Miniaturisasi dalam robotika melibatkan pengurangan ukuran robot dan komponennya sekaligus meningkatkan kekuatannya. Ini tentang menempatkan sensor, komputer, manajemen daya, dan aktuator ke dalam sistem yang lebih ramping tanpa mengorbankan presisi atau keandalan.
Mesin-mesin baru ini dapat melakukan tugas-tugas di tempat yang terlalu kecil untuk dijangkau oleh mesin yang lebih besar atau manusia, sehingga menjadikannya optimal untuk pabrik, rumah sakit, dan pertambangan.
Keuntungan dari sistem robot kompak
Pergeseran ke arah miniaturisasi menawarkan manfaat yang signifikan, itulah sebabnya miniaturisasi dikembangkan dan digunakan di banyak bidang ilmu pengetahuan dan industri.
Peningkatan kecepatan dan akurasi
Komponen yang lebih kecil secara alami lebih ringan. Pengurangan massa ini memungkinkan akselerasi dan deselerasi lebih cepat.
Ketika jarak bebas, kelenturan, dan serangan balik diminimalkan pada skala yang lebih kecil, presisi akan meningkat. Dalam-perakitan atau inspeksi mikro, hal ini berarti pelacakan jalur yang lebih ketat, siklus yang lebih pendek, dan overshoot yang lebih sedikit.
Peningkatan efisiensi dan biaya lebih rendah
Paket yang lebih kecil biasanya menggunakan lebih sedikit daya dan menggunakan lebih sedikit bahan, sehingga mengurangi biaya produksi dan operasional. Bisnis yang ingin meningkatkan otomatisasi memandang robot kompak sebagai solusi terjangkau dan berkelanjutan yang dapat menghemat ruang yang berharga di pabrik, laboratorium, gudang, dan fasilitas lainnya.
Aksesibilitas dan mobilitas yang lebih besar
Robot kompak dapat menjangkau tempat-tempat yang tidak dapat dijangkau oleh mesin yang lebih besar. Drone inspeksi yang dikurung dapat menembus saluran, tangki, dan kapal tanpa masalah.
Laboratorium dan departemen transportasi telah menggunakan kendaraan udara tak berawak (UAV) yang dilindungi sangkar untuk pencitraan jembatan dan ruang terbatas, di mana GPS tidak dapat diterima dan masuknya manusia akan lambat atau berbahaya. Miniatur robot darat dan-bot lempar juga memeriksa interior yang sempit sebelum orang mengikutinya.
Teknologi di balik miniaturisasi dalam robotika
Peralihan ke arah robot yang lebih kecil ini dibangun berdasarkan kemajuan selama puluhan tahun dalam bidang{0}}rekayasa skala mikro. Komponen elektronik utama telah memungkinkan robot kompak saat ini.
Kemajuan dalam MEMS
Sistem mekanis-elektro-mikro (MEMS) memungkinkan penginderaan dan aktuasi-skala chip menjadi rutin. Mereka mengintegrasikan elemen mekanis kecil, sensor, dan elektronik ke dalam satu chip silikon, yang berfungsi sebagai "mata dan telinga" robot kecil.
Karena kecil dan{0}}efisien energi, MEMS cocok untuk sistem otonom. Program universitas menguraikan bagaimana MEMS kini mencakup penginderaan inersia, pemantauan lingkungan, mikrofluida, dan bahkan kemudi ringan - semuanya dengan ukuran dan biaya yang sesuai dengan bot mini.
Peran mikrokontroler
Sistem kendalinya adalah otak, dan pada miniatur robot, ini adalah mikrokontroler. Mikrokontroler adalah sistem komputasi lengkap pada satu sirkuit terintegrasi yang berisi prosesor, memori, dan periferal input/output. Ia dapat berjalan sebagai satu unit untuk-pemrosesan sinyal secara real-time, yang sangat penting untuk tugas-tugas seperti menyeimbangkan atau menavigasi rintangan.
Konsep ini meluas ke robotika lunak. Struktur lunak menyesuaikan diri dengan permukaan, mendistribusikan tegangan ke volume yang lebih besar dan secara efisien mengurangi gaya tumbukan. Strategi seperti ini menarik untuk merancang dan membangun sistem untuk menangani berbagai objek yang rapuh atau berbentuk tidak beraturan atau untuk beroperasi di sekitar manusia. Tujuannya adalah untuk menciptakan robot yang terinspirasi secara biologis yang memungkinkan interaksi adaptif dan fleksibel dengan lingkungan yang tidak dapat diprediksi.
Aplikasi miniaturisasi dunia nyata-
Saat-saat yang menyenangkan telah tiba, dan beberapa perusahaan memimpin dengan robot kompak dan bertenaga versi mereka sendiri. Berikut beberapa contohnya.
Aplikasi medis dan kesehatan
Robot bedah Medtronic
Medtronic sedang mengembangkan platform bedah{0}}dengan bantuan robot dan berfokus pada sistem untuk prosedur tulang belakang dan otak sejak mengakuisisi Mazor Robotics. Perusahaan ini telah membuat kemajuan dalam kateter dan instrumen yang lembut, dapat dikendalikan, dan dapat diubah bentuknya-untuk perawatan jantung dan endovaskular.
Sasaran perusahaan adalah mengembangkan kateter robotik yang dapat berubah bentuk berdasarkan panduan pencitraan untuk menavigasi-lingkungan jantung yang berdetak.
Sistem da Vinci Bedah Intuitif
Sistem Bedah da Vinci menampilkan kekuatan miniaturisasi pada skala yang berbeda. Meskipun robot Intuitive Surgical sendiri berukuran besar, instrumennya berukuran kecil. Peralatan kecil ini memungkinkan ahli bedah melakukan prosedur kompleks dan invasif minimal dengan mudah, sehingga mengurangi trauma dan mempercepat pemulihan pasien.
Industri dan manufaktur
Mekademik Meca500
Mecademic mengatakan Meca500 miliknya adalah salah satu lengan robot industri enam-sumbu terkecil dan paling presisi di dunia untuk pengujian dan inspeksi-perakitan mikro.
Laboratorium MIT Lincoln telah mendemonstrasikan kepala sputtering mikroplasma yang dipasang pada Meca500 untuk mencetak materi elektronik, yang menggambarkan bagaimana lengan kecil memungkinkan alur kerja fabrikasi meja laboratorium. Rumah sakit dan pusat pencitraan juga mengerahkan unit Meca500 untuk penanganan sampel otomatis.