RoboBees yang diproduksi oleh Harvard Microrobotics Lab

RoboBees yang diproduksi oleh Harvard Microrobotics Lab memiliki lebar sayap 3 sentimeter dan beratnya hanya 80 miligram. Teknisi Cornell sedang mengembangkan program baru yang akan membuat mereka lebih otonom dan mudah beradaptasi dengan lingkungan yang kompleks. Sementara para insinyur telah berhasil membangun robot mirip serangga kecil, memprogramnya untuk berperilaku secara mandiri seperti serangga sejati yang terus menghadirkan tantangan teknis. Sekelompok insinyur Cornell telah bereksperimen dengan jenis pemrograman baru yang meniru cara kerja otak serangga, yang bisa segera membuat orang bertanya-tanya apakah yang terbang di dinding sebenarnya adalah lalat.

Jumlah daya pemrosesan komputer yang dibutuhkan robot untuk merasakan embusan angin, menggunakan probe logam seperti rambut kecil yang tertanam di sayapnya, menyesuaikan penerbangannya, dan merencanakan jalurnya saat mencoba mendarat dengan bunga bergoyang akan membutuhkannya. untuk membawa komputer ukuran desktop di punggungnya. Silvia Ferrari, profesor teknik mesin dan kedirgantaraan dan direktur Laboratorium untuk Sistem dan Kontrol Cerdas, melihat munculnya chip komputer neuromorfis sebagai cara untuk mengecilkan muatan robot.

Tidak seperti chip tradisional yang memproses kombinasi 0s dan 1s sebagai kode biner, chip neuromorphic memproses lonjakan arus listrik yang berkobar dalam kombinasi kompleks, mirip dengan bagaimana neuron menyala di dalam otak. Laboratorium Ferrari sedang mengembangkan kelas baru dari algoritma penginderaan dan pengendalian berbasis event yang meniru aktivitas syaraf dan dapat diimplementasikan pada chip neuromorfik. Karena chip membutuhkan daya yang jauh lebih kecil daripada prosesor tradisional, mereka membiarkan para insinyur mengumpulkan lebih banyak perhitungan ke muatan yang sama.

Laboratorium Ferrari telah bekerja sama dengan Laboratorium Harvard Microrobotics, yang telah mengembangkan RoboBee seberat 80 miligram yang dilengkapi dengan sejumlah penglihatan, aliran optik dan sensor gerak. Sementara robot saat ini tetap terikat pada sumber listrik, para periset Harvard bekerja untuk menghilangkan pengekangan dengan pengembangan sumber daya baru. Algoritma Cornell akan membantu membuat RoboBee lebih otonom dan mudah beradaptasi dengan lingkungan yang kompleks tanpa meningkatkan beratnya secara signifikan.

"Terkena angin kencang atau pintu berayun akan menyebabkan robot kecil ini kehilangan kendali. Kami mengembangkan sensor dan algoritma untuk memungkinkan RoboBee menghindari kecelakaan, atau jika menabrak, bertahan dan tetap terbang," kata Ferrari. "Anda tidak bisa benar-benar mengandalkan pemodelan robot sebelumnya untuk melakukan ini, jadi kami ingin mengembangkan pengendali pembelajaran yang dapat menyesuaikan diri dengan situasi apa pun."

Untuk mempercepat pengembangan algoritma berbasis acara, simulator virtual diciptakan oleh Taylor Clawson, seorang mahasiswa doktoral di lab Ferrari. Simulator berbasis fisika memodelkan RoboBee dan kekuatan aerodinamika sesaat yang dihadapinya pada setiap pukulan sayap. Akibatnya, model tersebut dapat memprediksi secara akurat gerakan RoboBee selama penerbangan melalui lingkungan yang kompleks.

"Simulasi digunakan baik dalam pengujian algoritma dan dalam merancangnya," kata Clawson, yang membantu telah berhasil mengembangkan pengendali terbang otonom untuk robot dengan menggunakan pemrograman yang secara biologis terinspirasi yang berfungsi sebagai jaringan saraf. "Jaringan ini mampu belajar secara real time untuk memperhitungkan ketidakteraturan dalam robot yang diperkenalkan saat manufaktur, yang membuat robot ini secara signifikan lebih menantang untuk dikendalikan."

Selain otonomi dan ketahanan yang lebih besar, Ferrari mengatakan bahwa labnya berencana untuk membantu peralatan RoboBee dengan perangkat mikro baru seperti kamera, antena yang diperluas untuk umpan balik taktil, sensor kontak di kaki robot dan sensor aliran udara yang terlihat seperti rambut kecil.