Robot Hidup Berenang Dapat Berlatih Sendiri
Ahli robotik bertujuan untuk meniru apa yang telah dicapai entitas biologis alami - tindakan seperti bergerak, beradaptasi dengan lingkungan, atau merasakan. Di luar robot kaku tradisional, bidang robotika lunak baru-baru ini muncul dengan menggunakan bahan yang fleksibel dan sesuai yang mampu beradaptasi dengan lingkungan mereka secara lebih efisien daripada yang kaku. Dengan tujuan ini, para ilmuwan telah bekerja di bidang robot biohibrid atau biobot. Ini umumnya terdiri dari jaringan otot, baik jantung atau kerangka, dan perancah buatan yang dapat mencapai merangkak, menggenggam, atau berenang. Sayangnya, biobot saat ini tidak dapat meniru kinerja entitas alami dalam hal mobilitas dan kekuatan.
Para peneliti telah mengatasi kedua tantangan tersebut dengan menggunakan alat-alat bioteknologi. Mereka menerapkan bioprinting dan desain rekayasa 3D untuk pengembangan biobot pada kisaran sentimeter yang dapat berenang dan meluncur seperti ikan dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Kuncinya adalah penggunaan kontraksi spontan bahan berbasis sel otot dengan kerangka yang sangat sesuai.
Daripada bekerja dengan perancah kaku atau ditambatkan untuk mempersiapkan robot buatan, para peneliti menggunakan robot biologis berdasarkan pegas ular fleksibel yang terbuat dari polimer yang disebut PDMS, yang dirancang dan dioptimalkan melalui simulasi dan kemudian dicetak menggunakan teknologi pencetakan 3D. Keuntungan dari perancah inovatif ini terletak pada peningkatan pelatihan dan pengembangan jaringan melalui stimulasi diri mekanis pada kontraksi spontan, yang menciptakan loop umpan balik karena kekuatan pemulih pegas. Acara pelatihan mandiri ini mengarah pada peningkatan aktuasi dan kekuatan kontraksi yang lebih besar. Mata air serpentine seperti itu belum pernah dimasukkan sebelumnya dalam sistem kehidupan robotik lunak. Selain kapasitas untuk melatih diri, perenang biohibrid berdasarkan sel otot rangka bergerak dengan kecepatan 791 kali lebih cepat daripada biobot berbasis otot rangka saat ini dan sebanding dengan bioswimmer berbasis kardiomiosit lainnya (berdasarkan sel jantung).
Biobot baru juga mampu melakukan gerakan lain. Mereka mampu meluncur ketika ditempatkan di dekat permukaan bawah, menyerupai gaya berenang ikan tertentu yang ditandai dengan ledakan sporadis diikuti oleh fase meluncur.
Karya ini juga memiliki aplikasi dalam pengiriman obat dan pengembangan prostetik bionik.