang halus dari beberapa hewan yang terancam punah jenis."

Penelitian Gerboni sendiri memiliki penerapan medis. Dia saat ini sedang mengerjakan robot fleksibel yang dapat digunakan sebagai instrumen bedah untuk mengakses bagian tubuh yang sulit dijangkau, sama seperti robot lunak rekan-rekannya yang dapat membantu mengakses lokasi terpencil.

“Pekerjaan saya saat ini di Stanford menggunakan jarum fleksibel yang dapat menjangkau berbagai bagian hati satu titik penyisipan dan dapat membakar tumor – [menghancurkan] sel tumor dengan panas – dengan ujungnya,” lanjutnya. Jarum yang dapat dikendalikan bukanlah sesuatu yang kita anggap sebagai robot, namun merupakan salah satu kemungkinan yang dibuka oleh robot lunak.

Selamat tinggal logam?

Perkembangan terkini dalam robotika lunak sangatlah menarik. Baru-baru ini, para peneliti menemukan cara untuk menghilangkannya komponen logam keras terakhir pada robot lunak. Dimana soft robot sebelumnya masih membutuhkan komponen seperti metal valve, soft robot terbaru ini dapat berfungsi hanya dengan menggunakan karet dan udara — dengan udara bertekanan menggantikan kebutuhan akan alat elektronik jeroan. Dalam melakukan hal ini, ia mengintegrasikan memori dan pengambilan keputusan langsung ke dalam materi lunaknya, menggunakan semacam komputer lunak berbasis logika digital.

“Keadaan tekanan tinggi dan tekanan rendah ini analog dengan sinyal digital, dengan 1 sama dengan tekanan tinggi, dan 0 sama dengan tekanan rendah,” Philipp Rothemund, salah satu peneliti di proyek tersebut, menjelaskan kepada kami. “Biasanya pengendalian robot lunak dilakukan dengan pengontrol elektronik dan menggunakan katup keras sehingga menghasilkan robot hibrida keras/lunak. Komputer lunak kami memungkinkan integrasi kontrol kompleks langsung ke dalam struktur robot lunak.”

Semua ini masih berada pada tahap awal, namun menunjukkan dunia soft yang bergerak cepat robotika: tertinggal setengah abad dibandingkan robot yang lebih sulit, namun buru-buru melakukan yang terbaik untuk mengejarnya ke atas. Tampaknya berhasil juga. Selain aplikasi yang telah disebutkan, gripper robot lembut sekarang digunakan di jalur perakitan, karena kemampuannya berinteraksi dengan objek tanpa berpotensi merusaknya.

Namun, seperti yang dicatat oleh Giada Gerboni, memandang robot lunak bertentangan dengan robot keras tradisional adalah sebuah kesalahan.

“Saya tidak akan mengatakan bahwa robot lunak lebih baik, tetapi ini hanyalah sebuah kelas robot – atau cara untuk melakukan robotika – yang tidak dapat kita hindari lagi,” katanya. “Robot lunak telah menunjukkan potensi besar dalam tugas navigasi karena mereka mampu mengartikulasikan tubuh mereka dengan mudah, dan navigasi mereka tidak terganggu oleh kontak tiba-tiba dengan orang yang tidak dikenal objek. Namun jika menyangkut tugas lain yang sangat umum dilakukan robot seperti tugas manipulasi, maka memiliki bagian yang tidak kaku sangatlah buruk karena robot dapat [mengerahkan tenaga yang sangat kecil, artinya ia tidak dapat mengangkat. banyak objek.] Selain itu, mengingat fleksibilitas tubuh yang tinggi, derajat kebebasan, dan integrasi sensor yang terbatas, objek tersebut tidak dapat dikontrol secara tepat sehingga tidak dapat melakukan manipulasi yang sangat tepat tugas."

Baik keras maupun lembut

Pada akhirnya, katanya, cara terbaik untuk benar-benar membuat robot yang berguna dalam kehidupan kita adalah dengan menggabungkan bahan keras dan lunak: seperti yang kita lihat dengan bahan yang ditemukan di alam. “Lihat saja manusia,” katanya. “Mereka adalah mesin robotik sempurna dengan komponen lunak, tetapi juga struktur kaku dan sambungan standar. [Mereka] dapat melaksanakan tugas dalam konteks yang berbeda, namun juga dapat tepat dan mengerahkan kekuatan.”

Beberapa peneliti bahkan sibuk mengeksplorasi material yang memungkinkan robot lunak menjadi kaku sesuai permintaan, atau menggabungkan material dengan kekakuan berbeda untuk mencapai presisi dan ketangkasan. Istilah “robot lunak” baru ada selama satu dekade terakhir – namun istilah ini sudah mulai berkembang. (Dan juga memasuki budaya pop: lihat Baymax, robot menggemaskan dari Disney Pahlawan besar 6.)

Saat kita bergerak menuju dunia di mana robot menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari, robot lunak akan menjadi semakin penting dibandingkan sebelumnya. Satu hal yang pasti: di tahun 2019 ini, kata “robot” tidak lagi identik dengan “mesin logam”.

Rekomendasi Editor

• Masa depan manufaktur: Pandangan ke depan menuju era pembuatan barang berikutnya
• Bot pengintai keliling akan datang ke kota kita. Untungnya, mereka ada di sini untuk membantu
• Temui Xenobots: Mesin biologis hidup yang dapat merevolusi robotika
• Boneka cerdas: Bagaimana teknologi tekel robot mengubah praktik sepak bola
• Robot terbaik di CES 2021