Robot menari sekecil butiran garam ini adalah terobosan teknologi yang diciptakan oleh tim peneliti dari University of Pennsylvania dan University of Michigan. Setiap robot mikro ini berukuran sekitar 200 x 300 x 50 mikrometer dan hanya membutuhkan biaya produksi sebesar satu sen per unit. Inovasi ini dapat mendorong kemajuan di bidang nanoteknologi dan riset medis.
Tantangan Ukuran Miniatur
Menciptakan robot otonom yang berukuran di bawah satu milimeter sangat sulit karena faktor fisika. “Bidang ini terhenti selama 40 tahun," ujar Marc Miskin, seorang insinyur dari University of Pennsylvania. Semakin kecil ukuran robot, gaya permukaan seperti viskositas dan hambatan cairan menjadi pengaruh utama, bukan gaya gravitasi dan inersia.
Pada skala mikroskopis, robot tak dapat menggunakan kaki atau tangan untuk bergerak karena struktur tersebut terlalu rapuh. Sebagai gantinya, robot ini menggunakan medan listrik yang dihasilkan dari panel surya mini di tubuhnya untuk mendorong ion-ion di sekitarnya. Ion kemudian mendorong molekul air, membuat robot dapat bergerak layaknya ikan yang berenang.
Energi dan Sistem Elektronik Efisien
Sumber energi robot ini berasal dari panel surya yang sangat kecil dan menghasilkan daya hanya 75 nanowatt. “Daya tersebut 100.000 kali lebih kecil dibandingkan konsumsi daya smartwatch,” kata David Blaauw dari University of Michigan. Agar robot dapat berfungsi, tim peneliti merancang sirkuit baru yang bekerja dengan tegangan rendah sehingga mengurangi kebutuhan energi hingga 1.000 kali lipat.
Karena ruang sangat terbatas, desain program komputer juga mengalami inovasi. Instruksi yang biasanya membutuhkan beberapa baris pemrograman untuk mengontrol gerak dikompres menjadi satu instruksi khusus yang sederhana. Ini memungkinkan robot dapat menyimpan dan memproses data meskipun dengan ruang memori yang sangat kecil.
Robot yang Menari untuk Berkomunikasi
Robot ini dilengkapi sensor suhu dengan akurasi hingga sepertiga derajat Celsius. Mereka bisa bergerak menuju area yang lebih hangat, sebuah tanda aktivitas sel yang bisa dikaji untuk keperluan medis. Untuk menyampaikan data hasil pengukuran, robot melakukan serangkaian “gerakan menari” layaknya tarian lebah madu, di mana frekuensi gerakan menyimpan informasi numerik.
David Blaauw menjelaskan, “Kami merancang instruksi khusus yang mengkodekan nilai suhu dalam gerakan wiggle tersebut. Data dapat diambil menggunakan mikroskop dan kamera untuk kemudian diuraikan.” Konsep komunikasi ini memanfaatkan inspirasi dari evolusi alam, memudahkan interaksi robot mikro dengan dunia luar.
Potensi dan Masa Depan Robot Mikro
Robot tanpa bagian yang bergerak ini relatif tahan lama dan dapat beroperasi selama berbulan-bulan dengan diisi ulang oleh lampu LED. Dengan kemampuan sensor, pengolah, dan aktuator yang terintegrasi, para peneliti menganggap ini adalah fondasi penting bagi mikro-robotika.
Berikut beberapa keunggulan robot menari berukuran mikroskopis ini:
- Ukuran sangat kecil, lebih kecil dari butiran garam.
- Biaya produksi hanya satu sen per unit.
- Menggunakan energi panel surya mini untuk daya tahan lama.
- Gerakkan tubuh dengan medan listrik, bukan bagian mekanik.
- Memiliki sensor suhu yang akurat.
- Berkomunikasi melalui gerakan menari yang bisa dimonitor secara mikroskopis.
Menurut Miskin, teknologi ini membuka peluang besar untuk mengaplikasikan robot mikro dalam berbagai bidang, terutama yang membutuhkan interaksi langsung dengan lingkungan skala kecil, misalnya dalam riset biologi sel atau pembuatan teknologi skala nano. “Saat sudah ada otak, sensor, dan motor dalam sesuatu yang hampir tak terlihat, kemungkinannya hampir tak terbatas,” tambahnya.
Pengembangan lanjutan dapat membuat robot mikro ini lebih cepat dan lebih kompleks, dengan sensor tambahan untuk navigasi di lingkungan yang lebih rumit. Hal ini menandai babak baru pada era robotik yang bisa bekerja secara otonom di dalam skala sangat kecil, bahkan sekaligus dalam bentuk kawanan sebagai “gerombolan robot” yang bergerak bersama.
