Robot Bersayap Terbaru Bisa Mendarat Seperti Burung

Para peneliti telah mengembangkan metode yang memungkinkan robot bersayap bisa mendarat di tempat bertengger horizontal. Inovasi ini diharaapkan bisa secara signifikan memperluas cakupan tugas robot.

Manuver pendaratan burung di dahan terlihat seperti hal termudah di dunia, tetapi sebenarnya aksi bertengger membutuhkan keseimbangan waktu yang sangat tepat, kekuatan benturan tinggi, kecepatan, dan presisi. Aksi ini adalah gerakan yang sangat rumit sehingga tidak ada robot bersayap mengepak (ornithopter) yang mampu menguasainya sampai sekarang.

Raphael Zufferey, peneliti di Laboratory of Intelligent Systems (LIS) dan Biorobotics ab (BioRob) di School of Engineering, adalah penulis pertama pada makalah Nature Communications berjudul How ornithopters can perch autonomously on a branch yang baru-baru ini menjelaskan mekanisme pendaratan unik yang memungkinkan bertengger seperti itu.

Zufferey membangun dan mengujinya bekerja sama dengan rekan-rekannya di Universitas Seville, Spanyol, di mana ornithopter seberat 700 gram dikembangkan sebagai bagian dari proyek Eropa GRIFFIN.

"Ini adalah tahap pertama dari proyek yang lebih besar. Setelah ornithopter dapat menguasai pendaratan secara mandiri di cabang pohon, maka ia memiliki potensi untuk melakukan tugas tertentu, seperti mengumpulkan sampel biologis atau pengukuran dari pohon secara diam-diam, hingga pada akhirnya robot itu bahkan bisa mendarat di struktur buatan yang bisa membuka aplikasi di lebih banyak area," ungkap Zufferey.

Dia menambahkan bahwa kemampuan untuk mendarat di tempat bertengger dapat memberikan cara yang lebih efisien bagi ornithopter yang seperti banyak kendaraan udara tak berawak (UAV) memiliki masa pakai baterai yang terbatas, untuk mengisi ulang menggunakan energi matahari, berpotensi menjadikannya ideal untuk misi jarak jauh.

"Ini adalah langkah besar menuju penggunaan robot sayap mengepak, yang saat ini benar-benar hanya dapat melakukan penerbangan untuk tugas manipulasi dan aplikasi dunia nyata lainnya," tutur Zufferey.

Kaki Cakar

Masalah teknik yang terlibat dalam mendaratkan ornithopter di tempat bertengger tanpa perintah eksternal apapun, membutuhkan pengelolaan banyak faktor yang telah diseimbangkan dengan sempurna oleh alam. Ornithopter harus dapat melambat secara signifikan saat bertengger, sambil tetap mempertahankan penerbangan. Cakar harus cukup kuat untuk menggenggam tempat bertengger dan menopang bobot robot.

"Itulah salah satu alasan kami memilih satu cakar daripada dua," kata Zufferey.

Terakhir, robot pun harus mampu memahami lingkungannya dan tempat bertengger di depannya dalam kaitannya dengan posisi, kecepatan, dan lintasannya sendiri.

Para peneliti mencapai semua ini dengan melengkapi ornithopter dengan komputer dan sistem navigasi yang terpasang sepenuhnya, yang dilengkapi dengan sistem penangkapan gerak eksternal untuk membantunya menentukan posisinya.

Pelengkap kaki-cakar ornithopter dikalibrasi dengan amat presisi untuk mengkompensasi osilasi terbang naik-turun saat ia mencoba menggenggam tempat bertengger. Cakar itu sendiri dirancang untuk menyerap momentum maju robot saat terjadi benturan, dan menutup dengan cepat dan kuat untuk menopang bobotnya. Setelah bertengger, robot tetap bertengger tanpa pengeluaran energi.

Bahkan dengan mempertimbangkan semua faktor ini, Zufferey dan rekan-rekannya akhirnya berhasil membangun tidak hanya satu tapi dua ornithopter berkaki cakar untuk mereplikasi hasil bertengger mereka.

Ke depan, Zufferey sudah memikirkan bagaimana perangkat mereka dapat diperluas dan ditingkatkan, terutama di lingkungan luar ruangan.

"Saat ini eksperimen penerbangan dilakukan di dalam ruangan, karena kita perlu memiliki zona penerbangan yang terkontrol dengan lokalisasi yang tepat dari sistem penangkapan gerak. Di masa mendatang, kami ingin meningkatkan otonomi robot untuk melakukan tugas bertengger dan memanipulasi di luar ruangan di lingkungan yang lebih tidak terduga," pungkas dia. ils/I-1