Para ilmuwan di Amerika Serikat mengembangkan otot buatan bertenaga udara yang membuat robot mampu mengangkat beban hingga 100 kali berat tubuhnya. Teknologi ini menekan ketergantungan pada motor besar dan sistem daya eksternal yang selama ini membatasi mobilitas robot.
Riset ini dipimpin Eric Weissman, mahasiswa doktoral di Arizona State University (ASU), yang merancang aktuator lunak berbasis inspirasi biologis untuk mendekatkan cara kerja robot dengan otot makhluk hidup. Timnya menyebut pendekatan ini lebih ringan, lebih fleksibel, dan lebih bertenaga dibanding banyak sistem robotik konvensional.
Otot buatan yang meniru cara kerja otot manusia
Selama ini, banyak robot berkaki empat mengandalkan motor yang membuat perangkat menjadi berat, kaku, dan kurang lincah. Weissman menjelaskan bahwa timnya menciptakan otot buatan baru yang bekerja seperti otot asli, tetapi dengan desain yang disesuaikan untuk robot modern.
Aktuator itu memakai bahan polimer bertulang spiral atau helical anisotropically reinforced polymer (HARP). Bentuknya menyerupai tabung kecil yang melingkar seperti pasta cavatappi, lalu mengembang dan mengerut saat dialiri sedikit udara.
Desain tersebut membuat robot lebih senyap dan lebih ringan. Pada saat yang sama, sistem ini tetap mampu menghasilkan gerakan yang kuat untuk berjalan, memegang objek, dan melewati rintangan.
Daya lebih besar dengan tekanan lebih rendah
Salah satu terobosan utama penelitian ini ada pada kebutuhan tekanan yang lebih kecil. Tim ASU menyatakan bahwa sifat serbaguna dan adaptif dari otot buatan itu memungkinkan mereka memangkas kebutuhan tekanan secara signifikan.
Hasilnya, robot dapat membawa semua kebutuhan dayanya sendiri dan berjalan tanpa pasokan eksternal. Dalam konteks robot bergerak, pengurangan komponen berat sangat berarti karena bobot tambahan sering menjadi penghambat utama efisiensi.
Berikut ringkasan keunggulan utama teknologi HARP:
- Lebih ringan dibanding motor tradisional.
- Lebih fleksibel untuk bergerak di ruang sempit.
- Nyaris senyap saat beroperasi.
- Mampu bekerja dengan sedikit tekanan udara.
- Dapat dirancang untuk beragam tugas, bukan hanya satu fungsi.
Aplikasi di medan ekstrem hingga rumah tangga
Menurut tim peneliti, otot buatan ini dirancang untuk menghadapi kondisi yang ekstrem. Teknologi tersebut dapat digunakan di lingkungan bersuhu tinggi, termasuk air mendidih, area abrasif, dan lokasi dengan hambatan fisik yang sulit dijangkau robot biasa.
Weissman menilai robot lunak semacam ini bisa bergerak melalui reruntuhan atau bangunan runtuh dalam misi tanggap bencana untuk mencari korban. Ia juga menyoroti potensi penggunaan di rumah, seperti membantu lansia mengambil barang di rak atau menjalankan tugas ringan sehari-hari.
Potensi untuk industri, pertanian, dan eksplorasi laut
Tim ASU juga menyebut HARP cocok untuk kebutuhan industri dan pertanian karena fleksibilitas, kemampuan rotasi, dan daya cengkeramnya. Teknologi ini dapat dipakai dalam proses pencucian industri, pengambilan sampel di dekat ventilasi termal, hingga eksplorasi laut dalam.
Selain itu, laboratorium yang sama mengembangkan lengan robot bionik yang terinspirasi belalai gajah. Lengan lunak itu dapat menjangkau objek di atas, bawah, dan sekitar penghalang, sehingga berguna untuk pekerjaan presisi dan interaksi yang dekat dengan manusia.
Tidak berhenti di robot, tetapi juga perangkat bantuan fisik
Riset yang sama turut melahirkan perangkat penyangga punggung yang dapat dikenakan. Alat itu memadukan material lunak dengan bantuan yang dapat diatur, sehingga membantu mengurangi beban saat mengangkat barang berat tanpa mengorbankan kenyamanan.
Jiefeng Sun, dosen ASU sekaligus salah satu penulis studi, mengatakan otot buatan ini berpotensi dipakai di pertanian, industri, kesehatan, pekerjaan rumah tangga, hingga misi luar angkasa. Ia juga menambahkan bahwa material kelas antariksa dapat memberi mobilitas, kelincahan, dan kemudahan gerak bagi perangkat yang dibawa astronaut maupun robot pendampingnya.
Studi ini sudah dipublikasikan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), dan tim peneliti juga telah mengajukan provisional patent melalui Skysong Innovations serta menerima NVIDIA Academic Grant untuk mendukung pengembangan lanjutan.
