Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Robot Anjing CARA dengan Capstan Drive, Gerakan Lebih Halus dan Kuat

Memperkenalkan dan menjelaskan inovasi serta pengembangan robot anjing quadrupedal CARA menggunakan sistem capstan drive yang unik dan lebih efisien dibandingkan metode konvensional.

15 Jul 2025, 18.10 WIB

77 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

CARA adalah inovasi terbaru dalam robotika yang menggunakan sistem kapstan.
Penggunaan material kuat dan ringan seperti karbon dan Dyneema meningkatkan performa robot.
Aaed Musa terus merencanakan pengembangan robot-robot baru dengan fitur yang lebih canggih.

West Lafayette, Amerika Serikat - Seorang mahasiswa teknik mesin di Purdue University bernama Aaed Musa merancang robot anjing quadrupedal terbaru yang disebut CARA. Yang unik dari CARA adalah cara kerjanya memakai capstan drive, yaitu menggunakan tali tegang yang melilit drum halus untuk menggerakkan motor tanpa menggunakan roda gigi seperti biasa. Metode ini membuat gerakan robot jadi lebih halus, bertenaga besar, dan tanpa suara bising.

Robot CARA menggunakan motor brushless tipe pancake yang sering dipakai di drone karena besar diameternya dan kecepatan rendah tapi torsi tinggi. Setiap kaki CARA memiliki tiga motor yang dikendalikan oleh ODrive S1, memberi kontrol presisi atas posisi, kecepatan, dan torsi. Semua ini dikendalikan oleh sebuah mikrokontroler Teensy 4.1 yang berfungsi sebagai otak robot, serta sensor IMU BNO086 yang membantu robot mengetahui orientasinya di ruang tiga dimensi.

Untuk menjaga tali sebagai penggerak tetap kuat dan tidak meregang, CARA memakai tali Dyneema DM20 yang sangat kuat dan tahan lama. Bagian-bagian mechanical-nya banyak dibuat dengan pencetakan 3D menggunakan bahan PET dan serat karbon, membuat robot kuat tapi tetap ringan. Gabungan teknologi ini memungkinkan CARA berjalan dengan pola langkah trotting dan gerakan kaki yang mengikuti jalur sikloid seperti anjing sungguhan sehingga terlihat lebih alami dan stabil.

Selama masa pengujian, Musa menemukan beberapa bagian, terutama pada sambungan kaki belakang, mudah patah. Untuk itu bagian tersebut didesain ulang jadi lebih tebal dan kuat agar tahan lebih lama. Dia juga mengurangi ukuran langkah dan kecepatannya supaya beban dan momentum jadi lebih kecil sehingga mengurangi kerusakan. Dengan menambahkan data IMU ke pengaturan gerak, robot bisa lebih seimbang meski berada di permukaan miring.

Di masa depan, Musa berencana menambahkan roda dan perangkat tambahan seperti kamera GoPro, sensor LiDAR, atau tangan robot untuk memberikan fungsi lebih pada CARA. Selain itu, ia juga sudah menyiapkan robot anjing yang lebih kecil dan mudah dibuat dengan panduan langkah demi langkah yang akan dirilis sekitar tahun 2026.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/us-cara-robot-dog-ropes

Analisis Ahli

Marc Raibert

"Desain capstan drive memberikan solusi inovatif untuk masalah torsi dan stabilitas pada robot kuadrupedal sekaligus membuka kemungkinan aplikasi pada robot dinamis yang memerlukan respons cepat dan presisi tinggi."

Helen Greiner

"Penggunaan material ringan dan pengendalian cerdas seperti pada CARA adalah langkah penting untuk membuat robot yang tidak hanya fungsional tapi juga praktis digunakan di berbagai lingkungan sehari-hari."

Analisis Kami

"Penggunaan capstan drive pada robot kuadrupedal adalah terobosan yang sangat menjanjikan karena menghilangkan banyak masalah mekanis umum seperti backlash dan keausan cepat, membuat robot lebih tahan lama dan responsif. Integrasi teknologi off-the-shelf seperti motor pancake dan komponen 3D printing menunjukkan arah praktis pengembangan robotika yang bisa diakses lebih luas oleh penggemar dan peneliti independen."

Prediksi Kami

Teknologi capstan drive dan robot kuadrupedal yang lebih ringan serta modular seperti CARA akan semakin populer dan dipakai sebagai platform edukasi serta pengembangan robot yang lebih canggih dan terjangkau dalam beberapa tahun ke depan, terutama dengan rencana versi yang lebih kecil dan panduan pembangunan terbuka.