Robot kecil dengan potensi besar

Petualangan ke dunia mikro saat ahli robotika Paul McEuen dan Marc Miskin menjelaskan bagaimana mereka mendesain dan memproduksi secara massal robot mikro seukuran sel tunggal, yang ditenagai oleh kaki atom yang sangat tipis - dan menunjukkan bagaimana mesin-mesin ini suatu hari bisa "diarahkan" ke pembasmian hama di tanaman atau mempelajari otak Anda pada tingkat neuron individu.

Mark Miskin: Ini adalah rotifera.

Rotifera adalah mikroorganisme
seukuran sehelai rambut.

Mereka hidup di belahan bumi manapun --
di air asin, air tawar, di mana-mana --

dan yang satu ini sedang mencari makan.

Saya ingat pertama kali
melihat makhluk ini,

Saya berumur 8 tahun
dan itu membuat saya terpesona.

Maksud saya, makhluk kecil
yang luar biasa ini,

dia berburu, berenang,

menjalankan kehidupannya,

tapi seluruh dunianya muat
di dalam setetes air saja.

Paul McEuen: Rotifera kecil ini
menunjukkan sesuatu yang luar biasa.

Bahwa kita bisa membuat sebuah mesin

yang fungsional, kompleks, cerdas,

tapi cukup dalam satu tempat
yang kecil saja,

betapa kecilnya hingga sulit dilihat.

Jiwa insinyur saya sangat kagum
oleh mahluk kecil ini,

ada yang menciptakan
makhluk seperti ini.

Tetapi di balik keajaibannya, saya akui,
saya sedikit iri.

Alam bisa melakukannya.
Mengapa kita tidak?

Mengapa kita tidak bisa
membuat robot-robot kecil?

Saya bukan satu-satunya
orang yang memikirkan ini.

Faktanya, beberapa tahun terakhir,

para peneliti di dunia
sudah memulai untuk

mencoba membuat robot-robot

berukuran sangat kecil
sehingga sulit dilihat.

Dan yang ingin kami ceritakan
kepada Anda hari ini

adalah upaya di Universitas Cornell

dan sekarang di Universitas Pennsylvania

yang mencoba membuat robot-robot kecil.

Oke, jadi itulah tujuannya.

Tetapi bagaimana kita membuatnya?

Bagaimana kita bisa membuat
robot-robot berukuran kecil?

Ya, Pablo Picasso, adalah orang
yang memberikan kita petunjuk pertama.

Picasso berkata --

["Seniman yang baik menyalin,
seniman yang hebat mencuri."]

(Tertawa)

"Seniman yang baik menyalin.
Seniman yang hebat mencuri."

(Tertawa)

Oke, tetapi mencuri dari apa?

percaya atau tidak,

kebanyakan dari teknologi yang dibutuhkan
untuk membuat robot mungil sudah tersedia.

Industri semikonduktor sudah berkembang
semakin baik untuk

membuat perangkat
yang semakin kecil,

jadi, mereka bisa saja
meletakkan satu juta transistor

ke dalam sebuah wadah
yang ditempati oleh, katakanlah,

paramecium bersel tunggal.

Dan itu bukan hanya untuk elektronik.

Mereka juga dapat membuat sensor kecil,

LED,

sebuah alat komunikasi
yang sangat kecil untuk dilihat.

Jadi itulah yang akan kita buat.

Kita akan mencuri teknologi itu.

Ini adalah sebuah robot.

(Tertawa)

Robotnya punya dua bagian, ternyata,

Dia punya kepala, dan punya kaki.

[Mencuri ini: Otak]

(Tertawa)

Kita akan menyebut ini robot tanpa kaki,

yang mungkin terdengar aneh,

tapi robotnya cukup terlihat keren.

Sebenarnya, kebanyakan dari Anda
membawa sebuah robot tanpa kaki.

Ponsel pintar Anda adalah robot
tanpa kaki tersukses di dunia.

Hanya dalam kurun waktu 15 tahun saja,
robot ini telah menguasai seluruh planet.

Mengapa tidak?

Ini adalah mesin kecil yang sangat bagus.

Mesin ini sangat cerdas,

memiliki kemampuan berkomunikasi
yang baik,

dan semuanya ada di dalam satu paket
yang bisa kalian genggam di tangan.

Jadi kami ingin bisa membuat
benda seperti ini,

tetapi dalam skala sel,

seukuran paramecium.

Dan inilah dia.

Ini adalah ponsel pintar kami
yang berukuran sel.

Ini bahkan terlihat seperti ponsel pintar,

hanya saja yang satu ini
berukuran 10.000 kali lebih kecil.

Kami menyebutnya OWIC.

[Optical Wireless Integrated Circuits]

OK, kita bukan sedang promosi, oke?

(Tertawa)

Tapi benda ini sudah cukup terlihat keren.

Pada dasarnya OWIC ini
memiliki beberapa bagian.

Jadi dekat di bagian atasnya,

ada sel surya kecil yang
memberi daya pada alatnya

dan akan menghidupkan sirkuit kecil
di bagian tengahnya.

Dan sirkuit itu bisa menghidupkan
LED yang sangat kecil

yang berkedip pada Anda, memungkinkan
OWIC berkomunikasi dengan Anda

Jadi tidak seperti ponsel ANDA,

OWIC berkomunikasi dengan cahaya,

mirip seperti kunang-kunang kecil.

Satu hal yang sangat keren
dari OWIC ini adalah,

kami tidak membuatnya
satu per satu,

menyatukan semua bagiannya bersamaan.

Kami membuatnya dalam paralel
besar.

Contohnya, sekitar satu juta
dari OWIC ini

bisa muat ke dalam satu wafer
berukuran empat inci.

seperti ponsel
aneka aplikasi,

Anda bisa punya tipe OWIC berbeda.

Yang bisa mengukur voltase,

yang bisa mengukur temperatur,

Atau yang hanya akan mengedipkan cahaya
untuk mengindikasikan bahwa dia hidup.

Itu sangat keren,
untuk alat sekecil ini.

Dan saya ingin menjelaskan alat ini
sedikit lebih detail.

Tapi sebelumnya,
saya harus memberitahu sesuatu.

Saya u ingin memberitahu beberapa hal
yang mungkin baru dari uang receh.

yang satu ini adalah uang receh lama.

Ada gambar dari Memorial Lincoln
di belakangnya.

Satu hal yang mungkin Anda tidak tahu,

jika Anda melihat lebih dekat,
akan ada sesuatu di tengahnya

Anda akan melihat Abraham Lincoln,

seperti yang ada di Memorial Lincoln asli
yang dekat dari sini.

Yang saya yakin Anda tidak tahu,

jika Anda melihatnya lebih dekat lagi --

(Tertawa)

Anda akan melihat sebenarnya
ada OWIC di dadanya Abe Lincoln.

(Tertawa)

Tapi yang menarik adalah,

Anda bisa mencoba menatapnya seharian
dan tidak akan pernah bisa menemukannya.

Tidak akan terlihat oleh mata telanjang.

OWIC ini sangatlah kecil,

dan kami membuatnya separalel mungkin,

sehingga setiap OWIC akan seharga
kurang dari satu sen.

Sebenarnya, yang paling mahal
di demo ini adalah stiker kecil ini

yang bertuliskan "OWIC."

(Tertawa)

Seharga 8 sen.

(Tertawa)

Kami sangat tertarik tentang ini
dengan berbagai alasan.

Contohnya, kita bisa membuatnya
menjadi sebuah tag kecil pintar yang aman,

untuk identifikasi daripada sidik jari.

Kami bahkan sudah menerapkannya
ke dalam peralatan medis

untuk menyediakan informasi,

kami bahkan mulai berpikiran
untuk menaruhnya di otak

agar bisa mendengarkan neuron
satu per satu.

Faktanya, ada satu hal
yang salah dengan OWIC ini:

ini bukanlah sebuah robot.

Ini hanya sebuah kepala.

(Tertawa)

Dan saya yakin kita semua setuju

bahwa sebagian dari robot
sebenarnya bukan robot sama sekali.

Tanpa ada kaki-kakinya,
sebenarnya benda ini bukan apa-apa.

MM: OK, jadi Anda butuh kaki-kakinya
jika ingin membuat sebuah robot.

Dan sekarang, ternyata Anda
tidak bisa hanya mencuri

beberapa teknologi yang sudah ada.

jika Anda ingin kaki
untuk robot kecilnya

Anda memerlukan aktuator,
komponen yang bisa bergerak

memenuhi kebutuhan robotnya.

Contohnya, jika mereka butuh
voltase kecil.

maka akan butuh daya rendah juga.

yang penting, harus kecil.

untuk membuat robot seukuran sel,
Anda perlu kaki seukuran sel.

Tapi, tidak ada yang tau cara membuatnya.

Belum ada teknologi untuk menjawab
semua kebutuhan tersebut.

Untuk membuat kaki dari robot kecilnya,

kita harus buat sesuatu yang baru.

Inilah yang kita buat.

Ini salah satu aktuatornya,
dan Anda memberinya tegangan.

Ketika saya melakukannya,
aktuatornya akan mengeriting.

Mungkin ini tidak terlihat keren,

tapi jika kita menaruh sel darah merah
di layar, ukurannya akan sebesar itu,

Jadi ini adalah benda keriting
yang sangat kecil.

Sangatlah kecil,

tapi alat ini bisa dengan mudah
berubah bentuk,

tanpa masalah, tanpa patah.

Bagaimana kami membuatnya?

Aktuatornya terbuat
dari lapisan platinum

lapisannya bisa beberapa atau cukup tebal.

Dan ternyata, jika kita menaruh platinum
kedalam air

dan memberinya voltase,

atom dari air akan menempel
atau lepas dengan sendirinya

dari permukaan platinum

tergantung dari berapa banyak voltasenya.

Ini menciptakan sebuah gaya,

dan gayanya bisa digunakan
untuk aktuasi yang dikendalikan tegangan.

Kuncinya adalah dengan merancang
semuanya dengan sangat tipis.

Lalu aktuatornya menjadi cukup fleksibel

untuk menekuk menjadi kecil
tanpa rusak,

dengan memanfaatkan gaya yang berasal dari

hanya menempelkan atau melepaskan
satu lapisan dari atom.

Kita tidak harus membuatnya
satu per satu.

Pada dasarnya, persis seperti OWIC,

kita bisa membuatnya
secara massal dan paralel.

Inilah contoh dari beberapa ribu aktuator,

dan yang saya lakukan hanyalah
memberinya daya,

dan mereka semua bergelombang,

yang kurang lebih terlihat seperti
sekumpulan kaki robot dari masa depan.

(Tertawa)

Dan sekarang kita punya otaknya
dan juga ototnya.

kita punya si pintar dan si aktuator.

OWIC adalah otaknya.

Mereka memberi kita sensor,
mereka memberi kita daya,

dan mereka memberikan
komunikasi dua arah melalui lampu.

Lapisan platinumnya adalah ototnya.

Merekalah yang akan menggerakan robotnya.

Sekarang, kita bisa menggunakan
dua bagian itu, menyatukannya

dan mulai merakit robot kecilnya.

Hal pertama yang mau kita buat
adalah sesuatu yang sangat simpel.

Robot ini digerakkan oleh
kontrol pengguna.

Di tengahnya adalah sel surya
dan beberapa kabel yang menempel.

Itulah OWIC nya.

Mereka terkoneksi ke sepasang kaki
yang terlapisi platinum

dan panel inilah yang ditaruh diatas

mengatur kakinya untuk melipat,
atau berubah bentuk apapun.

Konsepnya adalah dengan menembakkan laser
ke sel surya yang berbeda-beda,

kita bisa memilih kaki mana
yang mau digerakan

dan mulai menggerakannya.

Tentu saja, kita tidak membuatnya
satu per satu juga.

Kita membuatnya secara
massal dan paralel juga.

Kita bisa membuat sekitar satu juta robot
di dalam satu wafer berukuran 4 inci.

Contohnya, di sebelah kiri gambar ini,
adalah sebuah chip,

kurang lebih chipnya
punya 10,000 robot di dalamnya.

Dan di bidang kami, bidang makro,

benda ini kurang lebih terlihat seperti
sebuah mikroprosesor baru.

Tapi jika kita ambil chipnya
dan meletakannya di bawah mikroskop,

yang akan terlihat adalah
puluhan ribu robot-robot kecil.

Robot-robotnya masih tertahan di permukaan
yang kita buatkan untuk mereka.

Agar mereka bisa berjalan,
kita harus melepaskannya.

Kami mau menunjukkan langsung,
bagaimana kami melepaskan pasukan robot,

tapi prosesnya melibatkan bahan kimia
yang sangat berbahaya,

maksudnya, bahan yang menjijikkan,

dan kita berada jauh dari White House kan?

Ya. Mereka tidak akan mengizinkan kita
melakukannya.

Jadi --

(Tertawa)

Sebagai gantinya kami akan menunjukan
sebuah film saja. (Tertawa)

Apa yang sedang Anda lihat sekarang
adalah tahap akhir pembuatan robot.

Menggunakan bahan kimia

untuk membuat substratnya
lepas dari bawah robotnya.

Ketika larut, robotnya akan terbebas
lalu berubah ke bentuk akhirnya.

Seperti yang bisa Anda lihat,
hasilnya sekitar 90 persen,

jadi hampir seluruhnya dari 10.000 robot
yang kita buat,

adalah robot yang bisa kita gunakan
dan kontrol nantinya.

Dan kita bisa membawa robotnya
dan menyimpannya di suatu tempat.

Jadi jika Anda perhatikan video di kiri,
beberapa robotnya ada di air.

saya akan mendekatinya dengan sedotan,

dan saya bisa menyedot semuanya.

Dan jika robotnya dikembalikan
lewat sedotan itu,

mereka akan baik-baik saja.

Faktanya, robot-robot ini sangatlah kecil,

cukup kecil untuk bisa melewati
jarum hipodermis tertipis

jadi, jika Anda mau,

Anda bisa saja memenuhi badan kalian
dengan robot.

(Tertawa)

Saya rasa mereka tertarik.

(Tertawa)

Di sebelah kanan adalah robot
yang diletakkan di air kolam.

Saya ingin Anda menunggu sebentar.

Ooop!

Anda lihat itu? Itu bukan hiu.
Itu adalah paramecium.

Jadi seperti itulah
tempat hidup mahluk ini.

OK, jadi semuanya baik dan bagus,

Anda mungkin bertanya-tanya
sampai disini,

"Apa mereka bisa berjalan?"

Betul? Itu yang seharusnya mereka lakukan.
Mereka lebih ahli. Ayo kita lihat.

Inilah robotnya dan inilah sel solar
yang ada di tengahnya.

Yang berbentuk kotak kecil.

Saya ingin Anda memperhatikan
bagian sel surya paling atas dari slide.

Bisa lihat titik putih kecil?
Itu adalah tempat laser.

Sekarang lihat apa yang terjadi
ketika kita memindahkan laser

antara beberapa solar sel
pada robot

Terus jalan!

(Tepuk tangan)

Yeah!

(Tepuk tangan)

Jalanlah robot
mengitari dunia mikro.

Sekarang, satu hal
yang keren dari video ini adalah:

Saya sebenarnya yang mengendalikan
robot dalam video.

Sebenarnya, selama 6 bulan, tugas saya
menembakkan laser ke robot seukuran sel

untuk mengendalikan mereka dalam
dunia mikro.

Itu pekerjaan saya sebenarnya.

Yang saya ketahui, ini pekerjaan
yang paling keren di dunia.

(Tertawa)

Perasaannya sangat menyenangkan,

seperti melakukan
hal yang mustahil.

Perasaan yang mengagumkan seperti
pertama kali melihat lewat mikroskop

seperti anak kecil melihat rotifera.

Sekarang, saya seorang ayah
yang mempunyai anak sekitar 3 tahun.

Suatu saat, dia akan melihat
dengan mikroskop seperti itu.

Dan saya berpikir:

Apa yang akan dia lihat?

daripada hanya melihat dunia mikro,

kita manusia sekarang mampu membuat
teknologi untuk membangunnya,

untuk berinteraksi dengannya,
untuk merancangnya.

30 tahun lagi, saat anak saya setua saya,
apa yang akan kita lakukan?

Akankah robot mikro
hidup di aliran darah kita,

sebagai bakteri biasa?

Akankah mereka hidup di tanaman
dan membasmi hama?

Akankah mereka memberi tahu
kita terinfeksi, atau melawan kanker?

PM: Dan satu hal keren yaitu,

Anda dapat berpatisipasi
dalam revolusi ini.

10 tahun dari sekarang,

Ketika kamu membeli iPhone 15x Moto
atau apalah itu sebutannya --

(Tertawa)

mungkin didalamnya terdapat
ribuan robot kecil

yang bisa Anda kendalikan
dengan aplikasi di hp Anda.

Jadi, jika Anda ingin menaiki
sebuah paramecium, silakan.

JIka Anda mau -- entahlah --
pesta dansa DJ robot terkecil di dunia,

buatlah.

(Tertawa)

Dan saya, salah satu, yang sangat
bersemangat hari itu tiba.

MM: Terimakasih

(Tepuk tangan)