Para peneliti dari Universitas Pennsylvania dan Universitas Michigan berhasil menciptakan robot otonom terkecil di dunia yang ukurannya lebih kecil dari sebutir garam. Robot ini memiliki ukuran sekitar 200 x 300 x 50 mikrometer, sehingga berada pada skala mikroorganisme biologis. Robot ini dapat beroperasi sendiri tanpa perlu kabel penghubung, medan magnet, ataupun alat pengendali eksternal, menjadikannya perangkat autonom pertama berukuran sangat kecil.
Teknologi Propulsi yang Inovatif
Untuk menghadapi tantangan penggerak pada skala mikro, tim peneliti mengembangkan sistem propulsi menggunakan medan listrik. Sistem ini memanipulasi ion di cairan sekitarnya, dimana ion tersebut kemudian mendorong molekul air sehingga tercipta gerakan berenang. Proses ini memungkinkan robot bergerak dengan pola kompleks dan mampu berenang secara terkoordinasi dalam kelompok. Kecepatan yang dapat dicapai adalah sekitar satu panjang tubuh robot per detik, menunjukan efisiensi luar biasa pada ukuran sekecil ini.
Tak hanya itu, karena elektrode yang menghasilkan medan listrik tersebut tidak memiliki bagian yang bergerak, robot menjadi sangat tahan lama dan dapat digunakan berulang kali tanpa kerusakan saat dipindahkan antar sampel. Inovasi ini menyelesaikan masalah utama pada robot mikro yang biasanya rentan terhadap kerusakan karena mekanisme gerak yang kompleks.
Kemampuan Penginderaan dan Komputasi dalam Skala Mikro
Robot ini dilengkapi dengan komputer mini, memori, sensor, dan panel surya yang sangat kecil. Panel surya tersebut mengambil sebagian besar permukaan robot dan mampu menghasilkan daya 75 nanowatt, yang mana ini 100.000 kali lebih sedikit dari daya sebuah smartwatch. Untuk mengatasi keterbatasan energi ini, para ilmuwan merancang sirkuit yang sangat efisien dengan konsumsi daya dikurangi hingga seribu kali lipat.
Dengan efisiensi tinggi tersebut, robot mampu menjalankan program yang tersimpan, mendeteksi suhu lingkungan, dan menyesuaikan gerakannya secara otonom selama berbulan-bulan tanpa henti. Sensor elektronik pada robot dapat mengukur suhu dengan ketelitian hingga sepertiga derajat Celsius. Ketika robot mendeteksi perubahan suhu, ia dapat bergerak menuju area yang lebih hangat atau mengirimkan data suhu melalui gerakan "goyangan" kecil yang mirip tarian.
Komunikasi dan Koordinasi Robot
Gerakan kecil yang mencerminkan informasi suhu ini diamati oleh para peneliti menggunakan mikroskop. Sinyal tersebut kemudian diuraikan, mirip dengan cara lebah madu berkomunikasi melalui tarian untuk menyampaikan informasi. Selain itu, setiap robot dapat diprogram secara individual menggunakan pulsa cahaya, memungkinkan instruksi khusus untuk masing-masing robot, serta memfasilitasi pekerjaan multi-robot yang terkoordinasi dengan rapi.
Potensi dan Adaptasi Masa Depan
Platform robot sub-milimeter ini membuka peluang untuk pengembangan lebih lanjut, termasuk peningkatan kemampuan program, penambahan sensor lebih banyak, percepatan gerak, dan eksekusi operasi di lingkungan yang lebih menantang. Keberhasilan integrasi fungsi komputasi, penginderaan, dan aktuasi dalam skala mikro ini telah menunjukkan terobosan signifikan dalam bidang robotika.
Aplicasi dari robot ini sangat potensial di bidang medis, khususnya untuk pemantauan sel individu dengan detail tinggi. Selain itu, teknologi ini dapat merevolusi proses manufaktur perangkat mikroskal dengan tingkat presisi yang sulit dicapai sebelumnya.
Dengan kemampuan berenang, mengindra, dan melaporkan suhu melalui gerakan kecil, robot mikro ini memperlihatkan bagaimana teknologi masa depan dapat beroperasi secara efektif dan mandiri pada level mikroskopis, membuka jalan bagi inovasi yang sebelumnya hanya ada dalam teori.
