Desain yang dipersenjatai dengan baik: 8 teknologi yang terinspirasi dari Gurita

Gurita telah menginspirasi banyak inovasi teknologi, dan untuk alasan yang bagus. Cephalopoda ini lincah di bawah air, dapat berkamuflase, memiliki penglihatan yang berkembang dengan baik, lengan berotot, pengisap sensorik, dan tubuh lembut.

“Gurita adalah hewan yang menakjubkan, sangat istimewa, mengingat struktur ototnya yang berfungsi seperti kerangka yang dapat diubah,” kata Cecilia Laschi, profesor biorobotika di Sant’Anna School of Advanced Studies di Pisa, Italia. .

Laschi saat ini sedang mengedit edisi khusus jurnal Bioinspiration & Biomimetics, yang diperkirakan akan diterbitkan pada musim gugur ini, tentang robotika yang terinspirasi dari gurita. (Lihat foto berbagai teknologi yang terinspirasi dari gurita)

Berikut beberapa teknologi baru yang diciptakan oleh para peneliti, seperti Laschi sendiri, berdasarkan makhluk laut:

Bahan kamuflase

Gurita memiliki sel khusus yang memungkinkan hewan ini mengubah warna dan pola kulitnya serta secara efektif menyamarkan diri dari pemangsa. Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Cunjiang Yu, asisten profesor teknik di Universitas Houston, dan John Rogers, seorang profesor ilmu material dan teknik di Universitas Illinois di Urbana-Champaign, mengembangkan kamuflase versi mereka sendiri.

Sistem kamuflase fleksibel tim ini mengandung lapisan pewarna peka panas dan sensor cahaya. “Kami adalah bagian dari tim peneliti interdisipliner yang didanai oleh Kantor Penelitian Angkatan Laut untuk melihat ilmu teknik tentang cara mereproduksi kemampuan cephalopoda yang berubah warna dalam sistem buatan manusia,” kata Rogers kepada Live Science.

Cangkir hisap

Tahun lalu, para ilmuwan dari Laboratorium Penelitian Angkatan Darat AS, Pusat Biologi Kimia Edgewood, dan Universitas Maryland menciptakan cangkir hisap yang dapat ditutup sendiri dengan cetakan 3D. Perangkat ini dapat membantu robot mengambil benda, terutama di lingkungan bantuan bencana yang terlalu berbahaya untuk dimasuki manusia.

Para peneliti menguji empat prototipe cangkir hisap seukuran ujung jari yang terbuat dari sejenis polimer yang mengeras di bawah sinar UV. Hasil penelitian menunjukkan bahwa cangkir tersebut cukup kuat untuk menampung botol anggur, menurut Laboratorium Penelitian Angkatan Darat AS.

Robot pengubah warna

Ilmuwan Universitas Harvard yang dipimpin oleh ahli kimia George Whitesides menciptakan robot lembut yang dapat berubah warna yang terinspirasi oleh gurita dan cumi-cumi dua tahun lalu.

Robot berkaki empat ini memiliki lapisan saluran kecil terpisah yang melaluinya pewarna cair dapat dipompa masuk dan keluar. Warna pewarna dapat dikombinasikan untuk membantu robot menyatu dengan lingkungannya.

Baru-baru ini, tim mengembangkan robot lunak baru. Meskipun yang ini tidak berubah warna, namun bentuknya sama dengan aslinya dan dapat bergerak secara mandiri. Terbuat dari silikon, mikrosfer kaca berongga, dan bahan sintetis khusus, cukup tangguh untuk menahan api, air, dan tertabrak mobil. Jurnal baru Soft Robotics menampilkan desain robot dalam edisi pertama publikasi.

Berenang

Tahun lalu, para ilmuwan dari Yayasan Riset dan Teknologi Hellas di Yunani menguji prototipe robot berlengan delapan di bawah air. Mesin tersebut tidak hanya terlihat seperti gurita, tetapi juga menirukan gerakan makhluk tersebut. (Mesin Super Cerdas: 7 Masa Depan Robotik)

Tujuan proyek ini adalah untuk menyelidiki jenis propulsi baru agar robot lebih mudah dan efisien mengangkut beban berat di bawah air.

Eksperimen di dalam tangki air dengan prototipe robot berlengan delapan berhasil mendemonstrasikan gerakan mirip dayung yang disebut sculling, mencapai kecepatan 0,2 panjang tubuh per detik menurut makalah para peneliti untuk Konferensi Internasional IEEE tentang Robotika dan Otomasi 2013.

Perasaan lembut

Kontrol tubuh gurita yang sangat terdistribusi mendorong para peneliti dari Universitas Zurich, di Swiss, dan Universitas Kyoto, di Jepang, untuk membuat dan mempelajari lengan silikon yang dilengkapi sensor. Sensor mendeteksi posisi lengan saat berputar, memungkinkan para peneliti melacak dan menganalisis dinamika yang terjadi.

Material non-kaku biasanya sulit dikendalikan, sehingga para ilmuwan berharap perhitungan mereka akan menghasilkan antarmuka robot lunak yang lebih cerdas.

“Banyak makhluk hidup memiliki tubuh yang sangat lunak, dan gurita merupakan kasus ekstremnya,” kata Kohei Nakajima, asisten profesor di Pusat Penelitian Lanjutan Hakubi Universitas Kyoto, yang bekerja pada lengan tersebut. “Itulah sebabnya banyak peneliti, terutama robotika yang terinspirasi dari bio, tertarik pada hal ini.”

Lengan robot yang bisa dipakai

Prototipe terbaru untuk lengan robotik yang dapat dipakai mungkin terlihat seperti supervillain Spider Man, Doctor Octopus, namun perangkat tersebut, yang dibuat oleh tim dari MITs d’Arbeloff Laboratory, dibuat dengan niat baik.

Memberi orang senjata tambahan suatu hari nanti dapat membantu mencegah cedera bagi pekerja yang melakukan tugas yang sulit dan berulang. Gambar konseptual dari laboratorium menunjukkan “kaki robot supernumerary” atau SRL, dipasang di bahu atau di pinggang. Dalam pengujian musim panas ini, prototipe yang dipasang di bahu menunjukkan bagaimana lengan tersebut dapat meniru gerakan lengan pemakainya yang sebenarnya.

Operasi kelautan

PoseiDRONE adalah spin-off dari Proyek Integrasi Gurita Eropa, yang telah mengerjakan prinsip-prinsip desain dan teknologi baru untuk robot lunak generasi berikutnya berdasarkan perilaku dan karakteristik gurita.

Cecilia Laschi dan rekan-rekannya sedang berupaya membuat robot baru yang terbuat dari hingga 90 persen bahan lunak yang dapat bertahan dalam kondisi bawah air yang kasar sambil melakukan pekerjaan berisiko. Tujuannya agar robot PoseiDRONE dapat berenang, merangkak, dan memanipulasi alat di bawah air.

Di masa depan, robot lunak seperti ini dapat melakukan tugas-tugas seperti pemeliharaan bawah air pada turbin angin lepas pantai, atau dapat membantu operasi pengeboran minyak. Prototipe yang diperbarui sekarang sedang diuji.

Endoskopi lembut

Spin-off lain dari Proyek Gurita Eropa yang dimulai Laschi dan timnya adalah Proyek STIF-FLOP berfokus pada sistem kognitif dan robotika untuk operasi bedah. Proyek ini bertujuan untuk menciptakan endoskopi yang lembut dan fleksibel untuk operasi invasif minimal. Sejauh ini, desainnya terinspirasi dari belalai gajah dan lengan gurita.

Laschi mengatakan laboratoriumnya memelihara gurita hidup untuk pengukuran dan observasi guna menginformasikan endoskopi dan proyek lainnya. Hal ini membantu para peneliti untuk mengenal hewan lebih baik. “Mereka secara tak terduga berinteraksi dengan orang-orang,” katanya. “Yang mengesankan, semua hewan kami menunjukkan perilaku dan sikap yang sangat berbeda satu sama lain.”

Hak Cipta 2014 Ilmu Hidup, sebuah perusahaan TechMediaNetwork. Seluruh hak cipta. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.