Robot pop-up kecil menggabungkan origami dan serangga

Para peneliti telah menemukan cara membuat robot lebah menggunakan teknik origami yang melipat karbon dan bahan lain menjadi satu seperti buku pop-up anak-anak.

Metode baru ini akan membuat produksi massal robot-robot terbang kecil ini menjadi lebih cepat dan lebih murah, sehingga mungkin suatu hari nanti robot-robot tersebut dapat melakukan penyerbukan tanaman, menyelidiki tumpahan bahan kimia, atau mencari pejalan kaki yang hilang.

“Robot itu sendiri merupakan tujuan yang menarik,” kata Rob Wood, profesor teknik elektro di Universitas Harvard. “Tetapi yang menggairahkan kami adalah pertanyaan-pertanyaan ilmiah terbuka yang harus kami pertimbangkan dalam penelitian ini dan tantangan-tantangan teknik untuk membuat hal-hal ini berhasil.”

FOTO: Keindahan Luar Biasa dari Dunia NanoArt

Wood dan rekan-rekannya di Harvard mempublikasikan temuan mereka dalam Journal of Micromechanics and Microengineering edisi Maret.

Wood dan timnya telah bekerja dengan lebah mikro berukuran seperempat selama beberapa tahun. Masalahnya adalah masing-masing harus dibuat sendiri-sendiri. Jadi Wood menantang mahasiswa pascasarjananya untuk menemukan solusi dengan menggunakan lapisan bahan yang bisa dilipat.

(Ringkasan)

Tim merakit 18 lapisan serat karbon, Kapton (film plastik), titanium, tembaga, keramik, dan lembaran perekat menjadi desain potongan laser yang rumit. Ia menggunakan tab lipat kecil yang memungkinkan perangkat tiga dimensi setinggi 2,4 milimeter itu dirakit dalam satu gerakan.

“Sebelumnya, kami mengambil masing-masing komponen dan membuatnya dengan tangan dengan cara yang serupa,” kata Wood. “Langkah terakhir adalah kita dapat mengusulkan mekanisme penggabungan. Anda memotong tab dan mendapatkan satu derajat kebebasan. Ini mirip dengan buku pop-up anak-anak, lalu Anda mengunci bagian itu di tempatnya.”

BERITA: Cara membuat nano origami

Wood mengatakan teknik yang sama dapat digunakan untuk peralihan daya tinggi, sistem optik, dan perangkat elektromekanis terintegrasi lainnya. Tujuannya adalah untuk memiliki perangkat otomatis yang membuat pesawat mikro terbang kecil ini: robot yang membuat robot.

Pakar lain mengatakan temuan tim Harvard akan membantu membuat serangga mikro menjadi lebih kokoh, tanpa sendi yang goyah dan gesekan yang dapat menyedot energi dari seluruh sistem. Dalam skala kecil, gesekan ekstra apa pun dapat menyulitkan robot untuk lepas landas, menurut Sean Humbert, profesor teknik kedirgantaraan di Universitas Maryland.

“Jika Anda memiliki sambungan dan mekanisme yang memiliki banyak permainan di dalamnya dan tidak dirakit dengan benar, energi untuk menggerakkan robot akan meningkat secara signifikan,” kata Humbert. “Dengan robot yang sangat kecil, ukuran bobot dan batasan dayanya sangat besar sehingga Anda beruntung mendapatkan baterai di dalamnya, dan mungkin prosesor. Itulah mengapa teknik ini penting. Dengan barang pop-up, Anda dapat membuatnya lebih tepatnya dan berulang-ulang.”

Wood mengatakan masih banyak tantangan lain yang harus diselesaikan, seperti sistem tenaga listrik, sebelum kelompok mikro siap untuk tampil perdana. Saat ini, semua lebah mikronya terikat.

“Penerbangan dalam skala kecil sangat mahal,” katanya.