Para peneliti di City University of Hong Kong berhasil mengembangkan teknologi baru berupa kulit elektronik yang mampu memberikan robot persepsi nyeri dan cedera secara aktif. Meskipun robot tidak benar-benar bisa merasakan sakit seperti manusia, teknologi ini memungkinkan robot menyadari sensasi yang mirip rasa sakit. Dengan demikian, robot dapat mencegah kerusakan pada bagian tubuhnya dan sekaligus mendeteksi jika kulit elektronik yang menutupi tubuhnya rusak.
Kulit elektronik tersebut dinamakan neuromorphic robotic electronic skin (NRE-skin). NRE-skin ini memiliki kemampuan lebih dari sekadar merasakan tekanan. Teknologi ini meniru sistem saraf sederhana, karena mampu mengirimkan sinyal "nyeri" berdasarkan tekanan yang semakin kuat atau berkelanjutan. Dengan demikian, robot dapat mengenali potensi kerusakan fisik dan merespons seperti melakukan refleks tanpa harus bergantung pada sistem pengolahan pusat yang rumit.
Keunggulan Teknologi NRE-skin
Kulit elektronik tradisional biasanya mengonsumsi banyak daya dan menghasilkan data sensor mentah dalam jumlah besar. Namun, NRE-skin memecahkan masalah ini dengan setiap sensor tekanan yang langsung memproduksi pulsa listrik dengan frekuensi yang meningkat saat tekanan bertambah kuat. Sebagai contoh, sentuhan ringan akan menghasilkan pulsa berfrekuensi rendah, sementara tekanan kuat menghasilkan pulsa berfrekuensi tinggi. Cara kerja ini menyerupai reaksi saraf manusia terhadap rangsangan fisik yang kuat.
Teknologi ini menerapkan arsitektur sirkuit berlapis yang memproses impuls secara lokal. Sistem modulasi menyematkan informasi lokasi pada setiap pulsa, dan pengumpul sinyal mengkoordinasikan seluruh data. Pusat penginderaan "nyeri" lalu memonitor tekanan yang diterima. Bila tekanan melebihi batas tertentu atau bertahan lama dalam intensitas sedang, sinyal nyeri ini akan aktif. Robot kemudian dapat secara otomatis menarik bagian tubuhnya yang terkena tekanan tanpa membutuhkan intervensi manusia.
Salah satu terobosan penting dari teknologi ini adalah efisiensi energi yang tinggi. NRE-skin hanya mengonsumsi sekitar 2,5 mW saat dalam keadaan diam dan 5,6 mW saat mendapat kontak kuat. Bandingkan dengan kulit elektronik konvensional yang memerlukan daya sekitar 118 mW secara terus-menerus. Selain itu, beban komputasi juga berkurang karena hanya impuls pulsa yang diproses, bukan seluruh frame sensor.
Manfaat Teknologi Sensor Nyeri untuk Robot
Hingga saat ini, belum ada merek komersial yang mengaplikasikan kulit NRE-skin ini secara luas, karena masih dalam tahap riset. Namun, kulit ini dirancang agar fleksibel secara fisik, modular, dan bisa dipasang dengan sistem magnetik. Ini memungkinkan produsen hanya memasang teknologi tersebut di bagian robot yang paling membutuhkan deteksi taktil.
Persepsi tekanan yang intens dan durasi lama memungkinkan robot melaksanakan tindakan protektif secara otomatis, layaknya sebuah refleks pada manusia. Misalnya, robot dapat segera menarik tangannya jika mendeteksi tekanan berlebih yang bisa berpotensi merusak. Potensi ini sangat berguna untuk tugas-tugas yang membosankan, berbahaya, dan berulang, sekaligus membuat robot lebih memahami lingkungan sekitar saat melakukan tugas-tugas harian.
Teknologi ini menandai kemajuan penting dalam upaya membuat robot lebih adaptif dan responsif terhadap rangsangan lingkungan. Meskipun robot belum bisa "merasakan" nyeri secara emosional seperti manusia, teknologi ini membawa kemampuan mekanik dan sensorik robot makin mendekati sistem biologis. Penelitian ini membuka peluang baru dalam pengembangan robot humanoid yang lebih canggih dan manusiawi.
Teknologi kulit elektronik ini juga relevan dalam konteks penggunaan robot di berbagai bidang seperti manufaktur, pelayanan, dan perawatan rumah tangga. Dengan kemampuan menghindari cedera sendiri, robot bisa bekerja lebih aman dan tahan lama. Kemampuan sensor nyeri buatan ini merupakan langkah awal untuk menghasilkan robot yang tidak hanya pintar secara kognitif, tetapi juga tanggap secara fisik terhadap risiko kerusakan.
Pengembangan teknologi semacam NRE-skin menunjukkan bahwa masa depan robotik akan lebih mengarah pada integrasi sistem sensorik yang canggih yang tidak hanya sekadar mengandalkan data visual atau suara. Ini membantu robot menjadi mitra kerja yang lebih handal dan adaptif dalam lingkungan yang kompleks dan dinamis.
Implementasi sistem saraf buatan yang seperti refleks ini dapat merevolusi cara robot merespons rangsangan dan kerusakan fisik. Dengan menurunkan ketergantungan pada pengolahan pusat, robot dapat bertindak cepat dan efisien. Terobosan ini penting untuk menciptakan robot yang mampu beroperasi secara mandiri dan tangguh di berbagai skenario tugas.
Perkembangan ini belum membuat robot merasa sakit seperti manusia, tetapi mereka memberikan kemampuan untuk mengantisipasi dan melindungi diri dari kerusakan. Hal ini meningkatkan daya tahan operasional robot dan membuka jalan bagi teknologi robotik yang semakin mirip sistem biologis dalam aspek sensorik dan responsif.
