Transformasi Teknologi: Nano, Energi, dan Robotika

Para peneliti di Peking University, Cina, berhasil mengembangkan transistor terkecil dan paling hemat energi yang dapat digunakan untuk chip kecerdasan buatan (AI) masa depan. Transistor ini disebut ferroelectric field-effect transistor (FeFET), yang menyimpan dan memproses data dalam satu unit, mirip dengan cara kerja otak manusia. Teknologi chip konvensional saat ini menggunakan silikon yang menyimpan data dan memprosesnya secara terpisah. Hal ini menyebabkan konsumsi energi tinggi dan panas berlebih saat memindahkan data. Dengan peningkatan kebutuhan AI yang memproses data jumlah besar, teknologi chip ini mulai menunjukkan keterbatasan signifikan. Perbedaan utama dari FeFET yang dikembangkan adalah penggunaan elektroda gerbang dengan ukuran satu nanometer, lebih kecil dari molekul DNA yang lebarnya sekitar dua nanometer. Desain ini memungkinkan pengoperasian pada tegangan hanya 0,6 volt, sehingga lebih hemat energi dibandingkan model FeFET sebelumnya yang memerlukan 1,5 volt. Transistor ini juga menawarkan kecepatan operasi yang sangat tinggi dengan waktu respons hanya 1,6 nanodetik. Ini akan memungkinkan chip AI melakukan komputasi lebih cepat dan efisien, sekaligus mengurangi penggunaan tenaga listrik secara signifikan. Pengembangan ini sudah dipatenkan oleh Peking University dan diperkirakan akan membawa perubahan besar di bidang pembuatan chip, termasuk kemungkinan menciptakan chip dengan node di bawah satu nanometer. Ini menjadi harapan agar data center masa depan dan perangkat AI bisa lebih hemat energi dan memiliki performa lebih tinggi.

Penelitian terbaru mengungkap bahwa butiran beras memiliki kemampuan unik untuk berubah kekuatan tergantung pada seberapa cepat mereka dikompresi. Saat mendapatkan tekanan lambat, beras tetap kuat, namun saat tekanan cepat, beras menjadi lebih lemah karena gesekan antar butiran berkurang. Fenomena ini disebut rate softening dan memberikan inspirasi untuk pengembangan material baru. Para ilmuwan menggunakan sifat beras ini untuk menciptakan metamaterial, yaitu material yang dirancang untuk berperilaku berbeda dari bahan alami biasa. Dengan menggabungkan beras dan bahan granular lain seperti pasir yang justru menguat saat dimuat cepat, mereka membuat material yang bisa lentur, kaku, atau bahkan menekuk otomatis tergantung tekanan dan kecepatan beban. Keistimewaan metamaterial ini adalah tidak membutuhkan sensor, elektronik, atau perangkat kontrol untuk beradaptasi. Fisikanya sendiri yang mengendalikan responnya, membuat teknologi ini sangat efisien dan praktis untuk aplikasi seperti robot lunak yang bisa lebih ringan, aman, dan fleksibel dibanding robot berbahan logam dan mekanisme rumit. Selain membantu kemajuan robotik, material ini juga berpotensi besar digunakan dalam alat pelindung tubuh seperti helm atau pelindung lutut yang dapat menyesuaikan kekuatan perlindungan sesuai kecepatan benturan. Ini dapat mengurangi risiko cedera dengan cara yang lebih natural dan otomatis. Penelitian ini menunjukkan bahwa bahan sehari-hari seperti beras dan pasir dapat dimanfaatkan untuk menciptakan sistem pintar yang merespon gaya dan kecepatan secara alami. Temuan ini membuka jalan bagi pengembangan mesin adaptif dan perlengkapan pelindung inovatif di masa depan tanpa perlu teknologi elektronik yang rumit.

Para ilmuwan China berhasil menciptakan transistor ferroelectric terkecil dan paling hemat energi di dunia. Transistor ini memiliki kemampuan unik karena dapat mengintegrasikan memori dan pemrosesan data dalam satu unit, mirip dengan cara kerja neuron di otak manusia. Ini adalah terobosan besar yang diharapkan bisa mempercepat perkembangan hardware kecerdasan buatan. Pada chip komputer konvensional, penyimpanan data dan proses komputasi terjadi di tempat yang terpisah, sehingga menyebabkan keterlambatan karena data harus berpindah antara kedua area tersebut. Terobosan baru ini mengatasi masalah tersebut dengan menggabungkan fungsi tersebut dalam satu transistor, mengurangi waktu yang hilang pada transfer data. Penelitian ini dipimpin oleh Qiu Chenguang dan Peng Lianmao dari Peking University dan Chinese Academy of Sciences. Penemuan mereka dipublikasikan dalam jurnal ilmiah terkemuka, Science Advances, yang menandai relevansi dan keabsahan ilmiah dari hasil studi ini. Menurut para peneliti, kemampuan komputasi di dalam memori (in-memory computing) dari transistor ferroelectric ini sejalan dengan kebutuhan evolusi chip AI yang semakin menuntut efisiensi, kecepatan, dan integrasi proses dan memori secara maksimal. Industri teknologi menganggap ini sebagai kunci pengembangan AI dan komputasi neuromorfik di masa mendatang. Terobosan ini membuka peluang baru bagi pengembangan AI hardware yang lebih hemat energi dan berukuran sangat kecil, memungkinkan aplikasi yang lebih luas dan besar dalam berbagai teknologi seperti robotika, sistem cerdas, hingga perangkat mobile pintar. Ini bisa menjadi fondasi penting untuk generasi chip komputer berikutnya.

Horse Powertrain telah mengembangkan sebuah konsep mesin hybrid baru bernama H12 yang mampu meningkatkan efisiensi bahan bakar hingga 40 persen dibandingkan mesin pembakaran konvensional. Mesin ini dibuat untuk memberikan solusi sementara sebelum kendaraan listrik menjadi dominan sepenuhnya. Mesin H12 dilengkapi dengan teknologi seperti sistem resirkulasi gas buang baru dan pengapian berenergi tinggi yang meningkatkan efisiensi termal hingga 44,2 persen. Mesin ini mengambil basis dari mesin HR12 yang sudah diproduksi sejak 2024. Bahan bakar yang digunakan bukan bensin biasa, melainkan bahan bakar produksi Repsol yang 100 persen dapat diperbaharui dan dibuat dari limbah organik dan minyak bekas masak. Ini membantu mengurangi emisi karbon sebesar 1,77 ton per kendaraan per tahun. Karena mesin H12 menggunakan komponen standar yang sudah ada, kendaraan bermesin hybrid ini dapat diproduksi dan diluncurkan dengan lebih cepat oleh pabrikan mobil tanpa modifikasi besar. Hal ini membantu mempercepat adopsi teknologi ramah lingkungan. Pendekatan teknologi netral yang diusung oleh Horse Powertrain menekankan pentingnya menggunakan berbagai teknologi sekaligus, seperti listrik, hybrid, dan bahan bakar rendah karbon, untuk mempercepat penurunan emisi dan mendukung target net-zero global.

Di China, sebuah teknologi baru yang menggunakan robot pengisi daya bergerak di atas rel di garasi parkir mulai diterapkan. Sistem ini memungkinkan satu robot melayani banyak mobil tanpa harus memasang charger di setiap tempat parkir, sehingga menghemat biaya dan ruang. Pengguna kendaraan listrik dapat mengaktifkan layanan pengisian daya lewat aplikasi WeChat atau dengan memindai QR code. Robot kemudian akan bergerak secara otomatis menuju mobil dan menghubungkan kabel pengisian ke port mobil menggunakan kamera dan sensor. Meskipun kecepatan pengisian lebih rendah dibandingkan pengisi daya cepat DC, sistem ini sangat cocok untuk lokasi di mana kendaraan diparkir dalam waktu lama seperti perkantoran, pusat belanja, atau komplek perumahan. Perusahaan seperti LiAuto, CGXi, dan Wave Charging memimpin inovasi ini di China, dengan beberapa mulai memperluas teknologi ke negara lain. Pemerintah Beijing bahkan berencana mengoperasikan hingga 1.000 robot pengisi daya di berbagai titik parkir. Solusi serupa mulai muncul di negara lain seperti Amerika Serikat dengan sistem pengisian otomatis yang juga diharapkan membantu pengisian kendaraan listrik secara praktis dan efisien di tempat parkir terbatas.

Donut Lab, sebuah startup dari Finlandia, menghadapi kritik keras setelah mereka mengklaim memiliki teknologi baterai solid-state dengan kemampuan pengisian sangat cepat. Banyak ahli menyebut klaim ini sebagai mustahil dan menuduh perusahaan melakukan penipuan teknologi, sehingga menciptakan nuansa skeptisisme tinggi sebelum akhirnya muncul pengujian independen. Untuk membuktikan klaimnya, Donut Lab memerintahkan VTT Technical Research Centre Finlandia untuk melakukan pengujian pada baterai tersebut. Uji coba dilakukan dalam kondisi ekstrem tanpa menggunakan sistem pendingin aktif, sehingga suhu baterai dibiarkan naik selama pengisian super cepat sebagai simulasi situasi terburuk. Pengujian menggunakan istilah C-rate menunjukkan bahwa baterai mampu mengisi 80% dalam waktu sekitar 9,5 menit pada laju 5C dan hanya 4,5 menit pada laju 11C. Setelah pengisian, baterai juga berhasil menyimpan hampir seluruh energi tanpa kehilangan signifikan, membuktikan efisiensi dan daya tahan baterai. Keunggulan lain dari baterai Donut Lab adalah desainnya yang sederhana sehingga tidak membutuhkan aplikasi tekanan berlebih atau sistem pendingin aktif yang rumit. Ini berpotensi mengurangi biaya dan kompleksitas pembuatan pack baterai untuk kendaraan listrik, yang selama ini menjadi salah satu tantangan utama industri EV. Walau pengujian baru dilakukan pada sel tunggal dan belum pada pack baterai lengkap, hasil positif ini bisa mengubah pandangan di sektor baterai dan mendorong kemajuan lebih cepat dalam pengembangan baterai kendaraan listrik dengan pengisian ultra cepat di masa depan.

Leonard Siebert, seorang ilmuwan material dari Kiel University dan peneliti tamu di KU Leuven, memikirkan ulang cara manufaktur kaca dan obat-obatan melalui teknik canggih yang menggabungkan 3D printing dan ilmu material. Ia mengembangkan teknologi Laser-Assisted Melt Printing (LAMP) yang memungkinkan pencetakan kaca langsung tanpa melalui proses pemanasan furnace yang lama dan boros energi. LAMP menjadi solusi praktis untuk produksi barang-barang medis khusus seperti cangkok tulang dan restorasi gigi yang harus dipersonalisasi. Berbeda dengan metode tradisional, LAMP meningkatkan efisiensi energi dengan memanaskan area yang kecil secara langsung menggunakan laser, tanpa harus memanaskan seluruh ruang furnace. Selain itu, lewat proyek DRUG-SPIN, Leonard menggunakan teknik melt-spinning dari ilmu material untuk menciptakan bentuk amorf obat yang larut lebih cepat dalam tubuh. Dengan membuat obat menjadi amorf, pasien tidak perlu mengonsumsi dosis besar karena obat bisa diserap dengan lebih baik, sekaligus mengurangi limbah farmasi yang berdampak negatif pada lingkungan. Salah satu kendala utama yang diatasi adalah komunikasi antara bidang teknik dan kedokteran yang memiliki bahasa dan sudut pandang berbeda. Leonard menggarisbawahi pentingnya kolaborasi lintas disiplin agar produk inovasi seperti LAMP dan DRUG-SPIN bisa sampai ke tahap pengujian klinis dan aplikasi nyata, terutama dengan regulasi ketat di bidang medis. Secara keseluruhan, aplikasi ilmu material yang dikembangkan Leonard Siebert membawa potensi besar dalam mengurangi penggunaan energi dan limbah di industri manufaktur dan farmasi. Inovasi ini juga memperlihatkan bagaimana riset ilmiah yang interdisipliner dapat memberikan solusi nyata kepada tantangan global di bidang kesehatan dan lingkungan.

Hyundai Rotem memperkenalkan teknologi propulsi berbasis hidrogen di ajang World Defense Show 2026 di Riyadh. Dalam pameran tersebut, fokus utama adalah platform tanpa awak bernama Black Veil yang menggunakan sel bahan bakar hidrogen sebagai sumber tenaga. Teknologi ini menunjukkan bagaimana energi alternatif dapat mendukung persyaratan pertempuran generasi berikutnya dengan mengurangi jejak suara dan panas sekaligus meningkatkan masa operasi. Selain Black Veil, Hyundai Rotem juga memamerkan model K2 Black Panther dan kendaraan lapis baja roda 30 ton untuk ekspor. Model HR-Sherpa dengan sistem kontra-drone ikut melengkapi konsep integrasi kendaraan berawak dan tanpa awak yang tanggap terhadap ancaman udara di medan tempur yang kompleks dan didominasi oleh drone. Penekanan pada hidrogen bukan hanya sebagai konsep eksperimen, tetapi sebagai solusi praktis dan siap pakai untuk misi militer. Hyundai Rotem menegaskan bahwa masa depan operasi militer mengutamakan daya tahan tinggi, pengurangan jejak suara dan panas, serta pengisian cepat, bersama dengan performa kendaraan yang optimal. Teknologi propulsi hidrogen adalah contoh bagaimana inovasi di sektor otomotif sipil dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan militer sehingga memungkinkan pengembangan dan investasi riset yang lebih hemat biaya dan cepat. Hyundai Rotem menargetkan aplikasi teknologi ini terutama di lingkungan dengan kondisi temperatur tinggi dan medan sulit. Langkah ini sejalan dengan visi Saudi Arabia 2030 yang ingin mengurangi ketergantungan pada energi fosil, mendiversifikasi industri, serta menerapkan teknologi berkelanjutan di sektor pertahanan. Dengan memperkenalkan teknologi ini pada panggung internasional, Hyundai Rotem memperlihatkan kesiapan teknologi hidrogen sebagai solusi nyata dan modern bagi misi tempur masa depan.

Horse Powertrain, sebuah perusahaan yang dibentuk dari gabungan unit mesin Geely dan Renault, baru-baru ini merilis konsep powertrain hibrida yang dapat menggunakan bensin 100% terbarukan. Perusahaan yang juga didukung oleh Aramco ini berambisi meluncurkan kendaraan demonstrator di awal 2026 sebagai bagian dari upaya mempercepat pengujian jalan. Konsep mesin yang diberi nama H12 dikembangkan bersama Repsol, perusahaan energi besar dari Spanyol. Mesin ini mampu mencapai efisiensi termal hingga 44,2%, yang merupakan angka tinggi jika dibandingkan dengan mesin hibrida produksi saat ini. Hal ini menunjukkan fokus utama pada efisiensi maksimum dari bahan bakar berbasis sumber terbarukan. Sistem yang diuji dengan standar WLTP menunjukkan konsumsi bahan bakar sekitar 114.26 km (71 mil) per galon. Angka ini lebih baik 40% dari rata-rata konsumsi bahan bakar kendaraan penumpang baru di Eropa pada tahun 2023. Teknologi ini memanfaatkan rasio kompresi tinggi, sistem gas buang yang direvisi, turbocharger yang dioptimalkan, dan kalibrasi transmisi khusus untuk operasi hibrida. Bensin yang digunakan berasal dari bahan bakar terbarukan yang disuplai oleh Repsol, menjadikan penggunaan kendaraan ini lebih ramah lingkungan dengan potensi pengurangan emisi karbon sebesar hampir 2 ton per tahun dibanding kendaraan bensin konvensional, dengan asumsi jarak tempuh 7.1287.47 km (800 mil) per tahun. Meski kendaraan listrik berkembang pesat, proyek hybrid ini tetap penting sebagai pilihan transisi, terutama untuk pasar dengan infrastruktur listrik yang belum sempurna. Berbagai produsen otomotif kini fokus mengembangkan berbagai macam solusi hibrida dan elektrifikasi untuk menghadapi dinamika energi dan regulasi di berbagai wilayah.

Para peneliti di Tianjin University dan South China University of Technology telah berhasil mengembangkan baterai lithium-organik yang menggunakan polimer konduktif PBFDO sebagai katoda. Baterai ini menawarkan alternatif yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan baterai lithium-ion konvensional yang menggunakan logam berat seperti cobalt dan nikel. Baterai yang dibuat berbentuk pouch cell dengan kapasitas 2,5 ampere jam dan energi mencapai lebih dari 250 watt-jam per kilogram. Ini memberikan kinerja yang dapat bersaing dengan baterai lithium-ion tradisional. Selain itu, baterai ini dapat beroperasi di suhu mulai dari sangat dingin sampai sangat panas, dari -94°F hingga 176°F. Salah satu keunggulan utama baterai ini adalah elastisitasnya, yang membuat baterai tetap utuh dan berfungsi meskipun mengalami tekukan, peregangan, atau tekanan. Pengujian keselamatan termasuk tusukan jarum juga menunjukkan bahwa baterai ini aman tanpa risiko kebakaran atau ledakan. Inovasi ini penting untuk masa depan teknologi penyimpanan energi, terutama dalam pengembangan perangkat elektronik fleksibel dan wearable yang membutuhkan baterai yang tahan banting dan ringan. Berbagai negara dan tim riset sedang berlomba menciptakan baterai berbahan organik untuk mengurangi ketergantungan pada logam berat. Meskipun masih dalam tahap prototipe, baterai lithium-organik ini menunjukkan potensi besar untuk produksi skala industri dalam beberapa tahun ke depan. Industri otomotif dan penyimpanan energi diperkirakan akan mengadopsi teknologi ini sebagai solusi yang lebih aman, hemat biaya, dan berkelanjutan.