Peneliti mengembangkan sistem navigasi robot ala hewan yang membuat mesin mampu bergerak tanpa GPS di lingkungan ekstrem.
Ilustrasi dibuat oleh AI.Ringkasan
- Sistem baru meniru navigasi semut, burung migrasi, dan tikus.
- Robot memakai tiga sistem tumpang tindih agar tetap berjalan meski sensor gagal.
- Teknologi ini berpotensi digunakan untuk misi penyelamatan, eksplorasi luar angkasa, hingga robot industri.
NAVIGASI tanpa GPS selama ini menjadi masalah besar bagi robot, apalagi di tempat gelap, berdebu, atau penuh penghalang.
Sensor kamera bisa kotor, lidar bisa terganggu, dan sinyal GPS mudah hilang dalam bangunan runtuh atau lembah sempit.
Karena itulah ilmuwan kini melirik hewan—yang sejak jutaan tahun lalu terbukti mampu bertahan dan bernavigasi di lingkungan kacau tanpa alat canggih.
Studi yang dipublikasikan di jurnal Cell memperkenalkan sistem navigasi baru yang memadukan tiga mekanisme biologis, yakni ala semut, burung migrasi, dan tikus.
Prinsipnya adalah degeneracy, konsep biologi di mana beberapa sistem bekerja tumpang tindih untuk memastikan kelangsungan hidup. Jika satu gagal, lainnya langsung mengambil alih.
Semut terkenal bisa kembali ke sarang bahkan setelah menyusuri jalur berliku tanpa jejak visual. Mereka menghitung langkah, arah, dan jarak secara internal.
Peneliti meniru kemampuan ini dengan membuat spiking neural network, perangkat keras mirip otak yang hemat energi tetapi sangat tangguh.
Fungsinya seperti pedometer internal yang tetap akurat meski sensor lain terganggu atau kebisingan data meningkat.
Untuk robot yang bekerja di tempat seperti tambang atau gedung terbakar, sistem ini bisa menjadi “kompas batin” yang selalu hidup.
Sementara itu, burung migrasi memakai berbagai petunjuk alam sekaligus: medan magnet bumi, polarisasi langit, posisi matahari, serta landmark.
Peneliti membuat padanan mekanisnya:
- Magnetometer kuantum untuk membaca arah medan magnet,
- Kompas polarisasi untuk mendeteksi cahaya langit,
- Kamera sebagai pengenal visual dasar.
Semua input ini kemudian digabungkan (difusi) dengan Bayesian filter, membuat robot bisa menentukan orientasi bahkan saat salah satu sensor mati.
Andaikata kamera rusak terkena benturan, robot tetap tahu arah berkat medan magnet atau polarisasi cahaya. Ini adalah versi mekanis dari kemampuan burung untuk tidak tersesat ratusan kilometer dari rumah.
Di sisi lain, tikus membangun cognitive map di hippocampus, peta mental yang diperbarui hanya ketika ada perubahan signifikan. Peneliti meniru strategi ini dengan membuat robot membuat peta hanya ketika mendeteksi landmark penting.
Metode ini sangat efisien dibandingkan SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) yang memakan banyak energi karena memperbarui peta setiap saat.
Bagi robot kecil dengan baterai terbatas, penghematan ini berarti waktu operasi jauh lebih panjang.
Karena sistem ini tidak bergantung pada GPS atau sensor yang mudah terganggu, ia sangat cocok untuk misi penyelamatan, seperti robot pencari korban di bangunan runtuh.
Selain itu bisa digunakan pada rover planet yang beroperasi tanpa GPS; robot bawah laut untuk menghadapi kesulitan sulit; juga inspeksi industri, seperti pabrik gelap, pipa, atau area berdebu.
Peneliti juga berencana mengembangkan teknologi pembelajaran berkelanjutan pada chip, menggunakan memristor untuk meniru sinaps yang bisa berubah seperti otak.
Selain peta berskala lebih luas, tim juga ingin menambahkan lebih banyak inspirasi hewan lain, seperti dari kelelawar, kura-kura laut, atau lebah.
Setiap hewan punya strategi unik untuk bertahan hidup, dan robot masa depan mungkin akan menggabungkan semuanya menjadi satu “otak” navigasi super robust.
Disadur dari Interesting Engineering.
إرسال تعليق