Peneliti Kembangkan Robot Bionik Bawah Air Mirip Ikan

Liputan6.com, Jakarta - Robot bawah air banyak digunakan sebagai alat bantu dalam berbagai tugas kelautan. RobDact adalah salah satu kendaraan bawah air bionik tersebut, terinspirasi oleh ikan yang disebut Dactylopteridae atau dikenal dengan sirip dada membesar.

Sekelompok tim peneliti telah menggabungkan dinamika fluida komputasi dan eksperimen pengukuran gaya untuk mempelajari RobDact, menciptakan model hidrodinamika RobDact yang akurat yang memungkinkan mereka untuk mengontrol kendaraan dengan lebih baik. Mereka menerbitkan temuannya di jurnal Cyborg and Bionic Systems.

Untuk banyak tugas kelautan, robot bawah air dapat digunakan di industri perikanan, eksplorasi bawah air, dan pemetaan. Sebagian besar robot bawah air tradisional digerakkan oleh propelor, yang efektif untuk berlayar di perairan terbuka dengan kecepatan stabil.

Namun, robot bawah air sering kali harus dapat bergerak atau melayang dengan kecepatan rendah di perairanbergejolak, sambil melakukan tugas tertentu. Sulit bagi propeleror untuk menggerakkan robot dalam kondisi ini.

Faktor lain ketika robot bawah air bergerak dengan kecepatan rendah di perairan yang mengalir tidak stabil, adalah gerakan "kedutan" baling-baling. Kedutan ini menghasilkan denyut fluida tak terprediksi yang mengurangi efisiensi robot.

Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti berupaya menciptakan robot bawah air yang meniru makhluk hidup. Kendaraan bionik ini bergerak sepanjang perairan yang mirip dengan cara ikan atau pari manta bergerak.

Robot berkaki empat membantu perusahaan mobil Ford untuk memetakan denah pabrik mereka di Michigan, AS. Anjing robotik ini mampu naik tangga, membuka pintu dan masuk ke tempat-tempat sempit, sehingga menghemat waktu dan biaya pekerja manusia. Berikut...

2 dari 5 halaman

Lebih efisien dan kuat

Dibandingkan dengan kendaraan penggerak bawah air tradisional, kendaraan bawah air bionik ini bergerak secara lebih efisien dan kuat di dalam air, sekaligus ramah lingkungan.

Robot bawah air dipengaruhi oleh fluida di sekitarnya saat mereka bergerak melalui air. Fenomena ini disebut efek hidrodinamik.

Saat bergerak di dalam air, robot harus berurusan dengan aliran dan gaya air yang tidak diketahui, yang dapat menyebabkan perubahan yang tidak perlu pada posisi robot.

Untuk mengontrol robot dengan lebih baik, para peneliti membutuhkan model hidrodinamika lebih akurat. Membuat model ini biasanya sangat kompleks dan sulit.

Selain itu, lingkungan bawah air yang sebenarnya dapat berubah-ubah dan sulit diprediksi, sehingga parameter model dapat bergeser dengan perubahan lingkungan.

3 dari 5 halaman

Pendekatan berbeda

Para peneliti telah menggunakan dinamika fluida komputasi untuk membuat model hidrodinamika untuk robot bawah air. Namun, model yang dibuat dengan dinamika fluida komputasi saja tidak setepat dan sepraktis yang seharusnya.

Guna mengatasi tantangan ini, tim peneliti mencoba pendekatan yang berbeda.

"Untuk membuat model hidrodinamika lebih akurat dan praktis, kami menggabungkan dinamika fluida komputasi dan eksperimen pengukuran gaya," kata Rui Wang, seorang peneliti di Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences.

Menggunakan dinamika fluida komputasi, para peneliti mengidentifikasi parameter dalam model hidrodinamika. Kemudian mereka mengembangkan platform pengukuran gaya untuk mendapatkan gaya yang dihasilkan oleh kendaraan RobDact. Dengan proses ini, mereka bisa mendapatkan gaya yang mengganggu dan gaya yang dihasilkan oleh RobDact di lingkungan kompleks sekalipun.

"Ini dapat membantu kami memiliki pemahaman yang lebih baik tentang keadaan gerak kendaraan bawah air, dan mengendalikan kendaraan bawah air dengan lebih akurat," kata Qiyuan Cao, peneliti di Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences.

4 dari 5 halaman

Model hidrodinamika akurat dan praktis

Dengan eksperimen mereka, tim mampu menentukan gaya hidrodinamika RobDact pada kecepatan yang berbeda. Platform pengukuran gaya yang mereka kembangkan memungkinkan mereka mengukur gaya RobDact dalam arah X, Y, dan Z.

Mereka menetapkan hubungan pemetaan antara parameter fluktuasi RobDact dan daya dorong kendaraan melalui eksperimen pengukuran gaya mereka.

Dengan menggabungkan model dinamis benda tegar RobDact dengan model pemetaan gaya dorong, para peneliti mampu mengembangkan model hidrodinamika RobDact yang akurat dan praktis dalam berbagai gerakan.

Ke depannya, para peneliti bermaksud mempelajari kontrol cerdas kendaraan bawah air bionik menggunakan model hidrodinamika bersama dengan metode kecerdasan buatan, seperti reinforcement learning.

"Tujuan utamanya adalah untuk mempromosikan aplikasi praktis kendaraan bawah air bionik dalam pemantauan lingkungan air dan pencarian dan penyelamatan bawah air," ujar Wang.

5 dari 5 halaman