Teknologi Partikel Cakram Perbaiki Mekanisme Robot

Para peneliti dari Institut Teknologi Massachusetts (MIT), Universitas Kolombia, Universitas Cornell, dan Universitas Harvard, telah mengembangkan robot sederhana yang terkomputerisasi dan terhubung dalam kelompok besar untuk bergerak, mengangkut objek, dan menyelesaikan tugas lainnya.

Proyek ini mengambil isyarat dari sel biologis, dengan partikel-partikel yang dihubungkan oleh magnet di sekelilingnya.Sistem yang disebut dengan Robot Partikel terdiri atas banyaknya unit berbentuk cakram individual, yang dinamakan “partikel”.

Setiap partikel hanya dapat melakukan dua hal, yaitu mengembangkan dan berkontraksi. Para peneliti menunjukkan kelompok besar dari gabungan partikel robot sungguhan. Simulasi virtual dilakukan dengan 12 hingga 100.000 partikel bergerak melalui rintangan menuju bola lampu yang menyala.

Setiap partikel memiliki gerakan mendorong dan menarik satu sama lain, dalam gerakan yang terkoordinasi. Sensor on board memungkinkan kelompok partikel untuk bergerak ke arah sumber cahaya, dengan mengangkut benda-benda yang ditempatkan di tengah-tengahnya.

Robot partikel dapat membentuk dirinya dalam banyak konfigurasi. Meskipun jumlah partikel semakin banyak, ia tetap mampu melewati rintangan di sekitarnya, bahkan melalui celah yang sempit. Secara khusus, tidak ada partikel yang secara langsung berkomunikasi atau mengandalkan satu sama lain untuk bergerak.

Penambahan atau pengurangan partikel dalam kelompok mereka tidak akan berpengaruh secara signifikan. Saat melakukan uji coba, para peneliti menunjukkan sistem robot partikel yang dapat menyelesaikan tugasnya.

Namun, tidak semua partikel berkontribusi dalam penyelesaian tugasnya karena sebagian partikel tidak berfungsi. Robot partikel mewakili cara baru untuk berpikir tentang robot, yang secara tradisional dirancang untuk satu tujuan dan terdiri atas banyaknya bagian kompleks, serta berhenti bekerja ketika ada bagian yang tidak berfungsi.

Robot yang terdiri atas komponen sederhana ini dapat memungkinkan sistem yang lebih skalabel, fleksibel, dan kuat. “Kami memiliki sel-sel robot kecil yang tidak begitu mampu sebagai individu tetapi dapat mencapai banyak hal sebagai kelompok,” kata Daniela Rus, direktur Laboratorium Ilmu Komputer dan Kecerdasan Buat an (CSAIL), dikutip dari techxplore .

Di MIT, Rus telah bekerja pada robot modular yang terhubung selama hampir 20 tahun, termasuk robot ku bus yang meluas dan berkontraksi dengan orang lain untuk bergerak. Namun, bentuk persegi membatasi pergerakan dan konfigurasi kelompok robot.

Pada 2014, Shunguang Li, seorang mahasiswa pascasarjana datang ke MIT untuk mencari mekanisme partikel berbentuk cakram yang dapat berputar satu sama lain. Di situ, Rus dan Li bekerja sama membentuk banyak konfigurasi robot.

Setiap unit robot partikel memiliki dasar silinder, yang menampung bate rai, motor kecil, sensor yang mendeteksi intensitas cahaya, mikro kontroler, dan komponen komunikasi yang mengirim dan menerima sinyal. Partikel terhubung dalam formasi melingkar, dengan dua magnet kecil yang terpasang di setiap panel.

Para peneliti melengkapi setiap partikel dengan algoritma untuk memprogram partikel-partikel robot. Kumpulan partikel akan mengembang dan berkontraksi dalam urutan yang tepat untuk mendorong dan menarik kelompok menuju sumber cahaya tujuan.

Setiap partikel mampu menganalisis informasi yang di dapat tentang intensitas cahaya. Mereka bergerak langsung menuju cahaya tanpa perlu berkomunikasi dengan partikel lain. “Robot itu sendiri adalah statis, tetapi ketika terhubung dengan partikel robot lain, tiba-tiba robot kolektif dapat menjelajahi dunia dan mengendalikan tindakan yang lebih kompleks,” tambah Rus.

Sensor sebuah partikel mendeteksi intensitas cahaya dari sumber cahaya. Semakin dekat partikel dengan sumber cahaya, semakin besar intensitasnya. Setiap partikel secara konstan mengeluarkan sinyal dalam berbagi tingkat intensitas yang dirasakan dengan semua partikel lainnya.

Katakanlah sistem robot partikel mengukur intensitas cahaya pada skala level 1 hingga 10. Partikel yang paling dekat dengan cahaya mendaftarkan level 10 dan mereka yang paling jauh akan mendaftarkan level 1.

Level intensitas, pada gilirannya berhubungan dengan waktu tertentu yang harus dimiliki oleh partikel tersebut. “Ini menciptakan gelombang kontraksi ekspansi, gerakan mendorong dan menarik secara terkoordinasi, yang menggerakkan sekelompok besar menuju atau menjauh dari rangsangan lingkungan,” kata Li.

Li menambahkan, komponen utama adalah waktu yang tepat dari jam yang disinkronkan bersama, di antara partikel yang memungkinkan gerakan seefisien mungkin. “Jika Anda mengacaukan jam yang disinkronkan, sistem akan bekerja kurang efisien,” tambah Li.

Dalam video, para peneliti mendemonstrasikan sistem robot partikel yang terdiri atas partikel nyata yang bergerak dan meng ubah arah menuju bola lampu yang berbeda saat mereka bergerak. para peneliti juga menunjukkan bahwa kelompok simulasi hingga 10.000 partikel mempertahankan gerakannya, bahkan ketika 20% partikel gagal bergerak. (Fandy)