Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice

Translator: Gita Arimanda Reviewer: Sarmoko Sarmoko

My students and I work on very tiny robots.

Saya dan mahasiswa saya sedang membuat robot yang sangat kecil.

Now, you can think of these as robotic versions

Anda bisa menganggapnya sebagai versi robotik

of something that you're all very familiar with: an ant.

dari sesuatu sangat familiar dengan Anda: seekor semut.

We all know that ants and other insects at this size scale

Kita semua tahu kalau semut dan serangga lain yang seukuran

can do some pretty incredible things.

dapat melakukan hal-hal yang mengagumkan.

We've all seen a group of ants, or some version of that,

Kita pernah melihat sekawanan semut atau serangga lain

carting off your potato chip at a picnic, for example.

menyeret keripik kentang Anda ketika piknik misalnya.

But what are the real challenges of engineering these ants?

Lalu apa tantangan dalam merekayasa semut semacam ini?

Well, first of all, how do we get the capabilities of an ant

Pertama-tama, bagaimana menciptakan kemampuan yang sama dengan seekor semut

in a robot at the same size scale?

di dalam robot dengan ukuran yang sama?

Well, first we need to figure out how to make them move

Pertama, kita mesti tahu cara mereka bergerak

when they're so small.

dengan ukuran sekecil itu.

We need mechanisms like legs and efficient motors

Kita butuh mesin seperti kaki dan motor yang efisien

in order to support that locomotion,

untuk bisa menunjang daya geraknya.

and we need the sensors, power and control

Dan kita butuh sensor, sumber tenaga, dan kendali

in order to pull everything together in a semi-intelligent ant robot.

agar dapat menggabungkan semuanya menjadi sebuah robot semut semi-cerdas.

And finally, to make these things really functional,

Lalu terakhir, untuk membuatnya bekerja dengan baik,

we want a lot of them working together in order to do bigger things.

mereka harus bekerja sama dalam jumlah banyak untuk melakukan hal lebih besar.

So I'll start with mobility.

Baiklah, saya akan mulai dengan mobilitasnya.

Insects move around amazingly well.

Serangga bergerak dengan sangat baik.

This video is from UC Berkeley.

Video ini didapat dari UC Berkeley.

It shows a cockroach moving over incredibly rough terrain

Ini menunjukkan kecoa bergerak di permukaan yang kasar

without tipping over,

tanpa tersandung.

and it's able to do this because its legs are a combination of rigid materials,

Ia dapat melakukannya karena pada kakinya ada kombinasi material yang keras,

which is what we traditionally use to make robots,

yang dulu kita gunakan untuk membuat robot,

and soft materials.

dan material yang lunak.

Jumping is another really interesting way to get around when you're very small.

Melompat adalah cara menarik untuk pindah tempat jika Anda berukuran kecil.

So these insects store energy in a spring and release that really quickly

Serangga ini menyimpan energi lewat pegas dan melepaskannya dengan cepat

to get the high power they need to jump out of water, for example.

agar mendapat kekuatan besar untuk lompat dari air misalnya.

So one of the big contributions from my lab

Salah satu kontribusi besar dari laboratorium saya

has been to combine rigid and soft materials

adalah mengombinasikan material keras dan lunak

in very, very small mechanisms.

dalam mesin yang sangat kecil.

So this jumping mechanism is about four millimeters on a side,

Mesin pelompat ini panjangnya sekitar empat milimeter,

so really tiny.

jadi sangatlah kecil.

The hard material here is silicon, and the soft material is silicone rubber.

Material kerasnya dari silikon, dan yang lunak dari karet silikon.

And the basic idea is that we're going to compress this,

Ide dasarnya adalah kita akan memadatkannya,

store energy in the springs, and then release it to jump.

menyimpan energi di pegas, dan melepasnya untuk melompat.

So there's no motors on board this right now, no power.

Mesin ini tidak menggunakan motor, tanpa sumber energi.

This is actuated with a method that we call in my lab

Ini dijalankan dengan metode yang di lab kami sebut

"graduate student with tweezers." (Laughter)

- "mahasiswa dengan pinset." - (Tawa)

So what you'll see in the next video

Yang Anda lihat di video selanjutnya

is this guy doing amazingly well for its jumps.

adalah robot yang sangat pandai sekali melompat.

So this is Aaron, the graduate student in question, with the tweezers,

Ini Aaron, mahasiswa yang tadi disebut, dengan pinsetnya,

and what you see is this four-millimeter-sized mechanism

dan yang Anda lihat yaitu mesin berukuran empat milimeter

jumping almost 40 centimeters high.

melompat hampir setinggi 40 cm.

That's almost 100 times its own length.

Itu hampir 100 kali panjang tubuhnya.

And it survives, bounces on the table,

Dan ia tahan, melambung di atas meja,

it's incredibly robust, and of course survives quite well until we lose it

sangat kuat, dan tentu bertahan baik sampai ia hilang

because it's very tiny.

karena saking kecilnya.

Ultimately, though, we want to add motors to this too,

Pada akhirnya, kami ingin menambahkan motor,

and we have students in the lab working on millimeter-sized motors

dan mahasiswa di lab kami mengerjakan motor berukuran milimeter

to eventually integrate onto small, autonomous robots.

untuk dapat digabungkan dengan robot kecil yang otomatis.

But in order to look at mobility and locomotion at this size scale to start,

Untuk bisa meneliti mobilitas dan daya gerak benda sekecil ini,

we're cheating and using magnets.

kami menggunakan bantuan magnet.

So this shows what would eventually be part of a micro-robot leg,

Ini menunjukkan bagian yang nantinya menjadi kaki robot mikro,

and you can see the silicone rubber joints

Anda bisa lihat sambungan karet silikonnya

and there's an embedded magnet that's being moved around

dan di situ ada magnet tanam yang digerakkan

by an external magnetic field.

oleh medan magnet eksternal.

So this leads to the robot that I showed you earlier.

Ini menghasilkan robot yang saya tunjukkan tadi.

The really interesting thing that this robot can help us figure out

Hal menarik yang bisa robot ini tunjukkan pada kita adalah

is how insects move at this scale.

bagaimana serangga bergerak di skala ini.

We have a really good model for how everything

Kami punya model bagus tentang gerak binatang

from a cockroach up to an elephant moves.

dari ukuran kecoa hingga gajah.

We all move in this kind of bouncy way when we run.

Kita semua melambung seperti ini ketika lari.

But when I'm really small, the forces between my feet and the ground

Namun ketika ukurannya kecil, gaya antara kaki dan tanah

are going to affect my locomotion a lot more than my mass,

akan lebih berpengaruh pada daya gerak daripada massa,

which is what causes that bouncy motion.

yang menyebabkan gerakan melambung itu.

So this guy doesn't work quite yet,

Robot ini belum sepenuhnya berhasil

but we do have slightly larger versions that do run around.

namun kami punya versi agak lebih besar yang bisa berlari-lari.

So this is about a centimeter cubed, a centimeter on a side, so very tiny,

Ini kubus berukuran kira-kira satu cm per sisinya, jadi sangat kecil,

and we've gotten this to run about 10 body lengths per second,

dan ia bisa lari sejauh 10 kali panjang tubuhnya per detik,

so 10 centimeters per second.

jadi 10 cm per detik.

It's pretty quick for a little, small guy,

Cukup cepat untuk sebuah robot yang kecil,

and that's really only limited by our test setup.

karena ia terbatas oleh susunan percobaan kami.

But this gives you some idea of how it works right now.

Namun ini menggambarkan pada Anda cara kerjanya.

We can also make 3D-printed versions of this that can climb over obstacles,

Kami juga dapat membuat versi cetak 3Dnya yang bisa memanjat hambatan,

a lot like the cockroach that you saw earlier.

sangat mirip seperti kecoa yang Anda lihat tadi.

But ultimately we want to add everything onboard the robot.

Pada akhirnya kami ingin menambahkan semuanya ke robot ini.

We want sensing, power, control, actuation all together,

Kami ingin indera peraba, sumber tenaga, kontrol, dan penggerak sekaligus,

and not everything needs to be bio-inspired.

dan tidak semua mesti terinspirasi oleh biologi.

So this robot's about the size of a Tic Tac.

Robot ini ukurannya sebesar Tic Tac.

And in this case, instead of magnets or muscles to move this around,

Dan di sini, alih-alih magnet atau otot untuk penggerak,

we use rockets.

kami gunakan roket.

So this is a micro-fabricated energetic material,

Jadi ini adalah material energetik ukuran mikro,

and we can create tiny pixels of this,

dan kita bisa menciptakan versi piksel mininya,

and we can put one of these pixels on the belly of this robot,

dan menaruhnya di perut robot ini,

and this robot, then, is going to jump when it senses an increase in light.

dan si robot akan melompat ketika ia mendeteksi peningkatan cahaya.

So the next video is one of my favorites.

Video berikut ini salah satu favorit saya

So you have this 300-milligram robot

Robot yang beratnya 300 miligram ini

jumping about eight centimeters in the air.

melompat sekitar delapan cm di udara.

It's only four by four by seven millimeters in size.

Ukurannya hanya 4 x 4 x 7 mm.

And you'll see a big flash at the beginning

Anda bisa lihat ada kilatan cahaya sebelumnya

when the energetic is set off,

yang mengaktifkan energetik,

and the robot tumbling through the air.

dan robotnya melompat di udara.

So there was that big flash,

Jadi ada kilatan besar,

and you can see the robot jumping up through the air.

dan Anda bisa lihat robotnya melompat di udara.

So there's no tethers on this, no wires connecting to this.

Tanpa penambat, tanpa kabel yang terhubung.

Everything is onboard, and it jumped in response

Segalanya ada di robot yang melompat

to the student just flicking on a desk lamp next to it.

karena mahasiswa tadi menyalakan lampu di sebelahnya.

So I think you can imagine all the cool things that we could do

Saya pikir Anda bisa bayangkan segala hal keren yang bisa kita lakukan

with robots that can run and crawl and jump and roll at this size scale.

dengan robot yang bisa lari, merambat, melompat, dan berguling dengan ukuran ini.

Imagine the rubble that you get after a natural disaster like an earthquake.

Bayangkan reruntuhan akibat bencana alam seperti gempa bumi.

Imagine these small robots running through that rubble

Bayangkan robot kecil ini berlarian di reruntuhan itu

to look for survivors.

mencari korban selamat.

Or imagine a lot of small robots running around a bridge

Bayangkan banyak robot kecil berlari di sekitar jembatan

in order to inspect it and make sure it's safe

untuk memeriksa apakah jembatan itu aman

so you don't get collapses like this,

sehingga tidak ada jembatan ambruk,

which happened outside of Minneapolis in 2007.

seperti yang terjadi di luar Minneapolis tahun 2007.

Or just imagine what you could do

Bayangkan apa yang bisa Anda lakukan

if you had robots that could swim through your blood.

kalau ada robot yang bisa berenang di pembuluh darah.

Right? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.

Ya kan? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.

Or they could operate without having to cut you open in the first place.

Atau mereka dapat mengoperasi tanpa harus membedah Anda.

Or we could radically change the way we build things

Atau kita dapat mengubah total cara kita membangun sesuatu

if we have our tiny robots work the same way that termites do,

jika kita punya robot kecil yang kerjanya sama seperti rayap,

and they build these incredible eight-meter-high mounds,

dan membangun gundukan luar biasa besar setinggi delapan meter,

effectively well ventilated apartment buildings for other termites

sebuah apartemen berventilasi lengkap untuk rayap lainnya

in Africa and Australia.

seperti yang ada di Afrika dan Australia.

So I think I've given you some of the possibilities

Saya pikir saya sudah berikan beberapa kemungkinan

of what we can do with these small robots.

yang bisa kita lakukan dengan robot kecil ini.

And we've made some advances so far, but there's still a long way to go,

Kita telah membuat banyak kemajuan, namun perjalanan masih panjang,

and hopefully some of you can contribute to that destination.

semoga Anda juga bisa berkontribusi untuk tujuan yang sama.

Thanks very much.

Terima kasih banyak.

(Applause)

(Tepuk tangan)