Courtesy of InterestingEngineering

Algoritma Baru CMU Ciptakan Struktur Mekanik Wearable dengan Kekakuan yang Bisa Diubah

Mengembangkan algoritma baru yang memungkinkan desain metastructures yang dapat diprogram ulang dengan kekakuan yang dapat diatur dan kontrol gerak yang kompleks dalam enam derajat kebebasan, untuk meningkatkan aplikasi di bidang robotika, prostetik, aerospace, dan teknologi wearable.

09 Mei 2025, 23.09 WIB

38 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Algoritma baru memungkinkan desain metastruktur dengan kekakuan yang dapat diatur dan enam derajat kebebasan.
Perangkat wearable yang dikembangkan dapat meningkatkan umpan balik sentuhan dan membantu rehabilitasi otot.
Tantangan dalam teknologi ini termasuk kecepatan pengalihan mode dan pemulihan bentuk yang perlu ditingkatkan untuk aplikasi yang lebih cepat.

Pittsburgh, Pennsylvania, United States - Para peneliti di Carnegie Mellon University mengembangkan algoritma yang memungkinkan desain struktur yang dapat diubah-ubah kekakuannya dan memiliki kebebasan gerak penuh dalam enam arah. Ini memungkinkan bahan bisa diprogram untuk bergerak sesuai keinginan dan membuat sistem mekanik lebih canggih.

Dengan model matematika yang diperbarui dan simulasi komputer, para peneliti merancang perangkat wearable yang dapat disesuaikan gerak dan kekakuannya, seperti alat penguat pergelangan tangan atau pelindung jari dengan sensasi berbeda.

Kawat pemanas digunakan untuk mengubah kekakuan batang fleksibel, tapi gerak yang bisa dibuat masih terbatas pada arah tekan. Peneliti juga mengusulkan penggunaan bahan resin dengan karbon nanotube supaya gerak bisa lebih variatif dan lebih kuat.

Walaupun gerakan dan penggantian mode masih lambat karena sistem pemanasan dan pendinginan pasif, teknologi ini cocok untuk aplikasi yang tidak butuh perubahan cepat seperti rehabilitasi motorik dan alat bantu produktivitas.

Di masa depan, teknologi ini bisa dikembangkan untuk berbagai bagian tubuh, berinteraksi dengan komputer serta dipakai di pelatihan, realitas virtual, dan perawatan personal. Cara produksi digital juga bisa membuat alat ini mudah dibuat secara massal.

--------------------

Analisis Kami: Inovasi ini memadukan teori kinematika maju dengan material fungsional secara efektif, membuka peluang desain mekanik yang sangat fleksibel untuk berbagai aplikasi. Namun, tantangan utama tetap pada optimasi material dan sistem termal agar dapat memenuhi kebutuhan kecepatan dan daya tahan dalam pemakaian nyata.

--------------------

Analisis Ahli:

Marc Miskin (profesor robotika): Pendekatan ini merupakan lompatan besar dalam desain struktur adaptif karena menggabungkan aspek teoretis dan praktis, namun efektivitas pemakaian jangka panjang sangat bergantung pada pengembangan material elektrotermal yang stabil.

Alicia Sanchez (pakar biomekanik): Desain yang mampu mengatur kekakuan dan derajat kebebasan secara simultan sangat berpotensi merevolusi perangkat rehabilitasi dan wearable dengan respons yang lebih alami dan personal.

--------------------

What's Next: Teknologi ini akan berkembang dengan integrasi material elektrotermal canggih dan sistem pendinginan aktif, sehingga mendukung aplikasi wearable yang lebih cepat dalam beradaptasi sambil memperluas kegunaan dalam rehabilitasi dan interaksi manusia-komputer.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/wearables-with-tunable-stiffness-mimic-touch-adapt-motion-and-remember-shape

Pertanyaan Terkait

Apa yang dikembangkan oleh para peneliti di Carnegie Mellon University?

Para peneliti di Carnegie Mellon University mengembangkan algoritma baru untuk merancang metastruktur yang dapat diatur dengan kekakuan dan enam derajat kebebasan.

Apa manfaat dari algoritma baru ini?

Manfaat dari algoritma baru ini termasuk kemampuan untuk memprogram jalur gerakan kompleks langsung ke dalam material, memberikan kontrol yang belum pernah ada sebelumnya terhadap fungsi sendi.

Sebutkan contoh perangkat wearable yang dibuat oleh peneliti!

Contoh perangkat wearable yang dibuat oleh peneliti termasuk perangkat pergelangan tangan yang dapat mengubah kekakuannya, thimble jari yang dapat beralih antara pengaturan lembut dan keras, serta wearable dengan beberapa sendi untuk lengan dan tangan.

Apa tantangan yang dihadapi dalam penggunaan kawat pemanas?

Tantangan yang dihadapi dalam penggunaan kawat pemanas adalah keterbatasan ekstensibilitasnya, yang membatasi gerakan hanya sepanjang sumbu kawat.

Bagaimana penelitian ini dapat mempengaruhi bidang lain?

Penelitian ini dapat mempengaruhi bidang lain seperti robotika, prostetik, teknologi wearable, dan rehabilitasi medis.