Robot baru berjalan di permukaan yang tidak rata dengan cara dimodelkan dari kadal berekor zebra. Gambar milik Chen Li, Tingnan Zhang, Daniel Goldman
Mendesain robot yang dapat dengan mudah bergerak melintasi medan yang longgar — katakanlah, bajak yang dimaksudkan untuk melintasi permukaan Mars — merupakan tantangan rekayasa yang unik: Roda biasanya tenggelam ke dalam apa yang oleh para insinyur disebut “tanah yang dapat mengalir” (campuran pasir, tanah, lumpur dan rumput ).
Dengan banyaknya inovasi yang diilhami secara biologis dalam robotika, sebuah tim peneliti dari Georgia Tech punya ide — untuk mendasarkan desain pada makhluk-makhluk gurun seperti kadal berekor zebra yang mampu berebut melintasi permukaan yang longgar dan berpasir tanpa melambat. Upaya mereka memungkinkan mereka untuk membuat perangkat berkaki enam kecil ini, disajikan dalam sebuah artikel yang diterbitkan hari ini di Science, yang dapat berjalan di permukaan granular dengan cara yang mengingatkan pada reptil.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Chen Li, merancang perangkat setelah mempelajari penggerak berbagai makhluk dan secara matematis mensimulasikan kinerja berbagai jenis kaki (bervariasi dalam jumlah, bentuk dan panjang) di beberapa lingkungan yang berbeda. Mereka berharap penelitian mereka akan memacu pengembangan bidang yang mereka sebut "terradynamics" —seperti aerodinamika berkaitan dengan kinerja kendaraan bersayap di udara, bidang mereka akan mempelajari gerakan kendaraan berkaki di permukaan granular.
Untuk merancang robot mereka, mereka menggunakan simulasi ini untuk menentukan panjang kaki yang tepat, kecepatan gerakan dan tingkat kekuatan yang akan mendorong perangkat melintasi permukaan yang longgar tanpa menyebabkan mereka tenggelam terlalu dalam. Mereka kemudian mencetak berbagai jenis kaki dengan printer 3D, dan membuat robot untuk mengujinya di lab.
Salah satu temuan mereka yang paling menarik adalah bahwa jenis prinsip desain yang sama berlaku untuk penggerak pada berbagai permukaan granular, termasuk biji poppy, manik-manik kaca, dan pasir alami. Simulasi dan eksperimen dunia nyata mereka mengungkapkan bahwa kaki berbentuk C umumnya bekerja paling baik, tetapi semua jenis kaki berbentuk busur bekerja relatif baik karena mereka menyebarkan bobot perangkat pada permukaan kaki yang panjang (meskipun sempit) ketika kaki datang. bersentuhan dengan tanah selama jalan.
Para peneliti menemukan bahwa tungkai berbentuk C paling baik digunakan untuk bergerak cepat pada permukaan granular, baik pada kadal maupun robot. Penggambaran putus-putus, solid, dan putus-putus dalam C dan D adalah posisi awal, tengah, dan akhir kaki saat berjalan. Tanda panah menunjukkan arah gerakan untuk daerah tungkai tertentu. Gambar melalui Science / Li et. Al.
Aplikasi penelitian jenis ini sangat luas: Robot khusus ini, kata para peneliti, dapat dikembangkan menjadi perangkat pencarian dan penyelamatan yang bermanfaat, sementara prinsip-prinsip yang berasal dari bidang terradynamics dapat berguna dalam merancang probe untuk mengeksplorasi lainnya. planet di masa depan. Mereka juga dapat membantu ahli biologi untuk lebih memahami bagaimana kehidupan terbentuk di bumi telah berevolusi untuk bergerak melintasi permukaan planet kita.
