Robot Terinspirasi Tikus Janjikan Kemampuan Inspeksi Cepat
Robot beraki sangat menjanjikan untuk digunakan dalam aplikasi dunia nyata, tetapi operasinya di ruang sempit masih menantang. Salah satu solusi untuk meningkatkan adaptabilitas lingkungan adalah merancang robot biomimetik berukuran kecil yang mampu melakukan berbagai gerakan dan mengangkut beban. Dalam hal ini, tikus yang tinggal di gua telah menarik perhatian yang besar karena kelincahan dan adaptabilitas yang tak tertandingi. Banyak upaya telah dilakukan untuk meniru morfologi atau karakteristik gerakan tikus.
Baru-baru ini, tim yang dipimpin oleh Prof. Qing Shi dari Beijing Institute of Technology, China, telah mengembangkan robot tikus baru bernama SQuRo (small-size quadruped robotic rat).
Tim Prof. Shi telah mengembangkan robot yang mampu mereproduksi gerakan atau perilaku mereka. Melalui desain bio-inspirasi, mereka telah mengembangkan robot tikus berbasis roda yang mampu berbagai perilaku mirip tikus. Baru-baru ini, mereka mengganti roda dengan kaki untuk meningkatkan kelincahan gerakan lebih lanjut. Dalam studi ini, yang diterbitkan di jurnal IEEE Transactions on Robotics, hasil eksperimen mengungkapkan bahwa robot beraki SQuRo mampu meniru gerakan tikus aktual di dalam ruang sempit.
Tikus dapat beradaptasi dengan ruang sempit karena tubuhnya yang langsing dan panjang serta kelincahan yang tak tertandingi. Untuk meniru kelincahan gerakan, tim memanfaatkan maksimal morfologi dan karakteristik gerakan tikus yang bergerak di gua. Tim pertama mengekstrak sendi gerakan kunci (KMJs) tikus dan menyelesaikan konfigurasi (degree of freedom) DOF. Secara spesifik, mereka merancang 2 DOF di setiap anggota badan untuk mereproduksi gerakan anggota badan, 2 DOF di pinggang dan 2 DOF di kepala untuk mereplikasi gerakan tulang punggung yang fleksibel. Dengan manfaat tulang punggung yang panjang dan fleksibel, SQuRo dapat membengkokkan tubuhnya dan berputar dengan cepat.
Selain meniru morfologi tikus, robot tikus juga memiliki karakteristik lokomosi tikus. Untuk tujuan ini, tim mengusulkan kontroler open-loop hierarkis untuk mencapai gerakan multimodal yang mirip dengan tikus. Kerangka kontrol terutama terdiri dari tiga lapisan: 1) perencana gerakan multi dengan empat mode gerakan dasar dan menetapkan hubungan langsung antara variabel kontrol dan gaya reaksi tanah (GRFs); 2) optimasi parameter dengan mempertimbangkan stabilitas dan batas aktuasi; 3) generasi trajetori setiap sendi. Kerangka kontrol memungkinkan gerakan lincah dan transisi yang cepat.
Karena struktur fleksibel biomimetik dan kontrol gerakan multimodal, SQuRo dapat melakukan berbagai gerakan, seperti duduk berjongkok-ke-berdiri, berjalan, merangkak, dan berputar, dan dapat pulih setelah jatuh dengan mengontrol anggota badan dan bagian servikalnya untuk menyesuaikan pusat massa (CoM) dengan baik. Selain itu, melalui uji lapangan, SQuRo berhasil melewati jalur sempit tidak teratur (lebar dalam 90 mm), melewati rintangan dengan tinggi 30 mm, dan mencapai lokomosi yang stabil pada lereng dengan kemiringan 15°, yang menunjukkan potensi aplikasinya untuk tugas inspeksi di dalam ruang sempit.
Dibandingkan dengan robot beraki terdepan pada skala serupa, SQuRo yang baru dikembangkan memiliki tubuh yang relatif lebih panjang dan langsing serta bobot yang lebih kecil. Jari-jari putar minimum 0,48 panjang tubuh jauh lebih kecil dibandingkan dengan robot lain. Selain itu, SQuRo dapat mencapai lokomosi yang stabil bahkan setelah membawa beban yang sama dengan 91 persen dari bobotnya sendiri, yang menunjukkan kemampuan pengangkutan beban yang unggul dibandingkan dengan robot beraki ukuran kecil. Kemampuan ini memungkinkan SQuRo untuk lincah melewati ruang sempit dan medan yang kasar dan melakukan tugas, seperti deteksi atau transportasi dalam skenario yang relevan.
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Ruoxi Tian, IEEE Transactions on Robotics, di This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..
