Jakarta, tvrijakartanews - Para peneliti di Korea Selatan telah menciptakan material multifungsi luar biasa pertama yang dapat dikodekan, diubah menjadi berbagai bentuk dan sifat mekanik secara real-time. Peneliti menyebut, metamaterial baru ini terinspirasi dari gurita.

Menurut peneliti, seperti dilansir dari IFL Science (04/03/2024) material ini melampaui batasan material yang ada dan membuka kemungkinan baru untuk berbagai bidang yang membutuhkan kemampuan beradaptasi yang cepat, terutama dalam bidang robotika.

Mengatasi batas keras mesin lunak

Mesin lunak cenderung tertinggal dalam hal kemampuannya beradaptasi terhadap lingkungan yang terus berubah, jika dibandingkan dengan contoh biologis. Hal ini karena terdapat keterbatasan yang signifikan pada kemampuan penyesuaian waktu nyata, serta keterbatasan pada jangkauan properti dan fungsi yang dapat diprogram ulang.

Studi yang dipublikasikan di Advanced Materials ini menuliskan material baru yang dapat diprogram secara digital ini memiliki berbagai kemampuan mekanis yang luar biasa, termasuk perubahan bentuk dan memori, respons tegangan-regangan, dan rasio Poisson (yang menunjukkan bagaimana penampang benda yang dapat dideformasi berubah akibat peregangan memanjang) di bawah beban kompresi. Selain itu, material baru ini menunjukkan fungsionalitas yang berorientasi pada aplikasi, seperti penyerapan energi dan penyampaian tekanan yang dapat disesuaikan dan digunakan kembali.

Terobosan ini dikatakan peneliti dapat mengantarkan era baru pengembangan robot lunak yang sepenuhnya adaptif dan mesin interaktif cerdas.

“Kami memperkenalkan sistem komposit metamaterial yang memungkinkan penyesuaian gradasi dan reversibel dalam berbagai informasi mekanis dengan menerjemahkan informasi pola digital yang dikodekan ke dalam keadaan kekakuan diskrit dari piksel mekanis,” tulis tim dalam makalah penelitian tersebut.

Profesor Jiyun Kim di Departemen Ilmu dan Teknik Material di UNIST, Korea Selatan, yang memimpin penelitian mengungkapkan, untuk mengembangkan temuan baru tersebut dengan memperkenalkan pendekatan baru menggunakan pola kekakuan grafis, yang memungkinkan konfigurasi ulang bentuk material yang kaya. Hal ini memungkinkan mereka secara mandiri beralih di antara apa yang mereka sebut sebagai “keadaan kekakuan biner digital” (pada dasarnya keadaan lunak atau kaku) dari unit penyusun material dalam “auxetic sederhana” (struktur atau material yang memiliki rasio Poisson negatif) yang menampilkan rongga elips.

Materi tersebut, jelas penulis dalam makalah mereka, mencapai “tunabilitas in situ dan gradasi dalam berbagai kualitas mekanis,”

Jun Kyu Choe, penulis pertama studi dan mahasiswa program gabungan MS/PhD Ilmu dan Teknik Material di UNIST, mengatakan dalam sebuah pernyataan bahwa Ini membuka kemungkinan baru untuk material adaptif tingkat lanjut dan pengembangan robot adaptif di masa depan.

“Kami telah mengembangkan metamaterial yang dapat menerapkan karakteristik yang diinginkan dalam hitungan menit, tanpa memerlukan perangkat keras tambahan,” kata Choe.

Choe dan rekannya mendemonstrasikan potensi material tersebut melalui “material penyerap energi kejut adaptif”, yang menyesuaikan sifat-sifatnya sebagai respons terhadap benturan yang tiba-tiba. Material tersebut mampu membatasi resiko kerusakan atau cedera dengan meminimalkan gaya yang ditransmisikan ke objek yang dilindungi. Kemudian tim mengubah material tersebut menjadi “material transmisi gaya”, yang mengirimkan gaya pada lokasi dan waktu yang diinginkan.

Lebih lanjut, dengan memasukkan perintah digital tertentu, material tersebut dapat mengoperasikan sakelar LED yang berdekatan, yang memungkinkan kontrol yang tepat atas jalur transmisi gaya. Metamaterial tersebut juga kompatibel dengan berbagai perangkat dan gadget yang ada, serta teknologi kecerdasan buatan , termasuk pembelajaran mendalam.

“Metamaterial ini, yang mampu mengubah informasi digital menjadi informasi fisik secara real-time, akan membuka jalan bagi material baru yang inovatif yang dapat dipelajari dan beradaptasi dengan lingkungan sekitarnya,” tambah Profesor Kim.