BrambleBee: Sebuah Robot Otonom yang Bertugas untuk Membantu Penyerbukan pada Tanaman

Bagikan Artikel ini di:

Teknologi sampai hari ini sudah semakin maju. Dimana-mana kita sering melihat berbagai media informasi bahwa teknologi telah menjadi sebuah kebutuhan hidup bagi manusia. Teknologi-teknologi tersebut diterapkan diberbagai bidang kehidupan masyarakat. Konsumen terbesar yang menggunakan teknologi maju adalah bidang industri. Penciptaan teknologi tinggi bukan tidak memiliki tujuan, tetapi bagaimana sebuah teknologi dapat mempermudah pekerjaan manusia yang sulit untuk dikerjakan.

Pada tulisan kali ini, penulis akan membahas sebuah robot canggih bernama “brambleBee” yang mempunyai tugas untuk membantu dalam proses penyerbukan bunga. Kita sudah sama-sama tahu bahwa kebutuhan manusia semakin meningkat dari hari kehari seiring dengan semakin bertambahnya jumlah penduduk Bumi. Hingga Agustus 2018 jumlah penduduk Bumi menurut 2018 World Population telah mencapai 7,63 miliar jiwa[1]. Indonesia sendiri memiliki populasi total mencapai 267 juta jiwa dan menduduki urutan ke 4 sebagai negara yang mempunyai penduduk terbanyak di Dunia[1].

Gambar 1. Robot brambleBee[3]

Banyaknya jumlah penduduk Dunia menjadi persoalan baru dalam upaya memenuhi setiap kebutuhan hidupnya. Ditambah dengan masalah ekosistem yang semakin terganggu oleh banyak faktor seperti perubahan iklim, populasi manusia itu sendiri, hingga berkurangnya hutan, dll. Kita sudah sama-sama tahu bahwa tanaman tidak bisa melakukan penyerbukan sendiri, oleh karena itu biasanya proses tersebut membutuhkan bantuan secara alami dengan sismbiosis mutualisme antara tanaman dengan lebah. Namun, belakangan ini populasi penyerbuk alami di Amerika kususnya lebah, menurun pada tingkat yang belum pernah terjadi  dari sebelumnya. Hal ini membuat kita cukup waspada terhadap dampak yang akan ditimbulkannya, terutama kusus wilayah pertanian di Amerika Serikat, dan bisa saja terjadi untuk wilayah Indonesia[2][3][4].

Berdasarkan dari masalah tersebutlah Nicholas Ohi et al, dari West Virginia University (WVUmenulis paper dengan judul “Design of an Autonomous Precision Pollination Robot“. Paper tersebut membahas mengenai sebuah robot yang dibuat terinspirasi dari lebah yang memiliki tugas melakukan penyerbukan pada tanaman dalam sebuah rumah kaca. Paper mereka tersebut kemudian diterbitkan di jurnal arxiv. Dana penelitian robot mereka tersebut didanai oleh  Institut Nasional Pangan dan Pertanian (NIFA), sebuah agensi dari Departemen Pertanian AS (USDA), di bawah National Robotics Initiative.

Selama proses persiapan hingga penyerbukan, robot melakukan beberapa proses penting guna menentukan langkah awal agar bisa menjangkau seluruh lokasi tanaman secara cepat dan efisien. Tahap pertama pada proses sebelum penyerbukan adalah melakukan lokalisasi kelompok bunga dan persiapan penyerbukan. Pada proses lokalisasi ini, robot akan berkeliling ke seluruh tanaman secara satu per satu untuk merekam kelompok bunga dengan menggunakan kamera pada robot. Dari hasil rekaman kelompok bunga ini akan dibuatkan sebuah peta baris bunga untuk memudahkan pada saat proses penyerbukan.

Setelah proses pemetaan setiap bunga pada masing-masing tanaman yang akan dilakukan proses penyerbukan selesai, tahap selanjutnya adalah menentukan lintasan terpendek dengan meminimalkan lintasan robot. Pada tahap ini robot harus mampu menghitung lintasan terpendek tanpa harus mengulangi lintasan yang sama lebih dari sekali dan juga harus mempu menghindari rintangan selama dalam perjalanan. Langkah ini dilakukan agar robot bisa lebih hemat waktu dengan lebih cepat serta dapat bekerja lebih efisien tanpa harus melakukan proses yang berulang kali pada lintasan yang sama.

Nah, setelah proses lokalisasi dan pemetaan lintasan paling efisien selesai, barulah robot akan melakukan proses penyerbukan bunga pada semua tanaman. Pada proses penyerbukan robot menggunakan lengannya untuk menjangkau setiap posisi bunga pada tanaman. Lengan robot ini dalam dunia robotika disebut sebagai manipulator, semakin panjang manipulator yang dimiliki oleh  sebuah robot, semakin jauh dan tinggi posisi bunga yang bisa dijangkau oleh robot.

Robot penyerbukan “BrambleBee” ini adalah jenis pertama yang pernah dibuat. Robot ini memiliki kemampuan penyerbukan yang terinspirasi dari cara lebah dalam melakukan penyerbukan. Manipulator robot terpasang alat penyerbukan dengan cara yang mirip dengan lebah, sehigga robot dapat melakukan gerakan penyerbukan dalam mendistribusikan serbuk sari ke putik tanpa merusak bunganya. Menurut pengembangnya robot ini akan dikembangkan lagi ke lingkungan yang lebih kompleks dan kedepaannya akan ditambahi beberapa kemampuan lain seperti mampu memanen, membersihkan buah, dll[4].

 

Berikut adalah video demo dari robotnya.

 

Referensi:

  1. 2018 World Population by Country (Live) (http://worldpopulationreview.com/) diakses pada 8 September 2018
  2. Ohi, Nicholas et al. 2018. “Design of an Autonomous Precision Pollination Robot“. Arxiv, Accepted to be published in: Proceedings of the 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and System (IROS 2018), October 1-5, 2018, Madrid, Spain
  3. Fadelli, Ingrid. 2018. “BrambleBee: An autonomous robot to pollinate bramble plants“. Tech Xplore, 7 September 2018 (https://techxplore.com/news/2018-09-bramblebee-autonomous-robot-pollinate-bramble.html) diakses pada 8 September 2018
  4. The White House Barack Obama, Fact Sheet: The Economic Challenge Posed by Declining Pollinator Populations (https://obamawhitehouse.archives.gov/the-press-office/2014/06/20/fact-sheet-economic-challenge-posed-declining-pollinator-populations) diakses pada 8 September 2018
Bagikan Artikel ini di:

DARPA Kembangkan Drone yang Bisa di Charger Laser saat Terbang

Bagikan Artikel ini di:

Drone atau pesawat tanpa awak atau pesawat nirawak (Unmanned Aerial Vehicle-UAV) adalah sebuah pesawat terbang kecil yang berfungsi dengan kendali jarak jauh oleh pilot atau mampu mengendalikan dirinya sendiri (autonomous drone), menggunakan hukum aerodinamika untuk mengangkat dirinya, bisa digunakan kembali dan mampu membawa muatan baik senjata maupun muatan lainnya[1].

Penggunaan terbesar dari pesawat tanpa awak ini adalah dibidang militer, salah satunya DARPA. DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) adalah sebuah agen dari Departemen Pertahanan A.S. yang bertanggung jawab atas pengembangan teknologi baru untuk digunakan oleh militer[2].

Gambar 1. Drone jenis multicopter

Drone sendiri ada banyak sekali macamnya, mulai dari yang menyerupai bentuk pesawat hingga berbentuk quadkopter atau multirotor yang mempunyai baling-baling seperti helicopter. Perbedaan antara Multirotor dengan helicopter adalah terletak pada jumlah baling-balingnya, pada helicopter mempunyai satu baling-baling, sedangkan pada multirotor lebih dari satu baling-baling, bahkan sampai 8 baling-baling, tergantung untuk kegunaannya. Hanya saja pada tulisan ini tidak akan dijelaskan secara detail, penulis hanya berfokus pada Drone DARPA yang bisa di charger pakai laser saja.

Penerapan Drone dalam dunia militer menjadi kelebihan tersendiri, dengan ukurannya yang kecil, bisa dengan mudah menjangkau wilayah-wilayah yang susah untuk dijangkau oleh pesawat dengan ukuran lebih besar. Drone yang memiliki dimensi kecil bisa digunakan untuk berbagai misi militer seperti pengintaian musuh, pengiriman rudal, hingga pemetaan wilayah musuh. Hanya saja hingga saat ini, Drone memiliki satu kekurangan yang cukup menghambat dalam penerapan teknologi penerbangan udara adalah keterbatasan daya baterai.

Lamanya waktu terbang Drone tergantung pada muatan yang dibawanya. Massa yang dimiliki Drone pun tidak boleh berat karena dapat menguras baterai. Semakin berat massa Drone dan massa yang dibawa semakin cepat pula daya baterainya habis.

Berdasarkan dari permasalahan tersebutlah kemudian DARPA mengembangkan sebuah ide yang lebih canggih agar Drone mampu terbang lebih lama dan jauh. Drone yang dikembangkan oleh DARPA, daya baterainya dapat diisi ulang saat Drone sedang terbang dengan cara menembakkan laser ke sel fotovoltaik yang terpasang padanya. Sel fotovoltaik pada Drone bukan berfungsi mengubah sinar matahari menjadi pengisi baterainya tapi mengubah laser yang ditembak dari tanah menjadi listrik untuk mengisi kembali daya baterainya. Sel fotovoltaik tersebut akan dikembangkan untuk dapat mengubah laser menjadi listrik dengan jarak tembak sejuah 500 meter dari tanah (0,31 mil). Proyek yang sedang dibangun DARPA ini memiliki nama ambisius yaitu Stand-off Ubiquitous Power/Energy Replenishment – Power Beaming Demo (SUPER PBD). Jangan terlalu dipikirkan nama aneh itu ya, agak sulit memang di cerna sama kita-kita awam ini. Hehe 😀

Mungkin ada yang bertanya-tanya bagaimana cara kerjanya, ya? Beberapa waktu lalu penulis sudah pernah membahas tentang mengisi daya baterai Handphone menggunakan laser, nah cara kerja pengisian pada Drone ini juga sama seperti itu. Teman-teman dapat membaca tulisan penulis dengan judul Pengisian Baterai HP Secara Nirkabel pada Jarak Jauh Ternyata dapat Dilakukan. Stasiun laser bisa ditempatkan diberbagai lokasi agar mudah menjangkau Drone saat pengisian ulang. Misalnya Drone mampu terbang pada jarang 5 kilometer maka 4-5 km didepannya ada stasiun laser pengisi lainnya.

Gambar 2. Pengisian baterai Handphone menggunakan laser, kira-kira seperti inilah gambaran pengisian baterai Drone tersebut.

Kelebihan pengisian menggunakan laser adalah bekerja pada jarak yang lebih jauh dari pada pengisian secara wireles. Pengisian secara wireles atau nirkabel hanya bekerja pada jarak yang lebih dekat saja, tidak bisa pada jarak yang mencapai ratusan meter seperti menggunakan laser.

Dalam penggunaan teknologi laser sebagai pengisi daya baterai ini masih terdapat kelemahan yaitu panas laser tidak boleh melebihi suhu panas yang bisa membakar perangkat pengisi atau Drone itu sendiri. Karena, tidak mungkin jika pengisian baterai harus merusak Drone akibat dari panas yang berlebih dari laser. Jumlah panas inilah yang akan dipecahkan lagi oleh ilmuwan di DARPA[3][4].

Harapannya dari hasil tersebut DARPA berkeinginan untuk bisa menerbangkan Drone dalam waktu yang berminggu-minggu lamanya tanpa harus mendarat untuk pengisian daya baterai kembali. Sangat ambisius sekali misi ini ya? Semoga nantinya Drone tersebut benar-benar digunakan untuk tujuan perdamaian dan bukan untuk tujuan kejahatan perang.

 

Referensi:

  1. Wikipedia Indonesia, pesawat tanpa awak (https://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_tanpa_awak) diakses pada 14 Oktober 2018
  2. Wikipedia Indonesia, DARPA (https://id.wikipedia.org/wiki/DARPA) diakses pada 14 Oktober 2018
  3. Owano, Nancy. 2018. “Laser-powered-drones may beat endurance hurdles“. TechXplore, 6 September 2018 (https://techxplore.com/news/2018-09-laser-powered-drones-hurdles.html) diakses pada 14 Oktober 2018
  4. DARPA, DARPA Picks Silent Falcon for Power Beaming Demo (https://www.uasvision.com/2018/07/30/darpa-picks-silent-falcon-for-power-beaming-demo/)
Bagikan Artikel ini di:

Peneliti Asal China Buat Robot Untuk Selamatkan Cadangan Air Dunia

Bagikan Artikel ini di:

Saat ini teknologi semakin canggih dan manusia berlomba-lomba membuat robot menjadi suatu karya yang bermanfaat dan tentunya bernilai jual tinggi. Contoh negara yang terkenal sudah memperkerjakan robot adalah Jepang, di sana terdapat robot yang dipekerjakan di sebuah restoran, dan robot tersebut bertugas untuk mengantarkan pesanan makanan ke meja-meja pemesan. Selain di restoran, Jepang juga ternyata mempekerjakan robot Dinosaurus menjadi pelayan di sebuah hotel, keren yah [3].

Robot Restoran [5]

Robot Dinosaurus [6]

Selain negara Jepang, ternyata robot juga mulai intensif dikembangkan di negara China. Seorang pria asal China yang bernama You Wu, membuat robot yang bisa menemukan kebocoran di saluran pipa air. Ia mengatakan robot bergerak dengan air melalui pipa, dan bagian tangan robot dapat menyentuh pipa dan merasakan lubang yang disebabkan oleh kebocoran [1].

Wu membutuhkan waktu lima tahun untuk membuat sebuah prototipe robot tersebut. Pria berusia 28 tahun ini menamakan prototipe ini dengan nama Lighthouse dan dirilis pada Januari lalu, tak lama setelah Wu masuk daftar Forbes ’30 Under 30′ untuk manufaktur dan industri.

Ilustrasi pipa bocor [2]

Untuk mengetahui jumlah kejadian pipa air bocor Indonesia, salah satu tim PKM (Program Kreativitas Mahasiswa) UGM melakukan penelitian di bidang deteksi dan pemantauan kebocoran pipa air. Sistem deteksi dilakukan dengan alat yang mampu merekam getaran akibat aliran air di dalam pipa. Sinyal dari sensor getaran ini kemudian ditampilkan pada komputer melalui fitur GUI (Graphical User Interface) yang telah dirancang. Nur Chalim sebagai ketua PKM menuturkan bahwa penelitian ini sangat penting untuk dilakukan disebabkan oleh banyaknya kasus kebocoran pipa air. “Dari data yang kami dapatkan, ternyata jumlah kehilangan air atau Non-Revenue Water (NRW) di Indonesia rata-rata sebanyak 31% dari total produksi air minum nasional sebesar 127.000 liter/detik. Apabila diukur dari aspek finansial, kerugian akibat kehilangan air ini dapat mencapai Rp 2,48 triliun/tahun”, kata Nur Chalim menjelaskan urgensi penelitiannya [7].

Sesungguhnya banyak metode untuk mendeteksi kebocoran pipa. Salah satu metode adalah mendengarkan suara yang dihasilkan dari getaran pipa air dan pengurangan tekanan. Akan tetapi, Wu mengatakan metode ini tidak efektif, apalagi jika digunakan di kota yang memiliki tingkat kebisingan tinggi. Wu meyakini, robot besutannya efektif bekerja di kota maupun di daerah pinggiran kota.

Robot Buatan Wu [9]

Robot ini dirancang untuk memeriksa pipa tanpa menganggu layanan air. Robot ini bisa dimasukkan ke dalam pipa di hidran. Robot ini memiliki sistem analisis yang bisa menciptakan peta yang memberi tahu operator pipa di mana kebocoran berada, seberapa besar kebocoran itu, dan kemungkinan kegagalan [1].

Robot Lighthouse adalah hasil dari 6 tahun penelitian PhD Wu di MIT. Ini dimulai dengan permintaan dari Arab Saudi, di mana 30% dari air mereka yang telah disterilisasi bocor di pipa. Masalahnya adalah, kebocoran tersebut tidak dapat dideteksi oleh alat yang ada karena pipa adalah plastik tetapi alat yang ada hanya bekerja di pipa logam. Wu harus merancang sensor kebocoran baru [8].

Butuh waktu 3 tahun, 11 prototipe dan berbagai percobaan laboratorium sebelum Wu menunjukkan robot kerja pertama di fasilitas pengujian industri di Arab Saudi. Tantangan pertama adalah merancang robot yang dapat bermanuver melalui pipa air nyata dengan sambungan Tee, siku dan perubahan diameter [8].

Wu memecahkan masalah dengan desain robot yang lembut, salah satu yang pertama. Berdasarkan studi hidrodinamik, Wu juga mendesain sensor membran untuk mendeteksi gaya isap yang dihasilkan oleh air yang bocor. Namun, gagal uji lapangan pertama pada tahun 2015, karena aliran air yang bergejolak dalam pipa membuat sensor tidak efektif. Butuh waktu 2 tahun lagi untuk analisis hidrodinamik, pemodelan, pembuatan prototipe dan pengujian sebelum Wu menunjukkan sensor pertama yang dapat mendeteksi kebocoran pipa air hidup. Dibangun di atas kesuksesan ini, Wu lebih lanjut mengulangi desain untuk meningkatkan kemampuan penolakan kebisingan sensor dan menciptakan algoritma lokalisasi baru yang tidak memerlukan GPS [8].

Robot Buatan Wu [8]

“Tujuan akhir saya adalah untuk menempatkan peralatan robot kami ke tangan teknisi lapangan di setiap kota di seluruh dunia, sehingga setiap kota di dunia dapat mengurangi kehilangan air karena kebocoran dan mendukung pertumbuhan populasi lebih banyak,” kata Wu [1].

Pria jebolan Massachusetts Institute of Technology bersama teman kuliahnya Tyler Mantel sedang mengembangkan bisnis WatchTower Robotics yang mereka dirikan pada bulan Juni dengan dukungan Techstars Sutainability Accelerator. WatchTower Robotika juga melakukan program percontohan di Massachusetts dengan Departemen Air Cambridge dan di Australia dengan Layanan Deteksi Perusahaan Layanan Pipa [1].

American Society of Civil Engineers ‘2017’ Infrastructure Report Card ‘memperkirakan bahwa ada 240.000 kerusakan pipa air di Amerika Serikat setiap tahun. Kerusakan ini setara dengan membuang lebih dari 2 triliun galon (7,5 triliun liter) air minum yang diolah setiap tahun. Sekitar 20 persen air bersih di seluruh dunia hilang setiap hari, menurut WatchTower Robotics [1].

Sejauh ini, robot telah diuji di Arab Saudi, Virginia, dan Inggris. Lighthouse baru baru ini dinobatkan sebagai pemenang dari James Dyson Award, sebuah kompetisi desain internasional.

Penjelasan di atas menandakan bahwa saat ini robot semakin bermanfaat bagi kehidupan manusia itu sendiri, nah kira-kira ada yang tau tidak, sejarah dari robot? Yuk, baca bersama:

Sejarah Teknologi Robot

Sebelum dikenal alat-alat mekanis dan otomatis, masyarakat Eropa bekerja dengan menggunakan alat-alat manual (menggunakan tenaga manusia) dan masih mengandalkan kecepatan kedua tangan dan kaki. Artinya, alat-alat tersebut tidak akan berfungsi dan bekerja jika tidak ada tangan atau kaki. Peralatan yang dimaksud seperti cangkul, parang, sekop, gergaji, pisau, pengukur, palu, penenun, pemintal, pancung, jala, pendayung, dan lain-lain. Pada masa revolusi industri, peralatan tersebut jarang digunakan sebab telah ditemukan mesin pemintal, mesin tenun, lokomotif, dan sebagainya. Semua mesin tersebut bukan digunakan oleh tangan dan kaki, tetapi oleh mesin uap. Dengan demikian, pada masa revolusi industri terjadi penghematan tenaga manusia. Setelah revolusi industri terjadi, perbedaan pola hidup masyarakat sangat terlihat sekali [4].

Dari situ, bagaikan anak panah yang melesat cepat yang belum menemukan sasaran akhir, perkembangan teknologi dan mesin-mesin begitu menakjubkan sampai saat ini dan belum sampai pada titik hentinya. Era teknologi telah dirasakan seluruh muka bumi. Perkembangan terkini, tentu kita di abad 21 ini telah banyak mendengar atau sudah familiar dengan yang namanya robot [4].

Referensi:

[1]. CNN Indonesia. Peneliti Temukan Robot untuk Selamatkan Cadangan Air Dunia. https://www.cnnindonesia.com/teknologi/20180911105454-199-329322/peneliti-temukan-robot-untuk-selamatkan-cadangan-air-dunia. Diakses pada 17 September 2018.

[2]. Ade Ridwan Yandwiputra. Pipa PDAM Depok Bocor, Ribuan Pelanggan Kesulitan Air Bersih. https://metro.tempo.co/read/1069023/pipa-pdam-depok-bocor-ribuan-pelanggan-kesulitan-air-bersih. Diakses pada 17 September 2018.

[3]. CNN Indonesia. Video: Hotel di Jepang dengan Pelayan ‘Dinosaurus’. https://www.cnnindonesia.com/gaya-hidup/20180909095514-274-328871/video-hotel-di-jepang-dengan-pelayan-dinosaurus?. Diakses pada 18 September 2018.

[4]. Ryan Christyanto Adhy Nugroho. Robot dan Kehidupan Manusia. https://www.kompasiana.com/ryan_can/55c8968f707a61a72205f0cb/robot-dan-kehidupan-manusia?page=all. Diakses pada 18 September 2018.

[5]. Liputan 6. Robot Rp 160 Jutaan Dijadikan Pelayan Restoran. https://www.liputan6.com/tekno/read/2162463/robot-rp-160-jutaan-dijadikan-pelayan-restoran. Diakses 22 September 2018.

[6]. Kumparan. Melihat Keunikan Hotel Robot di Jepang. https://kumparan.com/@kumparantech/melihat-keunikan-hotel-robot-di-jepang. Diakses 22 September 2018.

[7]. Randy Fela. Kembangkan Penelitian Deteksi dan Pemantauan Kebocoran Pipa Air. https://www.goodnewsfromindonesia.id/2015/06/02/kembangkan-penelitian-deteksi-dan-pemantauan-kebocoran-pipa-air. Diakses 22 September 2018.

[8]. Mercu Suar. Robot murah untuk menemukan kebocoran di pipa air jauh sebelum mereka menjadi bencana besar. https://www.jamesdysonaward.org/en-IN/2018/project/lighthouse/. Diakses 22 September 2018.

[9] Idea Connection. Robot Pipa Renang Mercusuar Mendeteksi Kebocoran. https://www.ideaconnection.com/new-inventions/lighthouse-pipe-swimming-robot-detects-leaks-13435.html. Diakses 24 September 2018.

Bagikan Artikel ini di: