Mengembangkan Sistem Peralatan Otonom

Sistem otonom tidak hanya dikembangkan pada kendaraan listrik, tetapi juga peralatan penunjang kegiatan lainnya untuk keperluan di berbagai bidang, salah satunya adalah alat sterilisasi atau disinfeksi ruangan.

Robot damkar Dok-ink MVF 5-U3 dioperasikan melalui pengendali jarak jauh oleh petugas di halaman Kantor Dinas PKP DKI Jakarta, Duri Pulo, Jakarta Pusat, Kamis (13/2/2020).

Perkembangan kendaraan listrik di luar maupun di dalam negeri kini semakin masif. Data Kementerian Perindustrian tahun 2018 memproyeksikan sebanyak dua juta kendaraan listrik roda empat dan 10 juta kendaraan listrik roda dua akan diproduksi pada tahun 2025.

Pada dasarnya, kendaraan listrik merupakan sarana angkut di jalan yang terdiri dari kendaraan bermotor dan tidak bermotor. Kendaraan bermotor ini digerakkan oleh peralatan mekanik berupa mesin selain kendaraan yang berjalan di atas rel. Tiga kategori penggunaan kendaraan listrik untuk penumpang, barang, dan tujuan khusus.

Kendaraan listrik, khususnya mobil, juga banyak yang telah dibekali dengan sistem otonom. Berbagai tingkat otomatisasi disertakan dalam mobil tersebut mulai dari panduan lajur dan bantuan pengereman hingga prototipe swakemudi yang sepenuhnya mandiri.Tujuan mobil tanpa pengemudi yakni untuk menurunkan kepadatan lalu lintas, emisi, dan tingkat kecelakaan.

Jadi, secara umum kendaraan otonom bisa berjalan sendiri atau memiliki kemampuan untuk memahami lingkungan sekitarnya dan menavigasi dirinya sendiri tanpa campur tangan manusia. Sistem otonom tersebut tidak hanya dikembangkan pada kendaraan listrik, tetapi juga peralatan penunjang kegiatan lainnya untuk keperluan di berbagai bidang.

Selain untuk kendaraan penumpang dan barang, Pusat Riset Mekatronika Cerdas Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) juga telah mengembangkan sistem peralatan otonom untuk tujuan khusus yakni sebuah alat sterilisasi ruangan bernama trolly UVC otomatis (automated UVC trolly/AUT). Alat tersebut awalnya dikembangkan pada masa pandemi Covid-19.

BRIN

Pengembangan sistem kontrol nirkabel dengan penerapan lengan robot AUT

Peneliti Pusat Riset Mekatronika Cerdas BRIN Taufik Ibnu Salim dalam webinar mekatronika cerdas, Rabu (23/8/2023), menjelaskan, AUT merupakan kendaraan listrik untuk disinfeksi dan sterilisasi ruangan berbentuk troli yang dapat dikendalikan secara manual maupun otomatis. Alat ini diperuntukkan di ruangan dalam pesawat maupun area bandara.

Adapun AUT memiliki 22 lampu sinar ultraviolet (UVC) yang mengelilingi seluruh bagian. Secara detail yakni 3 lampu masing-masing di bagian depan dan belakang, 7 lampu masing-masing di bagian kiri dan kanan, serta 2 lampu masing-masing di bagian bawah kiri dan kanan.

Guna memasok tenaga untuk lampu UVC, kendaraan disinfeksi tersebut menggunakan sumber daya listrik 1 buah uninterruptible power supply (UPS) sebesar 1.000 watt dengan kapasitas baterai 24 volt dc (Vdc) dan 100 ampere per jam (aH). Kemudian terdapat pula dua buah aki untuk kontrol navigasi dan sistem kontrol dengan kapasitas 12 volt dan 50 aH.

Sementara untuk penggerak AUT menggunakan dua motor brushless dc (BLDC) dengan kapasitas 24 volt di bagian belakang, dua roda bebas (free wheel) di bagian depan, dan 6 motor stepper 12 volt di bagian lengan. Sementara kontrol navigasi alat ini bisa dengan mengikuti garis atau menggunakan aplikasi android dan radio frekuensi.

Baca juga : Saat Mobil Swakemudi Mulai Wira-wiri di Jalanan

Taufik mengakui bahwa secara keseluruhan pengembangan AUT masih memiliki permasalahan. Beberapa kendala tersebut meliputi antara lain terkait respons kontrol lengan yang tidak responsif, rumitnya tata kabel sinyal kontrol, sulit untuk diperbarui atau diperbaiki, dan desain tidak bisa dibuka pada posisi tertentu.

Desentralisasi sistem kontrol

Guna mengatasi kendala tersebut, maka solusi dibuat seperti desentralisasi sistem kontrol pada kendaraan listrik. Kemudian pengembangan sistem dan penerapan kontrol nirkabel pada lengan AUT dengan penambahan sensor jarak atau posisi pun dilakukan.

“Kami meredesain sistem kontrol terpusat dengan apps untuk mengontrol pergerakan lengan dari robot AUT tersebut. Kemudian terdapat raspberry dan jetson nano sebagai single board komputer untuk kontrol navigasi dan sebagai interpreter dari sinyal aplikasi android. Sinyal tersebut barulah dikirim ke arduino mega untuk mengontrol seluruh AUT,” katanya.

KOMPAS/RIZA FATHONI

Robot otonom disuguhkan dalam pameran bertajuk ÒCreated in Italy: An Aptitude for the ImpossibleÓ yang digelar di Galeri Nasional Indonesia, Jakarta, Rabu (8/3/2023).

Perancangan perangkat keras (hardware) difokuskan untuk lengan AUT agar komponen tersebut dapat dikontrol secara nirkabel dari jaringan. Adapun perancangan perangkat lunak (software) menggunakan protokol komunikasi MQTT dengan core program NodeRed dan Arduino IDE untuk membuat sketch pemrograman antara lain untuk kode pemrograman, verifikasi dan mengedit kode.

Kami meredesain sistem kontrol terpusat dengan apps untuk mengontrol pergerakan lengan dari robot AUT tersebut.

Hasil redesain yang dilakukan menunjukkan, pengembangan sistem kontrol nirkabel pada kendaraan listrik otonom dapat direalisasikan. Melalui pengembangan ini, kontrol pergerakan lengan AUT dapat dilakukan sesuai posisi yang ditentukan. Desentralisasi sistem kontrol membuat kendaraan listrik dapat diterapkan menggunakan komunikasi WiFi.

“Dengan komunikasi WiFi, penerapan kontrol nirkabel pada lengan AUT bisa lebih responsif dan mudah dalam melakukan perawatan atau saat mengatasi permasalahan,” tutur Taufik.

Riset lainnya

Saat ini Pusat Riset Mekatronika Cerdas juga tengah mengembangkan sistem kontrol terdistribusi untuk kendaraan listrik otonom menggunakan jaringan data nirkabel dengan sistem middleware ROS Noetic. Tahun ini, pengembangan difokuskan pada sistem navigasi otonom yang terdiri dari kelompok penggerak dan pemandu navigasi.

Sementara untuk komponen kamera juga dikembangkan dengan menggunakan ESP32Cam guna mendeteksi lajur melalui dukungan pembelajaran mesin (machine learning). ESP32Cam merupakanplatform yang dapat memantau peristiwa secara langsung(realtime)dengan menerapkan kamera dan modul WiFi.

Warga menonton robot pengiriman Starship Technologies melewati 8 April 2020 di lingkungan Chevy Chase Washington, DC. Broad Branch Market setempat bekerja sama dengan Starship untuk menyediakan layanan pengiriman bahan makanan dan makanan siap saji oleh robot otonom.

“Mengingat penggunaan AUT lebih fokus ke dalam ruangan, terdapat titik-titik tertentu seperti di pintu dipasangi sensor. Untuk sistem jarak kami masih menggunakan ultrasonik sensor sehingga semua terpisah dalam kontrol tersendiri,” ucapnya.

Usulan paten dari pengembangan ini telah dikirim ke sistem pengelolaan kekayaan intelektual BRIN (Intipdaqu) dengan judul “Metode dan Alat kendali Terdistribusi Nirkabel pada Kendaraan Listrik Otonom”. Adapun prototipenya yakni penerapan sistem navigasi obstacle avoidance menggunakan sensor Lidar 2D dan telah selesai dengan menggunakan algoritma fuzzy logic.

Baca juga : Kendaraan Listrik Roda Tiga, Ramping Tanpa Polusi

“Untuk pengembangan lebih lanjut, kami menggunakan lokalisasi dengan sistem pemosisi lokal BLE dan WiFi serta sensor fusion terhadap adometry, IMU, dan GPS ketika dipakai di luar ruangan. Kemudian perencanaan navigasi rencananya akan menggunakan Dynamic Window Approach frajectroy dan pengembangan kontrol navigasinya berdasarkan map based navigation dan reactive navigation,” tambahnya.

Kepala Pusat Riset Mekatronika Cerdas BRINYanuandri Putrasari berharap, berbagai pengembangan sistem peralatan otonom dari Pusat Riset Mekatronika Cerdas bisa tersampaikan ke masyarakat luas. Ia pun membuka ruang kolaborasi riset bagi setiap pemangku kepentingan dari akademisi maupun industri yang memiliki kecocokan topik.