Bayangkan sebuah tangan robot yang dapat mengoordinasikan telapak tangan dan jari-jarinya dengan presisi layaknya manusia. Tidak hanya menggenggam objek dengan stabilitas sempurna, tetapi robot itu juga dapat “merasakan” kontur tiga dimensinya dan membedakan berbagai bahan yang berbeda. Visi ini kini menjadi kenyataan berkat penelitian terobosan dari Shanghai Jiao Tong University.
Inovasi ini memecahkan tantangan mendasar dalam bidang robotika. Meskipun tangan robot yang lembut dengan kemampuan pengindraan menunjukkan potensi menjanjikan, desain yang ada saat ini hanya berfokus pada sensitivitas jari dan mengabaikan peran penting telapak tangan dalam melakukan manipulasi.
Telapak tangan, sebagai wilayah kontak yang besar dan penting yang memberikan dukungan mekanis dan umpan balik sensorik, sampai saat ini belum banyak dieksplorasi karena terbatasnya densitas pengindraan dan interaksi dengan jari.
Tim peneliti mengatasi keterbatasan ini dengan mengembangkan sistem yang sepenuhnya terintegrasi di mana telapak tangan dan jari-jari bekerja dalam harmoni yang sempurna, mencapai tingkat sensitivitas dan kontrol yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Inti dari kemajuan ini terletak pada tiga fitur terobosan, yakni telapak tangan taktil beresolusi tinggi dengan 181.000 unit pengindraan per sentimeter persegi (754 kali lebih sensitif daripada kulit manusia), jari-jari yang sangat fleksibel yang mampu menekuk hingga 204,3 derajat, dan algoritma koordinasi cerdas yang memungkinkan interaksi telapak-jari yang mulus.
Sistem taktil visual telapak tangan yang canggih menggabungkan kamera mikro dengan sensor elastis multilapis, sementara jari-jari pneumatik yang diperkuat serat (fiber-reinforced) memberikan kekuatan sekaligus kehalusan dengan kekuatan genggaman 14,6 newton.
Integrasi ini memungkinkan tangan robot untuk melakukan tugas dengan kemampuan yang luar biasa seperti manusia.
Dalam demonstrasi, robot ini melakukan berbagai manuver kompleks, seperti mengambil kartu dengan presisi yang sempurna, mendeteksi cacat mikroskopis pada kain, dan bahkan menuang teh sambil secara otomatis menyesuaikan cengkeramannya untuk mencegah tumpahan.
Tim peneliti meningkatkan kemampuan sistem dengan mengintegrasikan teknologi AI yang canggih, yang secara signifikan meningkatkan performa pengenalan objek.
Dalam pengujian blind test yang menantang, tangan robotik ini menunjukkan ketepatan yang luar biasa dengan mengidentifikasi dan mengambil benda-benda target tertentu dari kantong buram yang berisi berbagai macam benda kecil, mulai dari kacang polong dan biji bunga matahari hingga mur dan baut yang lebih besar.
Sistem ini secara mengesankan mencapai 88 persen akurasi pengenalan objek secara keseluruhan, mencapai performa 100 persen untuk objek-objek yang berbeda seperti biji bunga matahari.
“Hasil penelitian kami menunjukkan potensi penggabungan pengindraan sentuhan telapak tangan yang kaya dengan jari-jari cekatan yang lembut untuk operasi robotik interaktif tingkat lanjut,” kata para peneliti.
Studi ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Communications.
