Sejumlah peneliti dari Universitas Northwestern berhasil mengembangkan material mirip makhluk hidup pertama yang bertindak sebagai robot lunak.
Material itu dapat berjalan dengan kecepatan manusia, mengambil dan memindahkan kargo ke lokasi baru, mendaki bukit, dan bahkan melakukan break-dance untuk melepas partikel.
Dengan hampir 90 persen bobotnya terdiri dari air, robot berukuran hanya satu sentimeter ini bergerak tanpa perangkat keras, hidraulik, ataupun listrik yang rumit. Robot ini ditenagai oleh cahaya dan bergerak mengikuti medan magnet eksternal yang berputar.
Robot yang bentuknya menyerupai gurita berkaki empat itu dapat berfungsi di dalam tangki berisi air. Rahasia dari kelincahan dan pergerakannya yang akurat terletak pada struktur berisi air dan kerangka filamen nikel sejajar yang bersifat feromagnetik, yang tertanam pada robot tersebut.
Komponen lunaknya merupakan jaringan yang dirancang secara molekuler dengan bagian-bagian yang memungkinkan robot itu merespons cahaya, menahan atau mengeluarkan air di dalam interiornya, serta memiliki tingkat kekakuan yang sesuai untuk merespons medan magnet dengan cepat.
Para peneliti menggunakan sintesis kimia guna memprogram molekul di dalam hidrogel untuk merespons cahaya. Saat terpapar cahaya, molekul robot itu menjadi hidrofobia atau menolak air, sehingga molekul air dapat melepaskan diri. Konversi ini membuat robot itu "hidup" dengan menekuk dari posisi datar menjadi "berdiri".
Para peneliti menemukan bahwa perubahan posisi ini memungkinkan material itu untuk merespons medan magnet berputar dengan cepat, mengaktifkan kemampuannya untuk berjalan dengan cepat.
Saat cahaya dimatikan, molekul pun kembali ke kondisi awalnya dan robot itu kembali ke posisi datar, namun selalu siap untuk siklus aktivitas baru di bawah medan magnet ketika dirangsang dengan LED.
Saat terpapar medan magnet berputar, kerangka yang tertanam pada robot yang menekuk mengerahkan tenaga siklik pada jaringan molekuler lunak dan mengaktifkan kaki-kakinya. Medan berputar itu dapat diprogram untuk mengarahkan robot di sepanjang jalur yang ditentukan.
"Dengan teori dan komputasi, kita bisa mengalkulasikan respons terhadap cahaya dan medan magnet," papar Monica Olvera de la Cruz, Wakil Direktur Center for Bio-Inspired Energy Science, Energy Frontier Research Center yang berbasis di Universitas Northwestern dan didanai oleh Departemen Energi Amerika Serikat. "Ini memungkinkan kita untuk memprediksi dan memprogram lintasan dengan akurasi yang sangat baik."
Material robot lunak ini berpotensi untuk digunakan dalam pembuatan objek dalam banyak penerapan, termasuk produksi kimia, peralatan baru untuk teknologi yang penting bagi lingkungan, atau biomaterial pintar untuk pengobatan yang sangat canggih, menurut para peneliti.
Penelitian ini telah dipublikasikan pada Rabu, 9 Desember 2020, dalam jurnal Science Robotics. (T/c)
Sumber
: Hariansib edisi cetak
