Robot Humanoid Diberi Indra Sentuhan, Begini Teknologinya

Perkembangan robot humanoid terus bergerak menuju kemampuan yang semakin menyerupai manusia. Bukan hanya soal berjalan, mengangkat benda, atau mengikuti perintah, robot masa depan dituntut mampu memahami kondisi lingkungan secara lebih menyeluruh. Salah satu kemampuan yang kini menjadi perhatian adalah indra peraba.

Kebutuhan tersebut mendorong Institute of Flexible Electronics Technology of THU di Zhejiang mengembangkan teknologi kulit elektronik atau electronic skin (e-skin) yang fleksibel. Teknologi ini dirancang untuk memberikan kemampuan sentuhan kepada robot sehingga mereka dapat merasakan tekanan, suhu, hingga tekstur benda yang disentuh.

Pengembangan kulit elektronik ini menjadi penting karena kemampuan robot dalam berinteraksi dengan dunia nyata selama ini masih memiliki keterbatasan. Model kecerdasan buatan (AI) yang digunakan untuk melatih robot umumnya mendapatkan banyak informasi dari kamera dan data pergerakan. Robot dapat melihat bentuk sebuah benda dan mengetahui bagaimana cara menggerakkan tangannya, tetapi belum tentu memahami seberapa kuat benda tersebut harus digenggam.

Kondisi itu menjadi masalah ketika robot harus menangani benda yang mudah pecah, licin, tidak beraturan, atau memiliki permukaan berbeda-beda. Tanpa informasi mengenai sentuhan, robot berisiko memberikan tekanan terlalu kuat sehingga benda rusak atau justru terlalu lemah sehingga benda terlepas.

Memberikan Indra Sentuhan pada Robot

Untuk mengatasi persoalan tersebut, para peneliti mengembangkan terminal sensor taktil fleksibel yang dapat berfungsi seperti kulit pada robot. Perangkat ini dibuat menggunakan teknologi manufaktur perangkat fleksibel terintegrasi sehingga menghasilkan sensor yang tipis dan elastis.

Karakteristik tersebut memungkinkan kulit elektronik ditempelkan pada permukaan robot yang memiliki bentuk melengkung. Sensor dapat dipasang pada bagian seperti ujung jari, tangan, maupun lengan robot tanpa mengganggu fleksibilitas gerakannya.

Setelah terpasang, sensor memungkinkan robot memperoleh informasi mengenai kondisi benda yang disentuh secara langsung. Data tersebut mencakup tekanan, suhu, serta tekstur permukaan.

Kemampuan ini membuat robot tidak lagi hanya mengandalkan penglihatan untuk mengambil keputusan. Robot dapat menggunakan informasi dari sentuhan untuk menentukan apakah genggamannya sudah cukup kuat atau perlu disesuaikan.

Teknologi tersebut kemudian dipadukan dengan algoritma pengendalian gaya. Sistem dapat memberikan umpan balik gaya dengan frekuensi hingga 1 kilohertz, atau sekitar 1.000 kali dalam satu detik. Sistem juga memiliki resolusi sebesar 2 persen.

Dengan kecepatan tersebut, robot dapat melakukan penyesuaian terhadap kekuatan genggaman secara terus-menerus. Artinya, ketika posisi benda berubah atau genggaman mulai tidak stabil, robot dapat segera merespons tanpa hanya mengandalkan pola gerakan yang telah diprogram sebelumnya.

Bisa Menggenggam Benda Rapuh

Salah satu kemampuan menarik dari sistem ini adalah rentang gaya yang dapat diberikan robot. Untuk benda yang rapuh, sistem dapat menggunakan gaya sekitar 2 newton. Sementara itu, ketika menangani benda yang lebih berat, robot dapat meningkatkan gaya genggamannya hingga 100 newton.

Kemampuan mengatur gaya secara dinamis menjadi faktor penting dalam interaksi fisik. Dalam penggunaan di dunia nyata, robot kemungkinan akan berhadapan dengan berbagai jenis benda yang memiliki berat, bentuk, ukuran, dan tingkat kekuatan berbeda.

Sistem kulit elektronik juga dilengkapi mekanisme kompensasi otomatis untuk membantu mencegah benda tergelincir dari genggaman. Ketika sistem mendeteksi adanya perubahan yang menunjukkan bahwa benda mulai tidak stabil, robot dapat menyesuaikan gaya yang diberikan.

Selain itu, terdapat fitur peringatan aktif yang dapat memberi tahu sistem ketika kondisi genggaman mulai tidak aman. Mekanisme tersebut berpotensi meningkatkan tingkat keamanan ketika robot bekerja dengan benda yang bernilai, rapuh, atau memiliki bentuk tidak beraturan.

Data Sentuhan untuk Melatih Embodied AI

Pengembangan kulit elektronik ini tidak hanya ditujukan untuk meningkatkan kemampuan robot saat bekerja. Teknologi tersebut juga memiliki peran penting dalam pengembangan embodied AI.

Embodied AI merupakan pendekatan AI yang memungkinkan sistem kecerdasan buatan belajar melalui interaksi dengan lingkungan fisik menggunakan tubuh atau perangkat robotik. Dalam konsep ini, robot tidak cukup hanya memahami gambar atau teks. Robot juga harus memahami bagaimana sebuah objek merespons ketika disentuh, ditekan, diangkat, atau dipindahkan.

Karena itu, data sentuhan menjadi komponen penting dalam proses pelatihan. Kamera dapat memberikan informasi visual mengenai bentuk dan posisi benda, tetapi tidak dapat sepenuhnya menggambarkan seberapa licin permukaan benda atau berapa besar tekanan yang diperlukan untuk menggenggamnya.

Kulit elektronik dapat mengisi kekosongan tersebut dengan menyediakan data interaksi fisik secara langsung. Data ini kemudian berpotensi digunakan untuk melatih model AI agar robot dapat mengambil keputusan yang lebih akurat ketika berhadapan dengan kondisi nyata.

Menurut lembaga pengembangnya, teknologi ini juga menawarkan metode pengumpulan data taktil yang lebih terjangkau dibandingkan jika hanya mengandalkan perangkat sensor khusus dalam jumlah besar. Dengan semakin banyak data interaksi fisik yang dikumpulkan, proses pelatihan robot untuk menghadapi berbagai skenario dunia nyata dapat dilakukan dalam skala yang lebih besar.

Produksi 1.000 Gripper Pintar per Bulan

Teknologi kulit elektronik tersebut disebut telah diterapkan di pusat pelatihan embodied AI industri milik lembaga pengembang. Penerapan ini memungkinkan terbentuknya alur pengumpulan data secara berkelanjutan dari interaksi fisik antara robot dan lingkungannya.

Dengan pendekatan tersebut, setiap interaksi robot dengan benda dapat menjadi sumber data untuk meningkatkan kemampuan sistem AI. Semakin banyak variasi interaksi yang dikumpulkan, semakin besar pula peluang model AI untuk memahami situasi fisik yang beragam.

Pusat pelatihan tersebut juga memiliki kapasitas untuk memproduksi dan memasang hingga 1.000 gripper robotik pintar setiap bulan. Gripper merupakan perangkat penjepit yang digunakan robot untuk mengambil dan memindahkan objek.

Kapasitas produksi tersebut menunjukkan bahwa teknologi ini tidak hanya diarahkan untuk demonstrasi dalam skala laboratorium. Pengumpulan data dalam jumlah besar menjadi bagian penting untuk mempercepat pengembangan robot yang mampu melakukan pekerjaan kompleks di lingkungan nyata.

Pada akhirnya, kulit elektronik dapat menjadi salah satu komponen penting dalam evolusi robot humanoid. Jika kamera memberikan kemampuan untuk "melihat" dan aktuator memungkinkan robot "bergerak", sensor taktil memberikan kemampuan untuk "merasakan".

Kombinasi ketiga kemampuan tersebut berpotensi membuat robot lebih adaptif ketika berinteraksi dengan manusia maupun berbagai objek. Robot tidak lagi sekadar menjalankan gerakan yang telah ditentukan, tetapi dapat merespons kondisi fisik yang ditemuinya secara lebih fleksibel.

Meski masih membutuhkan pengembangan lebih lanjut, teknologi ini menunjukkan bahwa masa depan embodied AI tidak hanya bergantung pada seberapa pintar model AI dalam memproses informasi. Kemampuan robot untuk memahami dunia melalui sentuhan juga dapat menjadi bagian penting dalam mewujudkan mesin yang mampu bekerja secara lebih aman, presisi, dan mandiri di dunia nyata.