Kita hidup di dunia di mana banyak revolusi teknologi terjadi pada saat yang bersamaan. Sementara lompatan yang terjadi di bidang komputasi, robot, dan bioteknologi mendapatkan banyak perhatian, sedikit perhatian diberikan pada bidang yang sama menjanjikan. Ini akan menjadi bidang manufaktur, di mana teknologi seperti pencetakan 3D dan robot otonom terbukti menjadi pengubah permainan yang sangat besar.
Misalnya, ada pekerjaan yang sedang dilakukan oleh MIT's Center for Bits and Atom (CBA). Di sinilah mahasiswa pascasarjana Benjamin Jenett dan Profesor Neil Gershenfeld (sebagai bagian dari pekerjaan tesis doktoral Jenett) sedang mengerjakan robot-robot kecil yang mampu menyusun seluruh struktur. Pekerjaan ini dapat memiliki implikasi untuk semuanya, mulai dari pesawat terbang dan bangunan hingga pemukiman di luar angkasa.
Pekerjaan mereka dijelaskan dalam sebuah studi yang baru-baru ini muncul dalam edisi Oktober IEEE Robotics dan Automation Letters. Penelitian ini ditulis oleh Jenett dan Gershenfeld, yang bergabung dengan sesama mahasiswa pascasarjana Amira Abdel-Rahman dan Kenneth Cheung - lulusan MIT dan CBA, yang sekarang bekerja di Pusat Penelitian Ames NASA.
Seperti yang dijelaskan Gerensheld dalam rilis MIT News baru-baru ini, secara historis ada dua kategori besar robotika. Di satu sisi, Anda mendapatkan robot mahal yang terbuat dari komponen khusus yang dioptimalkan untuk aplikasi tertentu. Di sisi lain, ada yang terbuat dari modul yang diproduksi secara massal murah dengan kinerja lebih rendah.
Robot yang sedang dikerjakan tim CBA - yang dijuluki Jenett sebagai Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorer (BILL-E, seperti WALL-E) - mewakili cabang robot yang sama sekali baru. Di satu sisi, mereka jauh lebih sederhana daripada berbagai robot mahal, kustom dan dioptimalkan. Di sisi lain, mereka jauh lebih mampu daripada robot yang diproduksi secara massal dan dapat membangun berbagai struktur yang lebih luas.
Inti dari konsep ini adalah gagasan bahwa struktur yang lebih besar dapat dirakit dengan mengintegrasikan potongan 3D yang lebih kecil - yang oleh tim CBA disebut "voxels". Komponen-komponen ini terdiri dari struts dan node sederhana dan dapat dengan mudah diikat bersama menggunakan sistem kait sederhana. Karena mereka sebagian besar ruang kosong, mereka ringan tetapi masih dapat diatur untuk mendistribusikan beban secara efisien.
Robot-robot itu, sementara itu, menyerupai lengan kecil dengan dua segmen panjang yang berengsel di tengah dengan alat penjepit di setiap ujung yang mereka gunakan untuk menggenggam struktur voxel. Pelengkap ini memungkinkan robot untuk bergerak seperti inci cacing, membuka dan menutup tubuh mereka untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lain.
Namun, perbedaan utama antara perakit ini dan robot tradisional adalah hubungan antara pekerja robot dan bahan yang bekerja dengannya. Menurut Gershefeld, tidak mungkin membedakan jenis robot baru ini dari struktur yang mereka bangun karena mereka bekerja bersama sebagai suatu sistem. Ini terutama terlihat ketika menyangkut sistem navigasi robot.
Saat ini, sebagian besar robot seluler memerlukan sistem navigasi yang sangat tepat untuk melacak posisi mereka, seperti GPS. Robot assembler baru, bagaimanapun, hanya perlu tahu di mana mereka berada dalam kaitannya dengan voxels (subunit kecil yang sedang mereka kerjakan). Ketika assembler bergerak ke yang berikutnya, ia menyesuaikan kembali posisinya, menggunakan apa pun yang sedang dikerjakannya untuk mengorientasikan dirinya.
Setiap robot BILL-E mampu menghitung langkah-langkahnya, yang selain navigasi memungkinkannya untuk memperbaiki kesalahan yang dibuatnya di sepanjang jalan. Seiring dengan perangkat lunak kontrol yang dikembangkan oleh Abdel-Rahman, proses yang disederhanakan ini akan memungkinkan segerombolan BILL-Es untuk mengoordinasikan upaya dan kerja sama mereka, yang akan mempercepat proses perakitan. Seperti yang dikatakan Jenett:
“Kami tidak menempatkan ketelitian dalam robot; presisi berasal dari struktur [karena secara bertahap terbentuk]. Itu berbeda dari semua robot lainnya. Itu hanya perlu tahu di mana langkah selanjutnya. "
Jenett dan rekan-rekannya telah membangun beberapa versi pembuktian konsep perakit, bersama dengan desain voxel yang sesuai. Pekerjaan mereka sekarang telah berkembang ke titik di mana versi prototipe mampu menunjukkan perakitan blok voxel menjadi struktur linier, dua dimensi, dan tiga dimensi.
Proses perakitan semacam ini telah menarik minat NASA (yang bekerja sama dengan MIT dalam penelitian ini), dan perusahaan luar angkasa yang berbasis di Belanda Airbus SE - yang juga mensponsori penelitian ini. Dalam kasus NASA, teknologi ini akan menjadi anugerah bagi Sistem Perakitan Digital Adaptif Misi Otomatis (ARMADAS), yang dibuat bersama rekan penulisnya, Cheung.
Tujuan dari proyek ini adalah untuk mengembangkan teknologi otomatisasi dan perakitan robot yang diperlukan untuk mengembangkan infrastruktur ruang angkasa - yang mencakup basis bulan dan habitat ruang angkasa. Dalam lingkungan ini, perakit robot menawarkan keuntungan karena dapat merakit struktur dengan cepat dan lebih hemat biaya. Demikian pula, mereka akan dapat melakukan perbaikan, perawatan, dan modifikasi dengan mudah.
"Untuk stasiun ruang angkasa atau habitat bulan, robot-robot ini akan hidup pada struktur, terus memelihara dan memperbaikinya," kata Jenett. Memiliki robot-robot ini di sekitar akan menghilangkan kebutuhan untuk meluncurkan struktur besar yang telah dipasang sebelumnya dari Bumi. Ketika dipasangkan dengan manufaktur aditif (pencetakan 3D), mereka juga akan dapat menggunakan sumber daya lokal sebagai bahan bangunan (proses yang dikenal sebagai Pemanfaatan Sumberdaya In-Situ atau ISRU).
Sandor Fekete adalah direktur Institut Sistem Operasi dan Jaringan Komputer di Universitas Teknis Braunschweig, Jerman. Di masa depan, ia berharap untuk bergabung dengan tim untuk mengembangkan sistem kontrol lebih lanjut. Sementara mengembangkan robot-robot ini ke titik bahwa mereka akan dapat membangun struktur di ruang angkasa adalah tantangan yang signifikan, aplikasi yang bisa mereka miliki sangat besar. Seperti yang dikatakan Fekete:
“Robot tidak bosan atau bosan, dan menggunakan banyak robot miniatur sepertinya satu-satunya cara untuk menyelesaikan pekerjaan penting ini. Karya yang sangat orisinal dan cerdas oleh Ben Jenett dan kolaborator ini membuat lompatan besar ke arah pembangunan sayap pesawat yang dapat disesuaikan secara dinamis, layar surya yang sangat besar, atau bahkan habitat ruang yang dapat dikonfigurasi ulang. ”
Ada sedikit keraguan bahwa jika manusia ingin hidup berkelanjutan di Bumi atau menjelajah ke luar angkasa, ia akan perlu bergantung pada beberapa teknologi yang cukup canggih. Saat ini, yang paling menjanjikan dari ini adalah yang menawarkan cara hemat untuk melihat kebutuhan kita dan memperluas kehadiran kita di Tata Surya.
Dalam hal ini, perakit robot seperti BILL-E tidak hanya berguna di orbit, di Bulan, atau lebih, tetapi juga di Bumi. Ketika sama dipasangkan dengan teknologi pencetakan 3D, kelompok besar perakit robot yang diprogram untuk bekerja sama dapat menyediakan perumahan modular murah yang dapat membantu mengakhiri krisis perumahan.
Seperti biasa, inovasi teknologi yang membantu memajukan eksplorasi ruang angkasa dapat dimanfaatkan untuk membuat kehidupan di Bumi lebih mudah juga!
