Bug mogok! Robot yang terinspirasi dari serangga ini bisa melompat di atas air

Kawanan robot yang terinspirasi oleh serangga pelompat air suatu hari nanti dapat digunakan untuk pengawasan, misi pencarian dan penyelamatan, serta pemantauan lingkungan, kata para peneliti.

Lebih dari 1.200 spesies hewan telah berevolusi kemampuan berjalan di atas air. Ini termasuk makhluk kecil seperti serangga dan laba-laba, dan hewan yang lebih besar seperti reptil, burung, dan bahkan mamalia.

Sedangkan hewan yang relatif besar, seperti yang disebut “Yesus kadal,” harus menghantam air dengan kekuatan dan kecepatan yang cukup agar benda beratnya tidak tenggelam, serangga yang disebut water striders berukuran cukup kecil sehingga beratnya hampir seluruhnya ditopang oleh tegangan permukaan air—fenomena yang sama yang menyebabkan tetesan air menjadi butiran. Pada tahun 2003 para ilmuwan telah menciptakan robot pertama yang meniru water strider, yang mampu mengambang di atas dan melintasi permukaan air.6 robot teraneh yang pernah diciptakan)

Namun hingga saat ini, salah satu prestasi waterstrider yang belum dapat dijelaskan atau ditiru oleh para peneliti adalah bagaimana serangga tersebut dapat melompat dari permukaan air dan melompat setinggi mungkin dari tanah padat dari air. Burung anggang air yang dikumpulkan dari sungai dan kolam di Seoul, Korea Selatan, misalnya, dengan panjang tubuh setengah inci dapat melompat rata-rata lebih dari 3 inci, kata rekan penulis studi Je-Sung Koh, ahli robot di Universitas Nasional Seoul dan Universitas Harvard, mengatakan kepada Live Science.

Kini para ilmuwan telah memecahkan misteri bagaimana hal ini terjadi serangga mencapai lompatan luar biasa ini, dan para peneliti telah membangun robot yang mampu melakukan lompatan tersebut.

“Kami telah mengungkap rahasia melompat di atas air menggunakan teknologi robotika,” kata rekan penulis studi senior Kyu-Jin Cho, direktur Laboratorium Biorobotika di Universitas Nasional Seoul, kepada Live Science. “Organisme alami memberikan banyak inspirasi bagi para insinyur.”

Dengan menggunakan kamera berkecepatan tinggi, para peneliti menganalisis water strider yang melompat di atas air. Mereka memperhatikan bahwa kaki serangga yang panjang dan sangat kedap air itu berangsur-angsur bertambah cepat, sehingga permukaan air tidak mundur terlalu cepat dan kehilangan kontak dengan kakinya. Dengan menggunakan model teoritis silinder fleksibel yang mengapung di atas cairan, para ilmuwan menemukan bahwa gaya maksimum yang diberikan oleh kaki water striders selalu berada tepat di bawah gaya maksimum. tegangan permukaan air bisa menolak.

Para ilmuwan juga menemukan bahwa water strider menyapukan kaki mereka ke dalam untuk memaksimalkan jumlah waktu yang bisa mereka dorong ke permukaan air, sehingga memaksimalkan kekuatan lompatan mereka secara keseluruhan. Selain itu, bentuk ujung kakinya juga melengkung agar sesuai dengan lesung pipit yang terbentuk di permukaan air saat kakinya didorong ke bawah, sehingga memaksimalkan tegangan permukaan yang dialami oleh kakinya.

Selanjutnya, para ilmuwan mengembangkan robot ringan yang terbuat dari material komposit yang diperkuat fiberglass dengan berat total hanya 0,002 ons—sedikit lebih berat dari berat tiga lalat dewasa. Dengan menggunakan mekanisme lompatan yang terinspirasi oleh kutu, robot ini dapat melompat sekitar 5,5 inci dari permukaan air — kira-kira sama dengan panjang tubuhnya dan 10 kali tinggi tubuhnya.

“Robot kecil kami bisa melompat di atas air tanpa merusak permukaan air, dan bisa melompat setinggi di air seperti melompat di darat,” kata Cho.

Para peneliti memperingatkan bahwa, sejauh ini, robot bisa melompat sekali saja, dan mendarat secara acak. Di masa depan, para ilmuwan ingin membuat robot yang tidak hanya dapat melompat dan mendarat berulang kali secara terkendali, tetapi juga membawa barang elektronik, sensor, dan baterai.

“Ini akan menjadi tugas yang sangat sulit, karena bobot tubuh harus sangat ringan untuk melompat ke atas air,” kata Cho. “Akan sangat bagus jika menambahkan perilaku berenang juga.”

Para ilmuwan merinci temuan mereka dalam jurnal Science edisi 31 Juli.

Hak Cipta 2015 Ilmu Hidup, sebuah perusahaan pembelian. Seluruh hak cipta. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.