Kirigami Robotic Grippers Cukup Halus untuk Mengangkat Kuning Telur

Peneliti teknik dari North Carolina State University telah mendemonstrasikan tipe baru dari gripper robot fleksibel yang mampu mengangkat kuning telur halus tanpa merusaknya, dan yang cukup tepat untuk mengangkat rambut manusia. Karya ini memiliki aplikasi untuk robotika lunak dan teknologi biomedis.

Karya ini mengacu pada seni kirigami, yang melibatkan pemotongan dan pelipatan lembaran material dua dimensi (2D) untuk membentuk bentuk tiga dimensi (3D). Secara khusus, para peneliti telah mengembangkan teknik baru yang melibatkan penggunaan kirigami untuk mengubah lembaran 2D menjadi struktur 3D melengkung dengan memotong celah paralel di sebagian besar materi. Bentuk akhir dari struktur 3D sebagian besar ditentukan oleh batas luar material. Misalnya, bahan 2D yang memiliki batas lingkaran akan membentuk bentuk 3D bola.

“Kami telah mendefinisikan dan mendemonstrasikan model yang memungkinkan pengguna untuk bekerja mundur,” kata Yaoye Hong, penulis pertama makalah tentang karya tersebut. “Jika pengguna mengetahui struktur 3D melengkung seperti apa yang mereka butuhkan, mereka dapat menggunakan pendekatan kami untuk menentukan bentuk batas dan pola celah yang perlu mereka gunakan dalam materi 2D. Kontrol tambahan dari struktur akhir dimungkinkan dengan mengontrol arah material didorong atau ditarik.”

Teknik kami sedikit lebih sederhana daripada teknik sebelumnya untuk mengubah bahan 2D menjadi struktur 3D melengkung, dan memungkinkan desainer untuk membuat berbagai macam struktur khusus dari bahan 2D,” kata Profesor Jie Yin.

Para peneliti mendemonstrasikan kegunaan teknik mereka dengan menciptakan gripper yang mampu meraih dan mengangkat benda mulai dari kuning telur hingga rambut manusia.

“Pegangan konvensional menggenggam objek dengan kuat – mereka mengambil sesuatu dengan menekannya,” kata Yin. “Itu bisa menimbulkan masalah saat mencoba memegang benda rapuh, seperti kuning telur. Tapi gripper kami pada dasarnya mengelilingi sebuah objek dan kemudian mengangkatnya — mirip dengan cara kami menangkupkan tangan kami di sekitar sebuah objek. Ini memungkinkan kita untuk 'mencengkeram' dan memindahkan objek yang halus sekalipun, tanpa mengorbankan presisi.”

Namun, para peneliti mencatat bahwa ada sejumlah aplikasi potensial lainnya, seperti menggunakan teknik untuk merancang teknologi biomedis yang sesuai dengan bentuk sendi — seperti lutut manusia.

“Pikirkan perban pintar atau perangkat pemantau yang mampu menekuk dan bergerak dengan lutut atau siku Anda,” kata Yin. “Ini adalah karya proof-of-concept yang menunjukkan teknik kami bekerja. Kami sekarang sedang dalam proses mengintegrasikan teknik ini ke dalam teknologi robotika lunak untuk mengatasi tantangan industri. Kami juga mengeksplorasi bagaimana teknik ini dapat digunakan untuk membuat perangkat yang dapat digunakan untuk memberikan kehangatan pada lutut manusia, yang akan memiliki aplikasi terapeutik.”