Robot Kawanan Berkaki Empat

Perilaku kolektif semut, lebah madu, dan burung untuk memecahkan masalah dan mengatasi rintangan adalah sesuatu yang telah dikembangkan oleh para peneliti dalam robotika udara dan bawah air. Mengembangkan robot swarm skala kecil dengan kemampuan untuk melintasi medan yang kompleks, bagaimanapun, datang dengan serangkaian tantangan yang unik. Para peneliti telah membangun robot berkaki banyak yang mampu bermanuver di lingkungan yang menantang dan menyelesaikan tugas-tugas sulit secara kolektif, meniru rekan-rekan mereka di alam.

Robot berkaki dapat menavigasi lingkungan yang menantang, seperti medan kasar dan ruang sempit, dan penggunaan anggota badan menawarkan dukungan tubuh yang efektif, memungkinkan kemampuan manuver yang cepat, dan memfasilitasi penyeberangan rintangan. Namun, robot berkaki menghadapi tantangan mobilitas unik di lingkungan terestrial, yang mengakibatkan penurunan kinerja alat gerak.

Baca Tanya Jawab dengan Peneliti

Dalam Q&A singkat dengan Tech Briefs, Prof. Yasemin Ozkan-Aydin menjelaskan apa yang dapat dilakukan swarm setelah fitur ditingkatkan.

Para peneliti berhipotesis bahwa hubungan fisik antara robot individu dapat meningkatkan mobilitas sistem kolektif berkaki terestrial. Robot individu melakukan tugas-tugas sederhana atau kecil seperti bergerak di atas permukaan yang halus atau membawa benda ringan tetapi jika tugas itu di luar kemampuan unit tunggal, robot secara fisik terhubung satu sama lain untuk membentuk sistem multi-kaki yang lebih besar dan secara kolektif mengatasi masalah.

Dengan menggunakan printer 3D, tim membuat robot berkaki empat dengan panjang sekitar 6 hingga 8 inci. Masing-masing dilengkapi dengan baterai polimer lithium, mikrokontroler, dan tiga sensor — sensor cahaya di depan dan dua sensor sentuh magnetik di depan dan belakang, yang memungkinkan robot terhubung satu sama lain. Empat kaki fleksibel mengurangi kebutuhan akan sensor dan suku cadang tambahan, serta memberi robot tingkat kecerdasan mekanis yang membantu saat berinteraksi dengan medan yang kasar atau tidak rata.

Setelah mencetak setiap robot, robot tersebut dibuat dan diuji di atas rumput, mulsa, daun, dan biji ek. Eksperimen tanah datar dilakukan di atas papan partikel, dan tangga dibangun menggunakan busa insulasi. Robot juga diuji di atas karpet shag dan balok kayu persegi panjang direkatkan ke papan partikel untuk berfungsi sebagai medan kasar. Saat unit individu macet, sinyal dikirim ke robot tambahan yang terhubung bersama untuk memberikan dukungan agar berhasil melintasi rintangan saat bekerja secara kolektif.

Pekerjaan ini akan menginformasikan desain kawanan berkaki murah yang dapat beradaptasi dengan situasi yang tidak terduga dan melakukan tugas kerja sama dunia nyata seperti operasi pencarian dan penyelamatan, transportasi objek kolektif, eksplorasi ruang angkasa, dan pemantauan lingkungan. Penelitian ini akan fokus pada peningkatan kemampuan kontrol, penginderaan, dan daya sistem, yang penting untuk penggerak dan pemecahan masalah di dunia nyata.

Untuk sistem swarm yang berfungsi, teknologi baterai perlu ditingkatkan. Diperlukan baterai kecil yang dapat memberikan daya lebih, idealnya tahan lebih dari 10 jam. Jika tidak, menggunakan sistem jenis ini di dunia nyata tidak akan berkelanjutan. Keterbatasan tambahan mencakup kebutuhan akan lebih banyak sensor dan motor yang lebih bertenaga sekaligus menjaga ukuran robot tetap kecil.