Sejumlah peneliti dari Harvard berhasil mengembangkan metode cetak 3D baru yang mampu menciptakan struktur robotik lunak dengan sifat seperti otot. Metode ini disebut rotational multi-material 3D printing, yang memungkinkan pembuatan komponen fleksibel yang dapat diprogram untuk berputar, mengangkat, atau membengkok sesuai kebutuhan.
Teknologi inovatif ini lahir dari kolaborasi dua mahasiswa pascasarjana di John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Natalie Larson dan Jackson Wilt. Mereka menggabungkan beberapa teknik cetak 3D yang sudah ada dalam satu proses baru yang menggunakan satu nozzle cetak berputar secara konstan selama proses pencetakan.
Prinsip Kerja Metode Cetak 3D Rotasional Multi-Material
Proses ini memanfaatkan nozzle yang dapat mengontrol laju aliran dan kecepatan rotasinya untuk mencetak material berbeda secara simultan. Dilansir dari sumber terpercaya, lapisan luar yang kuat terbuat dari poliuretan kokoh melindungi bagian dalam yang berisi poloksamer, bahan polimer menyerupai gel rambut. Setelah pencetakan selesai, poloksamer dicuci keluar, menyisakan tabung-tabung kosong yang berfungsi sebagai otot tiruan.
Tabung kosong ini dapat dipompa dengan udara atau cairan sehingga struktur dapat digerakkan untuk melakukan berbagai aksi mekanik. Keunggulan utama metode ini adalah kemampuan untuk merancang gerak yang terprogram secara internal dalam struktur. Misalnya, benda bisa ditekuk atau diputar sesuai pola yang telah ditetapkan tanpa memerlukan komponen mekanik tambahan.
Penerapan dan Demonstrasi Fungsi Robotik Lunak
Peneliti menggunakan beberapa model untuk menguji keberhasilan teknik ini, termasuk aktuator spiral berbentuk bunga yang dapat terbuka saat dipompa. Selain itu, perangkat lain yang mereka buat berupa alat penjepit tangan yang jari-jarinya mampu menggulung dan menangkap objek dengan presisi.
Keunikan lainnya, menurut Jackson Wilt, adalah penggunaan dua material yang disusun sedemikian rupa sehingga arah lenturan robot dapat diprogram hanya melalui pengaturan putaran nozzle selama pembuatan. Hal ini membuka peluang fabrikasi robot lunak dengan gerakan yang jauh lebih kompleks dan terkontrol.
Kelebihan Dibanding Metode Konvensional
Metode konvensional untuk merakit robot lunak seringkali memerlukan proses lama seperti pengecoran bahan lunak dalam cetakan bertingkat dan perakitan komponen satu per satu. Metode 3D printing rotasional yang dikembangkan ini jauh lebih cepat dan sederhana.
Dengan teknologi ini, sebuah struktur robotik lunak kompleks bisa dicetak sekaligus dalam satu proses, sekaligus memasukkan logika gerak ke dalam desain. Ini berarti pengurangan signifikan waktu, biaya, dan risiko kesalahan saat produksi massal.
Potensi Dampak dan Pengembangan Lebih Lanjut
Penemuan ini berpotensi merevolusi bidang robotika lunak dan aplikasi sektor industri lain yang memerlukan perangkat lentur dan fungsional. Penelitian yang telah dipublikasikan di jurnal Advanced Materials ini diikuti dengan pengajuan paten guna melindungi teknologi baru tersebut.
Jika berhasil diimplementasikan secara komersial, metode ini dapat mempercepat adopsi robot lunak dalam berbagai bidang seperti manufaktur cerdas, medis, hingga wearable technology. Kemampuan untuk memprogram gerak pada tingkat material juga membuka jalan bagi inovasi robot yang lebih efisien dan portabel.
Dengan segala kelebihan tersebut, teknologi cetak 3D rotasional multi-material merupakan lompatan besar yang menggabungkan bidang rekayasa material dan robotika lunak. Ke depan, penelitian ini akan terus dikembangkan untuk skalabilitas industri dan peningkatan fungsi robotik yang lebih kompleks dan adaptif.
