Apakah Keramik Kunci untuk Memperluas Indra pada Robotika Lunak agar Termasuk Sentuhan dan Suhu?

Bagaimana pun, rekan kerja Anda berikutnya bisa jadi robot. Saat ini, semakin banyak orang bekerja berdampingan dengan mesin otonom. Perangkat ini ideal untuk menyelesaikan tugas mulai dari menyortir barang hingga melakukan operasi. Oleh karena itu, ada permintaan kuat untuk memperluas rentang indra, memungkinkan perangkat ini memahami lingkungan mereka dengan lebih baik.

Robot yang dapat merasakan dan memanipulasi benda seperti tangan manusia sedang dalam tahap pengembangan. Baru-baru ini, sekelompok insinyur Empa membawa konsep robot yang dapat merasakan satu langkah lebih jauh. Berikut semua yang perlu Anda ketahui tentang bagaimana keramik dapat menjadi kunci untuk menciptakan robot yang dapat merasakan suhu, sentuhan, tekanan, dan lainnya.

Studi Keramik Pintar

Studi “Sensor-Embedded Muscle for Closed-Loop Controllable Actuation in Proprioceptive Biohybrid Robots,”¹ yang dipublikasikan di Advanced Intelligent Systems, menjelaskan bagaimana insinyur memanfaatkan keramik canggih untuk membuat komponen robotik yang dapat merasakan. Dalam makalah tersebut, insinyur menyelami secara mendalam pembuatan perangkat rasa buatan yang memanfaatkan pulsa listrik dan sensor yang terintegrasi langsung ke permukaan robotik.

Keramik Lunak

Untuk memahami proyek ini, pertama Anda harus menyadari bahwa keramik hadir dalam banyak bentuk. Meskipun Anda mungkin berpikir tentang dekorasi atau peralatan dapur, ada juga keramik berkinerja tinggi. Unit-unit ini menghantarkan listrik dan menyediakan struktur padat untuk banyak elektronik saat ini. Secara khusus, peneliti memulai upaya mereka dengan bereksperimen pada berbagai keramik untuk mencatat perilaku dan kemampuan mereka.

Selama percobaan, tim menjelaskan bagaimana mereka memecah material ini menjadi partikel-partikel kecil. Partikel tersebut kemudian disematkan ke dalam matriks termoplastik. Menariknya, printer 3D profesional digunakan untuk memastikan proses penyematan selesai dengan akurat. Selanjutnya, plastik yang dapat diregangkan dimanipulasi, memungkinkan insinyur mencatat perilaku material pada beragam elastisitas dan posisi.

Uji Keramik Berkinerja Tinggi

Material sensor lunak diuji untuk melihat apakah mereka dapat mendeteksi suhu, regangan, tekanan, atau kelembaban. Perangkat ini mampu mencatat berbagai indra menggunakan pulsa listrik. Dari situ, tim mengambil matriks bidang keramik dan menggunakannya untuk membuat tangan prostetik.

Tangan Prostetik

Tangan prostetik kemudian digunakan untuk menguji akurasi dan sensitivitas sensor lunak. Secara khusus, sensor yang digunakan pada tangan dibuat untuk mendeteksi panas dan tekanan. Selain itu, material dapat menentukan posisinya relatif terhadap bagian lain dari tangan. Studi menyimpulkan bahwa tim berhasil menciptakan tangan yang dapat merasakan tekanan yang diberikan dan bahkan bereaksi ketika menyentuh orang lain.

Kulit Robot

Langkah selanjutnya bagi peneliti adalah mencoba membuat kulit robot. Tim memulai dengan menciptakan matriks keramik berlapis‑ganda. Matriks tersebut diisi dengan partikel keramik dengan susunan berlapis khusus untuk memantau perubahan sentuhan dan suhu. Kulit robotik ini dirancang agar tampak dan terasa seperti kulit manusia, menjadikannya pilihan cerdas untuk robot yang bekerja di dekat manusia. Dari situ, tim melanjutkan pembuatan model AI.

Prostetik Pintar

Model AI mengendalikan reaksi tangan berdasarkan lingkungan dan kondisi. Secara khusus, model AI dilatih menggunakan 4500 pengukuran dan gerakan otot. Pelatihan ini dilakukan bersama insinyur dari ETH Zurich dan Universitas Tokyo. Prostetik ini menggunakan sensor piezoresistif terintegrasi jaringan, memungkinkan perangkat menghasilkan daya dari gerakan, menghilangkan kebutuhan baterai.

Hasil

Hasil studi menunjukkan secara tepat bagaimana robot dapat dikembangkan dengan kemampuan bekerja berdampingan dengan manusia secara aman. Perangkat ini dapat mengenali saat mereka menabrak seseorang dan bahkan mundur, mencegah cedera. Selain itu, AI sistem terus belajar dari setiap interaksi, menjadikannya robot bio‑hybrid proprioseptif pertama yang dapat merasakan.

Aplikasi Potensial

Ada banyak aplikasi untuk teknologi ini. Menggabungkan sistem AI canggih dengan robot yang dapat merasakan akan menghasilkan mesin yang lebih aman. Unit‑unit ini akan dapat menyelesaikan tugas yang sebelumnya hanya mungkin dilakukan manusia. Selain itu, mereka akan lebih serbaguna, karena dapat merasakan lingkungan mereka dan menyesuaikan tindakan sesuai kondisi.

Robotika Lunak

Robotika lunak adalah perangkat yang memanfaatkan material lunak alih‑alih metode tradisional. Robot lunak hadir dalam banyak bentuk. Misalnya, penyortir robotik harus memetik buah dan produk sensitif lainnya serta memindahkannya tanpa menyebabkan kerusakan. Perangkat ini akan mengalami peningkatan besar dengan pengenalan kulit sensorik dan modifikasi lain yang memungkinkan mereka beroperasi seperti tangan manusia.

Robot lunak belakangan ini menarik minat karena beberapa alasan. Mereka dapat menabrak Anda tanpa melukai. Selain itu, perangkat ini sering dapat mengubah bentuk untuk melintasi medan yang sulit. Pengembangan ini akan memastikan robot lunak segera dapat merasakan suhu dan tekanan.

Kesehatan

Beberapa perusahaan mengkhususkan diri dalam robot bedah. Perangkat ini beroperasi menggunakan sensor presisi dan optik untuk membantu mengarahkan unit. Pengenalan sensor tekanan dan suhu akan memungkinkan robot ini melakukan operasi yang lebih rumit sambil tetap selaras dengan kondisi pasien.

Secara khusus, prostetik pintar dapat membantu jutaan pasien menikmati kualitas hidup yang lebih baik. Barang generasi berikutnya ini dapat menggabungkan banyak indra, memberikan pengalaman alami bagi pasien. Selain itu, ketika Anda menggabungkan teknologi ini dengan terobosan terbaru dalam pengendali otak, Anda mungkin akan melihat hari di mana prostetik pengganti pasien lebih mampu daripada aslinya.

Pencarian dan Penyelamatan

Robot lunak menemukan tujuan khusus dalam sektor pencarian dan penyelamatan. Perangkat ini dapat melintasi lingkungan kasar yang sering tidak dapat diakses manusia. Mereka dapat dibuat melilit seperti ular atau berbentuk seperti serangga kecil. Secara mengesankan, perangkat ini sudah pernah digunakan di daerah bencana di mana mereka membantu menyelamatkan nyawa. Robot dapat masuk ke zona bencana berbahaya dan memberikan bantuan yang sangat dibutuhkan sebelum responden lain tiba.

Di masa depan, perangkat ini dapat menemukan orang yang membutuhkan bantuan dan bahkan melakukan pemindaian rutin tanda vital mereka, memberikan data penting kepada penyelamat tentang kondisi pasien. Selain itu, robot ini akan digunakan untuk menilai rute terbaik dalam mengevakuasi orang yang terluka, karena perangkat dapat memberi tahu penyelamat tentang bahaya seperti panas atau bahan kimia.

Pertanian

Petani di seluruh dunia terus mencari cara mudah untuk meningkatkan efisiensi. Seiring populasi dunia meningkat, petani terus berinovasi untuk memenuhi permintaan yang berkembang. Robotika lunak dapat membantu mereka menyiapkan, menanam, memanen, dan mengontrol kualitas makanan mereka. Perangkat ini dapat mengintegrasikan sistem AI untuk meningkatkan kemampuan mereka lebih jauh, memungkinkan mereka menentukan dengan akurasi tinggi apakah buah matang atau busuk.

Peneliti

Laboratorium Keramik Berkinerja Tinggi Empa memimpin studi ini. Tim bekerja sama dengan Universitas Cambridge untuk mengembangkan anggota prostetik bertenaga AI. Sekarang tim berupaya memperluas upaya mereka dan menciptakan robotik yang lebih maju, serta memperluas kemampuan model AI mereka.

Perusahaan yang Dapat Memanfaatkan Penelitian Ini

Industri robotika sedang berkembang. Oleh karena itu, Anda dapat mengharapkan lebih banyak unit masuk ke jalur produksi dalam beberapa tahun mendatang. Robot mengurangi risiko dan biaya serta meningkatkan kualitas. Akibatnya, lebih banyak bisnis ingin mengintegrasikannya. Berikut satu perusahaan yang berada pada posisi ideal untuk memanfaatkan penelitian ini dalam beberapa bulan ke depan.

Zebra Technologies

Zebra Technologies (ZBRA ) memasuki pasar pada tahun 1969, awalnya sebagai Data Specialties Incorporated. Pendiri perusahaan, Ed Kaplan dan Gerhard Cless, ingin menciptakan perusahaan perangkat lunak dan perangkat keras yang dapat meningkatkan pengalaman pengguna dan menawarkan solusi inovatif. Mereka berhasil menjadi pelopor banyak teknologi, termasuk menjadi perusahaan pertama yang menawarkan pemindai kode batang.

Pada tahun 1986, perusahaan berganti nama menjadi Zebra Technologies. Saat ini, mereka menjadi penyedia robotika, layanan, dan solusi perangkat lunak yang populer. Secara khusus, fetch100 Roller dan Fetch100 Shelf dapat menavigasi fasilitas manufaktur serta menyortir dan mengirimkan tote secara otonom. Robot ini sudah digunakan secara global dan memperoleh ulasan tinggi.

Zebra Technologies adalah tambahan cerdas untuk portofolio Anda karena beberapa alasan. Pertama, perusahaan ini telah mengalami pertumbuhan yang konsisten dalam waktu lama. Mereka mendapatkan penyebutan dalam majalah Forbes 2002 “200 Best Small Companies in America” bersama penghargaan lainnya.

Saham perusahaan, ZBRA, telah menunjukkan pertumbuhan yang signifikan dan stabil sepanjang tahun. Kapitalisasi pasar mereka sebesar $19.808 Miliar dan Rasio PE (TTM) adalah 51.82. Pertumbuhan ini dipicu oleh kombinasi peluncuran produk baru serta upaya mereka di bidang robotika dan sistem AI.

Keramik dalam Robotika

Penggunaan keramik berkinerja tinggi dalam robotika akan mengubah pasar ke depan. Studi ini menunjukkan bahwa robot dapat diprogram untuk merasakan dengan cara yang mirip dengan manusia, memungkinkan mereka bekerja berdampingan dengan orang dengan risiko lebih rendah dan meningkatkan produktivitas. Oleh karena itu, Anda sebaiknya bersiap untuk memiliki rekan kerja robotik di masa depan.

Pelajari proyek robotik keren lainnya sekarang.

Referensi Studi:

^{1. Filippi, M., Balciunaite, A., Georgopoulou, A., Paniagua, P., Drescher, F., Nie, M., Takeuchi, S., Clemens, F., & Katzschmann, R. K. (2024). Sensor-embedded muscle for closed-loop controllable actuation in proprioceptive biohybrid robots. Advanced Intelligent Systems. https://doi.org/10.1002/aisy.202400413}