0
0
Teknologi robot mini memasuki wilayah yang semakin terasa seperti fiksi ilmiah.
Para insinyur dari EPFL di Swiss mengembangkan perangkat robotik sangat kecil yang mampu bergerak dan bahkan terbang tanpa menggunakan motor konvensional di dalam tubuhnya.
Sumber tenaganya justru berasal dari sesuatu yang tidak terlihat:
gelombang suara.
Robot tersebut menggunakan struktur berongga yang dirancang khusus untuk mengubah energi suara menjadi dorongan fisik. Hasil penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Science Advances.
Rahasianya Berasal dari Fenomena Botol Bersiul
Teknologi ini memanfaatkan fenomena fisika yang disebut resonansi Helmholtz.
Prinsip sederhananya dapat ditemukan ketika seseorang meniup bagian atas sebuah botol.
Udara yang terperangkap di dalam rongga botol akan berosilasi pada frekuensi tertentu sehingga menghasilkan suara.
Tim EPFL membalik konsep tersebut.
Alih-alih hanya menghasilkan suara, mereka membuat rongga akustik yang menerima gelombang suara dari luar dan mengubahnya menjadi semburan udara terarah.
Semburan kecil itulah yang menghasilkan gaya dorong.
Tidak Ada Motor di Dalam Robot
Robot konvensional biasanya membutuhkan berbagai komponen.
Motor.
Magnet.
Roda gigi.
Poros.
Kabel atau sumber energi.
Semakin kecil robot dibuat, semakin sulit pula mengecilkan seluruh komponen tersebut.
Pendekatan EPFL berbeda karena struktur penggeraknya pada dasarnya merupakan rongga kecil tanpa bagian mekanis bergerak seperti motor konvensional.
Gelombang suara dari sumber eksternal mengaktifkan rongga tersebut pada frekuensi tertentu.
Udara di dalamnya kemudian berosilasi dan menghasilkan dorongan.
Robot Seberat Hanya 150 Mikrogram Bisa Terangkat
Peneliti menggunakan teknik 3D nanoprinting untuk membuat microflier dengan tiga rongga mikroskopis yang terintegrasi langsung pada struktur robot.
Salah satu desain mempunyai berat hanya sekitar:
150 mikrogram.
Sebagai perbandingan, satu gram sama dengan satu juta mikrogram.
Meski sangat ringan dan tidak membawa motor, robot tersebut dapat menghasilkan dorongan ke atas ketika terkena frekuensi ultrasonik yang sesuai.
Cara kerjanya menyerupai roket mini, tetapi dorongannya berasal dari udara yang digerakkan oleh resonansi suara.
Ada Versi Seperti Helikopter Mini
Tim peneliti juga membuat desain lain.
Pada versi tersebut, rongga akustik dihubungkan dengan baling-baling sangat kecil.
Ketika gelombang suara mengaktifkan sistemnya, semburan udara memutar bilah tersebut.
Kecepatannya luar biasa.
Baling-baling dapat berputar hingga sekitar:
13.000 putaran per menit.
Putaran tersebut menghasilkan gaya angkat aerodinamis yang relatif stabil seperti sebuah helikopter berukuran mikroskopis.
Kapal Mini Juga Bisa Dikendalikan dengan Suara
Eksperimen tidak berhenti pada robot terbang.
Peneliti membuat kapal mini berukuran sentimeter yang dilengkapi hingga tiga rongga akustik.
Setiap rongga disetel agar merespons frekuensi berbeda dan diarahkan untuk menghasilkan dorongan ke arah tertentu.
Ketika frekuensi suara diubah, rongga yang aktif juga berubah.
Hasilnya, kapal dapat:
bergerak maju,
berbelok ke kiri,
berbelok ke kanan,
hingga menghindari rintangan.
Semuanya dilakukan tanpa perlu menyentuh kendaraan secara langsung.
Suara untuk Microflier Bahkan Tidak Terdengar Manusia
Untuk perangkat berukuran lebih besar, penelitian dapat menggunakan frekuensi yang masih terdengar.
Namun ketika rongga dibuat sangat kecil, frekuensi resonansinya meningkat.
Microflier kemudian dapat diaktifkan menggunakan ultrasonik, yaitu frekuensi yang berada di luar jangkauan pendengaran manusia.
Jadi seseorang secara teori dapat melihat robot bergerak sementara tidak mendengar suara yang menggerakkannya.
Bisa Menjadi Jalan Menuju Robot yang Lebih Kecil
Keuntungan terbesar teknologi ini bukan sekadar membuat robot unik.
Motor konvensional semakin sulit dibuat ketika ukurannya terus diperkecil.
Rongga akustik jauh lebih sederhana.
Peneliti mengatakan konsep tersebut kompatibel dengan miniaturisasi lebih lanjut dan dapat dibuat menggunakan berbagai material, termasuk plastik hasil 3D printing, polimer menyerupai karet hingga kaca.
Namun teknologi ini masih merupakan proof of concept.
Robot suara tersebut belum siap langsung digunakan untuk berbagai pekerjaan dunia nyata. Sistem kontrol, navigasi dan efisiensinya masih perlu dikembangkan lebih jauh.
Masa Depan Robot yang Bergerak Mengikuti “Nada”
Salah satu kemungkinan yang dibayangkan peneliti adalah memasukkan beberapa struktur akustik ke dalam satu perangkat fleksibel.
Setiap bagian dapat dirancang untuk merespons frekuensi berbeda.
Satu nada menggerakkan satu bagian.
Frekuensi lain mengaktifkan bagian lainnya.
Dengan prinsip tersebut, perangkat masa depan berpotensi bergerak, membengkok, bergetar atau bahkan mengubah bentuk sebagai respons terhadap suara tertentu.
Teknologi yang digunakan sebenarnya berangkat dari fenomena fisika yang telah dikenal selama lebih dari satu abad.
Tetapi setelah dipadukan dengan nanofabrikasi modern, fenomena sederhana tersebut berubah menjadi sistem penggerak robot.
Robot masa depan mungkin tidak selalu membutuhkan mesin kecil di dalam tubuhnya. Beberapa di antaranya cukup “mendengarkan” frekuensi yang tepat—lalu mulai bergerak dan terbang.
