Para peneliti sedang mengerjakan proyek multi-universitas, nasional untuk Angkatan Laut AS yang suatu hari akan menempatkan ubur-ubur robot otonom seperti kehidupan di perairan di seluruh dunia. Pastikan Anda melihat video kerennya!
Fokus utama dari program ini adalah untuk memahami dasar-dasar mekanisme propulsi yang digunakan oleh alam, kata Shashank Priya, associate professor teknik mesin dan ilmu material dan teknik di Virginia Tech, dan pemimpin peneliti pada proyek tersebut. Penggunaan ubur-ubur robot di masa depan dapat mencakup melakukan pengawasan militer, membersihkan tumpahan minyak, dan memantau lingkungan.
Ini bukan fiksi ilmiah. Itu terjadi sekarang di laboratorium di dalam Virginia Hall's Durham Tech, di mana tangki 600 galon secara teratur diisi dengan air ketika ubur-ubur robot kecil diuji untuk pergerakan dan energi penciptaan dan penggunaan sendiri. Kulit karet sintetis, licin di satu tangan, meniru kulit ubur-ubur yang ramping dan ditempatkan di atas perangkat berbentuk mangkuk yang tercakup dalam barang elektronik. Saat bergerak, mereka terlihat aneh hidup.
Makhluk robot yang disebut RoboJelly sedang dirancang untuk beroperasi pada energi mereka sendiri versus, katakanlah, kepiting laut, atau moluska.
"Ubur-ubur adalah kandidat yang menarik untuk ditiru karena kemampuan mereka untuk mengkonsumsi sedikit energi karena tingkat metabolisme yang lebih rendah daripada spesies laut lainnya, kemampuan bertahan dalam berbagai kondisi air, dan memiliki bentuk yang memadai untuk membawa muatan," kata Priya. “Mereka mendiami setiap wilayah lautan utama di dunia dan mampu menahan berbagai suhu dan di perairan tawar dan garam. Sebagian besar spesies ditemukan di perairan pantai yang dangkal, tetapi beberapa telah ditemukan di kedalaman 7.000 meter di bawah permukaan laut. "
Anggota tim siswa dari Pusat Sains Sains Nasional Virginia Tech untuk Bahan dan Sistem Pemanenan Energi (CEHMS) menguji robot seperti ubur-ubur selebar 5 kaki di bawah air di War Memorial Hall.
Beberapa ukuran RoboJelly berada di bawah berbagai fase pengembangan, beberapa ukuran tangan pria, sementara yang lain lebih dari selebar lima kaki.Makhluk robot yang terakhir terlalu besar untuk tangki lab dan diuji di kolam renang, dan belum siap untuk debut publik yang luas, kata Priya, direktur Pusat Bahan dan Sistem Pemanenan Energi.
Priya menambahkan bahwa, selain berbagai ukuran, ubur-ubur menampilkan berbagai macam bentuk dan warna, dan dapat bergerak sendiri secara vertikal, tetapi bergantung pada arus laut untuk pergerakan horizontal. Tanpa sistem saraf pusat, ubur-ubur malah menggunakan jaring saraf yang tersebar untuk mengontrol pergerakan dan dapat menyelesaikan fungsi-fungsi kompleks. "Sejauh ini, fokus kami telah menggunakan model eksperimental untuk memahami prinsip-prinsip dasar alam," kata Priya tentang ubur-ubur.
Gagasan untuk ubur-ubur robot tidak berasal dari Virginia Tech, melainkan dari Pusat Perang Bawah Laut A.S. dan Kantor Penelitian Angkatan Laut. Virginia Tech, bekerja sama dengan empat universitas A.S. pada proyek multi-tahun senilai $ 5 juta: University of Texas di Dallas menangani aktuator dan sensor berbasis nanoteknologi; Providence College di Rhode Island menangani studi biologi, Universitas California, Los Angeles, menangani penginderaan elektrostatik dan optik, dan Universitas Stanford mengawasi kimia dan pengindraan tekanan. Virginia Tech sedang membangun model tubuh ubur-ubur, mengintegrasikan mekanika fluida dan mengembangkan sistem kontrol. Beberapa universitas dan industri utama AS lainnya juga ada dalam proyek ini, serta kolaborator dan anggota dewan penasihat.
Proyek ini telah dikerjakan selama hampir empat tahun sekarang dan telah menarik banyak perhatian dari outlet media dari The Los Angeles Times ke Ilmu Pengetahuan Populer hingga Ilmuwan Baru dan beberapa publikasi perdagangan terkait kelautan. Beberapa tahun lagi pekerjaan tetap di proyek sebelum model dirilis untuk pengintaian militer atau operasi pelacakan objek, baik itu dengan kamera, sensor, atau perangkat lainnya.
Penggunaan kewirausahaan lainnya berlimpah untuk RoboJelly. “Robot dapat digunakan untuk mempelajari kehidupan akuatik, memetakan dasar laut, memantau arus laut, memantau kualitas air, memonitor hiu,” kata Alex Villanueva dari St-Jacques, New-Brunswick, Kanada, seorang mahasiswa doktoral dalam teknik mesin yang bekerja di bawah Priya . Gagasan lain: Mendeteksi polutan laut, untuk, mungkin, digunakan sebagai filter pembersihan selama tumpahan minyak lainnya yang mirip dengan huru-hara Deepwater Horizon selama musim panas 2010 di Teluk Meksiko.
“Bagian menarik dari penelitian ubur-ubur adalah bahwa ia sangat terbuka. Tidak ada yang melakukan penelitian pada kendaraan ubur-ubur sejauh yang kita miliki. Hal ini memungkinkan banyak kebebasan dan kreativitas dalam desain kami sebagai lawan dari jenis pekerjaan optimasi yang bisa sangat membosankan, ”kata Villanueva.
Model yang lebih kecil sedang dikembangkan untuk ditenagai oleh hidrogen, secara alami berlimpah di air, yang merupakan langkah besar dalam kerajinan otonom. Model yang lebih besar dapat dioperasikan oleh baterai listrik yang dibangun pada makhluk robot. Dalam kedua kasus tersebut, ubur-ubur harus dapat beroperasi sendiri selama berbulan-bulan atau lebih lama karena insinyur kemungkinan tidak akan dapat menangkap dan memperbaiki robot, atau mengganti sumber daya, kata Priya.
"Ahli biologi kami telah mempelajari puluhan spesies ubur-ubur yang berbeda dengan berbagai faktor bentuk yang dikelompokkan sebagai 'prolate' atau 'oblate' yang ditemukan di seluruh dunia," kata Priya. “Sebagian besar dari spesies ini mengadopsi bentuk pendayung atau pengaliran. Kami sedang menyelidiki kedua mekanisme propulsi ini. "
Membangun ubur-ubur robot adalah contoh nyata dari kegiatan penelitian interdisipliner, kata Priya, mendaftar ilmuwan bahan, insinyur mesin, ahli biologi, ahli kimia, ahli fisika, insinyur listrik, dan insinyur kelautan yang terlibat dalam proyek yang sedang berlangsung.
"Sangat menyenangkan ketika semuanya menyatu dan kita dapat membuat model eksperimental yang dapat melampaui jutaan tahun evolusi," katanya. “Alam telah melakukan pekerjaan besar dalam merancang sistem propulsi tetapi prosesnya lambat dan membosankan. Di sisi lain, status teknologi saat ini memungkinkan kami menciptakan sistem berkinerja tinggi hanya dalam beberapa bulan. "
Melalui Virginia Tech