ESA membantu sekelompok siswa dari Zurich menguji dan mengembangkan robot eksplorasi melompat mereka. Disebut SpaceBok, robot ini dirancang untuk beroperasi pada benda dengan gravitasi rendah seperti Bulan atau asteroid. Ini didasarkan pada konsep 'berjalan dinamis', sesuatu yang digunakan hewan di Bumi.
Rover seperti Spirit, Opportunity, dan Curiosity telah melakukan pekerjaan hebat menjelajahi Mars. Tetapi kendaraan beroda itu memiliki keterbatasan: ada beberapa tempat yang tidak bisa dijangkau. Seperti yang ditunjukkan oleh robot pelompat kecil MASCOT di permukaan asteroid Ryugu, robot yang melompat memiliki sesuatu untuk ditawarkan.
Sekelompok mahasiswa dari institusi di Zurich sedang mengembangkan salah satu penjelajah robot paling maju yang pernah ada. SpaceBok adalah robot berkaki empat yang sedang diuji di pusat teknis ESTEC ESA di Belanda. Seluruh ide ini terinspirasi oleh para astronot yang pergi ke Bulan.
Ketika astronot Amerika tiba di Bulan, mereka dengan cepat menemukan bahwa melompat adalah cara alami untuk bergerak. Gravitasi rendah membuatnya menjadi mode propulsi yang efisien, setidaknya untuk benda bermassa rendah.
"Untuk lingkungan gravitasi yang lebih rendah dari Bulan, Mars atau asteroid, melompat dari tanah seperti ini ternyata menjadi cara yang sangat efisien untuk berkeliling."
Hendrik Kolvenbach dari ETH Zurich's Robotic Systems Lab
Tim siswa dari Zurich, yang dipimpin oleh mahasiswa PhD Hendrik Kolvenbach dari ETH Zurich's Robotic Systems Lab, telah mengerjakan RobotBok untuk sementara waktu. Desain mereka didasarkan pada binatang seperti rusa dan kijang (Sprinbok) dan bagaimana mereka bergerak cepat dalam beberapa keadaan.
"Alih-alih berjalan statis, di mana setidaknya tiga kaki tetap di tanah setiap saat, berjalan dinamis memungkinkan untuk gait dengan fase penerbangan penuh di mana semua kaki menjauhi tanah," kata Kolvenbach dalam siaran pers.
Di masa lalu, membangun robot jenis ini tidak mungkin dilakukan. Tetapi kemajuan teknologi membuat pengembangan mereka layak. "Hewan menggunakan ukuran dinamis karena efisiensinya, tetapi sampai saat ini, kekuatan komputasi dan algoritma yang diperlukan untuk kontrol membuatnya sulit untuk mewujudkannya pada robot," kata Kolvenbach.
Ketika astronot mendarat di Bulan, melompat adalah respons naluriah terhadap gravitasi rendah di sana. Tapi itu lebih mudah bagi mereka; kita manusia memiliki keseimbangan alami. Untuk robot, kemampuan itu perlu dirancang dan dibangun dengan cermat, seperti pesawat ruang angkasa.
"Astronot yang bergerak dalam gravitasi keenam bulan mengadopsi lompatan secara naluriah. SpaceBok berpotensi dapat mencapai ketinggian 2 m di gravitasi bulan, meskipun ketinggian tersebut menimbulkan tantangan baru. Setelah keluar dari tanah, robot berkaki perlu menstabilkan dirinya untuk turun lagi dengan aman - pada dasarnya berperilaku seperti pesawat ruang angkasa mini pada titik ini, "kata anggota tim Alexander Dietsche.
“Jadi yang kami lakukan adalah memanfaatkan salah satu metode yang digunakan satelit konvensional untuk mengontrol orientasinya, yang disebut roda reaksi. Ini dapat dipercepat dan diperlambat untuk memicu reaksi yang sama dan berlawanan di SpaceBok itu sendiri, ”jelas anggota tim Philip Arm.
Meskipun manusia dan hewan dapat melompat dengan mudah secara alami, robot melompat seperti SpaceBok memang memiliki beberapa keunggulan. Itu bisa menyimpan energi.
"Selain itu, kaki SpaceBok menggabungkan pegas untuk menyimpan energi selama pendaratan dan melepaskannya saat lepas landas, secara signifikan mengurangi energi yang dibutuhkan untuk mencapai lompatan itu," tambah anggota tim lain, Benjamin Sun.
Meskipun tim berpikir bahwa SpaceBok dapat melompat ke ketinggian 2 meter (6,5 kaki) di Bulan, mereka belum ada di sana. Sejauh ini mereka telah mencapai ketinggian 1,3 (4,2 kaki) meter dalam gravitasi bulan disimulasikan.
Fasilitas pengujian di Belanda memungkinkan tim untuk mensimulasikan lingkungan gravitasi yang berbeda. Pada asteroid, robot dapat melompat bahkan lebih tinggi dari 2 meter, dan untuk periode waktu yang lebih lama, tetapi itu membutuhkan kontrol yang lebih baik untuk melakukan pendaratan yang aman.
Tes lain menggunakan permukaan yang sangat datar yang disebut Benital Robotics Bench for Integrated Technology (ORBIT.) ORBIT dapat menguji SpaceBok dalam dua dimensi. Dalam tes ini, robot ditempatkan pada sisinya dan melekat pada pangkalan yang mengambang bebas. Kemudian memantul dari sisi ke sisi pada ORBIT, untuk mensimulasikan gravitasi asteroid yang sangat rendah.
Pengujian berjalan baik untuk SpaceBok. Tapi ini semua permukaan datar, pengujian tertambat dalam kondisi laboratorium. Tim telah melakukan beberapa pengujian pada permukaan yang tidak rata di Mars Yard ESA, tetapi perlu pengujian lebih lanjut dengan hambatan yang harus dilompati. Beberapa dari itu pada akhirnya akan dilakukan di luar ruangan.
Sumber:
- Siaran Pers: Melompat Robot Ruang Terbang Seperti Pesawat Ruang Angkasa
- ESA: Otomasi dan Robotika
- Space Magazine: Robot Hopping Jerman-Prancis Baru Tiba di Permukaan Asteroid Ryugu
