Robot Biohibrid Renang Mandiri Latihan: Memajukan Robotika Lunak Adaptif
Para robotis bertujuan untuk meniru apa yang telah dicapai oleh entitas biologis alami — tindakan seperti bergerak, menyesuaikan diri dengan lingkungan, atau merasakan. Melampaui robot rigid tradisional, bidang robotika lunak baru-baru ini muncul menggunakan bahan yang mematuhi dan fleksibel yang mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan mereka secara lebih efisien daripada yang rigid. Dengan tujuan ini, ilmuwan telah bekerja di bidang robot biohibrid atau biobot. Secara umum, ini terdiri dari jaringan otot, baik jantung atau kerangka, dan rangka buatan yang dapat mencapai gerakan merayap, meraih, atau berenang. Sayangnya, biobot saat ini tidak mampu meniru kinerja entitas alami dalam hal mobilitas dan kekuatan.
Para peneliti telah mengatasi kedua tantangan tersebut dengan menggunakan alat bioengineering. Mereka menerapkan bioprinting 3D dan desain teknik untuk pengembangan biobot dalam rentang sentimeter yang dapat berenang dan melayang seperti ikan dengan kecepatan yang belum pernah ada sebelumnya. Kunci adalah penggunaan kontraksi spontan bahan berbasis sel otot dengan rangka yang sangat mematuhi.
Daripada bekerja dengan rangka kaku atau terhubung untuk menyiapkan robot buatan, para peneliti menggunakan robot biologis berdasarkan spring serangga fleksibel yang terbuat dari polimer yang disebut PDMS, yang dirancang dan dioptimalkan melalui simulasi kemudian dicetak menggunakan teknologi cetak 3D. Keuntungan dari rangka inovatif ini terletak pada pelatihan dan pengembangan jaringan yang ditingkatkan melalui self-stimulasi mekanis saat kontraksi spontan, yang menciptakan loop umpan balik karena gaya pemulihan spring. Peristiwa pelatihan mandiri ini mengarah pada actuasi yang ditingkatkan dan gaya kontraksi yang lebih besar. Spring serangga seperti ini belum pernah disertakan sebelumnya dalam sistem robotika lunak hidup. Selain kemampuan untuk melatih diri sendiri, pemenang biohibrid berbasis sel otot kerangka bergerak dengan kecepatan 791 kali lebih cepat dari biobot berbasis otot kerangka saat ini dan setara dengan bioswimmer berbasis sel jantung (berdasarkan sel jantung).
Biobot baru juga mampu melakukan gerakan lain. Mereka mampu melayang ketika ditempatkan di dekat permukaan bawah, menyerupai gaya berenang ikan tertentu yang ditandai dengan ledakan sesekali diikuti oleh fase melayang.
Kerja ini juga memiliki aplikasi dalam pengiriman obat dan pengembangan prostetik bionik.
