Peneliti Cambridge Kembangkan Sensor Self-Healing Murah untuk Robotika Maju
Bahan berbentuk selimut dengan biaya rendah, yang dikembangkan oleh peneliti dari Universitas Cambridge, dapat merasakan regangan, suhu, dan kelembaban. Dan tidak seperti robot self-healing sebelumnya, mereka juga dapat memperbaiki diri sebagian pada suhu kamar.
Teknologi sensasi lunak dapat mengubah robotika, antarmuka sentuhan, dan perangkat wearable, di antaranya aplikasi lainnya. Namun, sebagian besar teknologi sensasi lunak tidak tahan lama dan mengonsumsi energi yang tinggi.
“Memasukkan sensor lunak ke dalam robotika memungkinkan kita untuk mendapatkan banyak informasi dari mereka, seperti bagaimana regangan pada otot kita memungkinkan otak kita untuk mendapatkan informasi tentang kondisi tubuh kita,” kata David Hardman dari Departemen Teknik Cambridge, penulis pertama makalah yang dilaporkan dalam jurnal NPG Asia Materials.
Sebagai bagian dari proyek SHERO yang didanai oleh Uni Eropa, Hardman dan rekan-rekannya telah bekerja untuk mengembangkan bahan sensasi lunak dan self-healing untuk tangan dan lengan robot. Bahan-bahan ini dapat mendeteksi saat mereka rusak, mengambil langkah yang diperlukan untuk menyembuhkan diri sementara, dan kemudian melanjutkan kerja — semuanya tanpa perlu interaksi manusia.
“Kami telah bekerja dengan bahan self-healing selama beberapa tahun, tetapi sekarang kami mencari cara yang lebih cepat dan lebih murah untuk membuat robot self-healing,” kata penulis bersama Thomas George-Thuruthel, juga dari Departemen Teknik.
Versi sebelumnya dari robot self-healing perlu dipanaskan untuk menyembuhkan, tetapi peneliti Cambridge sekarang mengembangkan bahan yang dapat menyembuhkan pada suhu kamar, yang akan membuatnya lebih berguna untuk aplikasi dunia nyata.
“Kami memulai dengan bahan gel basis gelatine yang elastis yang murah, dapat terurai, dan kompatibel biologis dan melakukan berbagai tes tentang cara memasukkan sensor ke dalam bahan dengan menambahkan banyak komponen konduktif,” kata Hardman.
Peneliti menemukan bahwa mencetak sensor yang mengandung natrium klorida — garam — alih-alih tinta karbon menghasilkan bahan dengan properti yang mereka cari. Karena garam larut dalam hidrogel yang terisi air, ia menyediakan saluran seragam untuk konduksi ionik — gerakan ion.
Saat mengukur resistansi listrik dari bahan yang dicetak, peneliti menemukan bahwa perubahan regangan menghasilkan respons yang sangat linier, yang dapat mereka gunakan untuk menghitung deformasi bahan. Penambahan garam juga memungkinkan pengukuran regangan lebih dari tiga kali panjang asli sensor, sehingga bahan dapat dimasukkan ke dalam perangkat robotik fleksibel dan dapat meregang.
Bahan self-healing murah dan mudah dibuat, baik dengan pencetakan 3D atau cetakan. Mereka lebih disukai daripada banyak alternatif yang ada karena menunjukkan kekuatan dan stabilitas jangka panjang tanpa mengering, dan dibuat sepenuhnya dari bahan yang aman untuk pangan yang tersedia luas.
“Ini adalah sensor yang sangat bagus considerando betapa murah dan mudahnya untuk dibuat,” kata George-Thuruthel. “Kami bisa membuat seluruh robot dari gelatine dan mencetak sensor di mana saja yang kita butuhkan.”
Hidrogel self-healing menempel dengan baik pada berbagai jenis bahan yang berbeda, berarti mereka dapat dengan mudah digabungkan dengan jenis robotika lainnya. Misalnya, sebagian besar penelitian di Laboratorium Robotika Bio-terinspirasi, tempat para peneliti bermarkas, difokuskan pada pengembangan tangan buatan. Meskipun bahan ini adalah bukti konsep, jika dikembangkan lebih lanjut, itu dapat dimasukkan ke dalam kulit buatan dan sensor wearable kustom yang dapat terurai.
