Kebangkitan Bot Jamur: Robot Bertenaga Jamur Telah Hadir

Kebutuhan akan Robot Lembut

When making robotic systems out of controlled environments like factory floors, they need to have a “soft” touch, with precise control over their movement.

Ini memerlukan sensor yang sangat sensitif, terutama sensor sentuh. Hal ini sering membutuhkan perangkat elektronik yang sangat kompleks dan rapuh, yang sulit dipertahankan keandalannya selama bertahun‑tahun penggunaan di lingkungan yang sulit. Selain itu, sering menggunakan logam langka atau mencemari seperti logam tanah jarang, yang meningkatkan biaya robot semacam itu.

Pada saat yang sama, sistem biologis melakukannya secara terus‑menerus dengan hanya menggunakan komponen dasar seperti gula dan protein.

Dalam beberapa tahun terakhir, terdapat tren yang berkembang untuk melihat kembali pada biologi guna meningkatkan robot. Sebagian dari ini melibatkan peniruan desain logam dan plastik dari alam, sebuah metode yang disebut biomimikri. Kami mengeksplorasinya dalam artikel seperti “Bagaimana Robotika Dapat Mengambil Petunjuk dari Alam.”

Tren lain adalah robotik lunak, dengan aktuator, bagian bergerak dan kontak yang terbuat dari material fleksibel, terkadang dicetak 3D, seperti yang kami jelaskan dalam “Robot Lembut Memanfaatkan Foam Fluidics“, “Tangan Seperti Manusia: Manufaktur Aditif Baru Membantu Robot Lembut Menjadi Nyata” dan “Kapsul Gel Magnetik Dapat Meningkatkan Kedua Robotika dan Kedokteran.”

Namun bagaimana jika alih‑alih meniru kemampuan biologis dengan material buatan, kita menggunakan jaringan biologis yang sebenarnya dan mengintegrasikannya dengan sistem robotik?

Inilah yang telah dicapai peneliti di Cornell University (AS) dan University of Florence (Italia). Dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Science Robotics, dengan judul “Kontrol Sensorimotor Robot yang Dimediasi oleh Pengukuran Elektrofisiologis Mycelia Jamur”, mereka menjelaskan bagaimana mereka menggunakan jamur untuk membuat sensor berbasis biologi robotik.

Sinyal Bioelektrik Jamur

Hal ini mungkin mengejutkan banyak orang, tetapi jamur sebenarnya merupakan organisme yang sangat kompleks. Mycelium mereka (filamen mikroskopis tak terlihat yang merupakan bagian dari jamur) dapat membawa sinyal listrik, dan menghasilkan sinyal tersebut sebagai respons terhadap rangsangan.

Misalnya, cahaya dapat menyebabkan pelepasan listrik pada mycelium, dan sinyal kimia juga dapat melakukannya. Jadi, hal ini menjadikannya kandidat yang baik untuk menciptakan biosensor yang dapat digunakan dalam mesin buatan seperti robot.

Menjaga Biorobot Tetap Hidup

Penelitian sebelumnya sudah mencoba mengintegrasikan jaringan biologis ke dalam robot, seperti misalnya otot yang ditumbuhkan di laboratorium (lihat “Penggerak Berbasis Otot Dapat Memaksimalkan Potensi Solusi Robotik“).

Namun hal ini agak rumit dalam praktik, karena kebanyakan jaringan sulit dipertahankan hidup dalam kerangka robot. Mereka memerlukan suhu, kelembapan, dan pasokan nutrisi yang tepat serta dapat rentan terhadap kontaminasi/infeksi, semua masalah yang tidak ada pada robot “normal”.

Dan jika jaringan otot menjadi tidak sehat karena alasan tersebut, robot akan dengan cepat kehilangan fungsinya.

Sebaliknya, mycelium jamur sangat tangguh, telah berevolusi untuk hidup sendiri di lingkungan luar dan bersaing dengan jamur lain, jamur kapang, bakteri, dan virus tanpa perlindungan tambahan (berbeda dengan jaringan otot, yang bergantung pada seluruh organisme seperti sistem kekebalan tubuh untuk perlindungan).

Mycelium juga sangat terampil dalam merasakan lingkungan eksternalnya melalui cahaya, tekanan/sentuhan, dan deteksi kimia.

Kombinasi dengan kecenderungannya menghasilkan sinyal bioelektrik sebagai respons terhadap rangsangan, menghasilkan biosensor yang sempurna yang sinyalnya dapat dibaca dan “didekode” oleh chip elektronik, sekaligus cukup kuat untuk bertahan dalam robot.

Cara Kerja Robot Jamur

Apa yang dilakukan para peneliti adalah menumbuhkan mycelium di dalam elektronik robot. Kemudian melatih algoritma robot untuk menginterpretasikan sinyal dari mycelium dengan benar sebagai respons terhadap rangsangan.

Sistem yang dibuat oleh para peneliti dapat menyingkirkan getaran dan interferensi elektromagnetik yang dapat mengaburkan sinyal mycelium.

Ini merupakan langkah baru dalam membangun biorobot, dan langkah penting, karena memungkinkan perekaman elektrofisiologis yang stabil dan jangka panjang selama operasi bergerak tanpa kabel.

Ini menciptakan mesin biohibrida yang dapat merespons sinyal cahaya. Di masa depan, mereka berencana agar mesin ini juga dapat merespons sinyal kimia.

Ini membuka potensi menarik, misalnya robot yang dapat mendeteksi kimia tanah pada lahan pertanian, dan memutuskan apakah dan berapa banyak pupuk yang diperlukan. Dalam contoh tersebut, hal ini akan melangkah lebih jauh dalam kemajuan robotika di bidang pertanian, seperti yang kami bahas dalam “Investor Harus Menyadari: Robotika Mengambil Alih Pertanian“.

Demikian pula, kita dapat menggunakan mycelium untuk mendeteksi patogen.

Bidang Multidisiplin

Karena ini merupakan bidang ilmu baru, tanpa prosedur atau produk yang banyak distandarisasi, tipe robot ini dapat sedikit lebih kompleks untuk dikembangkan dibandingkan yang tradisional.

“Anda harus memiliki latar belakang dalam teknik mekanik, elektronik, sedikit mikologi, sedikit neurobiologi, serta jenis pemrosesan sinyal. Semua bidang ini bersatu untuk membangun sistem semacam ini.”
Anand Mishra – rekan peneliti di Organic Robotics Lab yang dipimpin oleh Rob Shepherd.

Dalam penelitian ini, Anan Mishra bekerja sama dengan Bruce Johnson, rekan peneliti senior dalam neurobiologi dan perilaku, mengenai cara merekam sinyal listrik membran mycelium. Dan dengan Kathie Hodge, profesor asosiasi biologi tumbuhan‑mikroba, mengenai cara menumbuhkan kultur mycelium bersih dan menghindari kontaminasi saat memasukkan elektroda, karena mycelium dapat mengalami kesulitan dengan kontaminasi, meskipun lebih tangguh dibandingkan opsi bio‑robotik lainnya.

Prototipe Pertama

Dua robot biohibrida dibangun: sebuah robot lembut berbentuk laba‑laba dan sebuah bot beroda.

Sumber: Cornell University

Masing‑masing dapat bereaksi dengan berjalan dan berguling sebagai respons terhadap lonjakan sinyal mycelium yang terus‑menerus secara alami. Mereka juga akan bereaksi terhadap perubahan lingkungan, seperti cahaya ultraviolet, yang mengubah gerakan robot.

Berinvestasi dalam Bio‑ dan Robotik Lembut

Robot lunak dan bio‑robot diperkirakan menjadi bagian yang berkembang dalam pasar robotik yang terus tumbuh, karena robot secara bertahap meninggalkan lantai pabrik untuk membantu perawatan pasien di rumah sakit, memindahkan barang di gudang, atau memetik buah di ladang dan kebun.

Anda dapat berinvestasi pada perusahaan terkait robotik melalui banyak broker, dan di sini, di securities.io, Anda dapat menemukan rekomendasi kami untuk broker terbaik di AS, Kanada, Australia, Inggris, serta banyak negara lainnya.

Jika Anda tidak tertarik memilih perusahaan robotik tertentu, Anda juga dapat melihat ETF robotik seperti GlobalX Robotics & Artificial Intelligence ETF (BOTZ), iShares Automation & Robotics UCITS ETF (RBOT), atau Global Robotics & Automation Index ETF (ROBO), atau memeriksa artikel kami “5 ETF Robotik & Kecerdasan Buatan (AI) Terbaik untuk Diinvestasikan” yang akan memberikan paparan yang lebih beragam untuk memanfaatkan pertumbuhan industri robotik.

Atau Anda juga dapat memeriksa artikel kami tentang “10 Perusahaan Robotik Terbaik”.

Perusahaan Robotik

1. Soft Robotics

Perusahaan ini terdaftar secara privat dan pada tahun 2018, ABB Technological Ventures menjalin kemitraan dengan Soft Robotics untuk mempercepat pengembangan komputasi mikrofluida dan gripper lembut untuk robot.

Soft Robotics fokus pada pengembangan mGripAI, sebuah robot dengan genggaman lembut untuk industri pengolahan makanan, dipadukan dengan visi 3D lengkap dan sistem AI serta menggunakan sistem gripper IRB360 FlexPicker milik ABB.

Sumber: Soft Robotics

Pendekatan perusahaan ini berpotensi juga mengintegrasikan foam fluidics, mengingat pengalamannya dalam menerapkan teknologi mikrofluida ke aplikasi dunia nyata.

Anda juga dapat melihat mGripAI beraksi dalam video ini.

Untuk saat ini, aplikasi utama aktuator dan genggaman lembut adalah dalam proses industri, terutama di industri makanan.

Ke depannya, kemajuan dalam AI, visi mesin, teknologi baterai, dan robotik lembut seharusnya memungkinkan penciptaan robot yang dapat membantu perawat, pedagang, petugas kebersihan, dan tugas lainnya yang saat ini hampir 100% bergantung pada tenaga manusia.

Bagaimanapun, kita dapat dengan mudah melihat betapa bergunanya sensor kimia berbasis mycelium untuk mendeteksi senyawa berbahaya, makanan busuk, atau sinyal kimia lain yang dapat terdeteksi saat menyentuh benda dengan sistem gripper FlexPicker.

2. Boston Dynamics

Dikembangkan seperti anjing kuning tanpa kepala, Spot, oleh Boston Dynamics, dapat memanjat tanjakan dan menavigasi tangga. Perangkat ini berharga US$74.500. Ia melayani banyak tujuan, mulai dari inspeksi pabrik, lokasi konstruksi, hingga lingkungan berbahaya; ia dapat memanjat dan bahkan menavigasi tangga.

Spot kini mampu beroperasi 24 jam sehari, 7 hari seminggu, tanpa intervensi. Ia dapat mengisi daya secara otomatis dan merencanakan rintangan baru secara dinamis. Menurut angka resmi, robot Spot telah menjangkau lebih dari 1.000 pelanggan hingga saat ini.

Spot melayani berbagai industri, termasuk manufaktur, energi dan sumber daya alam, konstruksi, akademisi dan pendidikan, serta pemerintah.

Sensor kimia dan/atau cahaya berbasis mycelium dapat menjadi tambahan yang sangat baik untuk platform ultra‑mobile semacam itu.

Setelah Hyundai menutup kesepakatannya untuk mengambil alih Boston Dynamics, ia memiliki 80 persen saham perusahaan. SoftBank, melalui salah satu afiliasinya, mengendalikan sisa 20 persen.

Boston Dynamics juga meraih ketenaran internet yang besar karena kemajuan radikal yang dicapai dengan robot humanoid Atlas.

Sumber: Boston Dynamics

Hyundai selalu menjadi perusahaan teknologi yang dipadukan dengan gaya konglomerat industri khas Korea Selatan (chaebol).

Hal ini menjadikannya kandidat utama untuk mengadopsi otomatisasi dan robotik, terutama dalam konteks keruntuhan demografis Korea Selatan (kurang dari 0,78 kelahiran per wanita). Penurunan populasi ini hanya dapat diatasi dengan mengotomatisasi banyak tugas yang saat ini dilakukan manusia, dan robot multiguna yang dapat melakukan banyak tugas seperti yang diproduksi Boston Dynamics mungkin menjadi kunci untuk mencapainya.

Hal ini juga sejalan dengan visi Hyundai tentang masa depan dan strategi korporatnya, dengan perkiraan “tingkat otomatisasi akan meningkat sebesar 78% dan produktivitas per orang sebesar 38%”.