Drone Berkecepatan Tinggi Menavigasi Hutan Tanpa GPS

Peneliti dari Laboratorium Mechatronics dan Sistem Robotik HKU (MaRS LAB) telah memperkenalkan sistem navigasi yang memungkinkan drone berkecepatan tinggi mendeteksi objek setebal sentimeter saat terbang cepat. Sistem ini menggabungkan sensor canggih, komponen drone ringan, dan kerangka jalur penerbangan baru untuk menghindari rintangan secara real-time sambil melaju melalui area yang padat. Berikut yang perlu Anda ketahui.

Bagaimana Drone Berkecepatan Tinggi Dirancang untuk Meniru Penerbangan Burung

Tak dapat dipungkiri bahwa teknologi drone telah mengalami peningkatan signifikan dalam beberapa tahun terakhir. Drone masa kini dapat terbang lebih jauh, membawa beban lebih berat, dan mendukung lebih banyak sensor dibandingkan pendahulunya. Selain itu, mereka jauh lebih murah untuk diproduksi dan lebih mudah tersedia.
Meskipun ada kemajuan ini, belum ada drone yang dapat menandingi kemampuan burung dalam menentukan jalur penerbangan secara real-time sambil mempertimbangkan variabel tak terduga seperti cabang atau burung lain. Drone dapat menempuh jarak jauh dan mendarat pada lokasi yang tepat. Namun, perangkat ini masih bergantung pada jalur penerbangan yang telah ditentukan sebelumnya atau input sensor eksternal seperti GPS untuk menavigasi ke target mereka.

Mengapa Navigasi Otonom Berkecepatan Tinggi Menjadi Tantangan

Sampai saat ini, peneliti belum berhasil menemukan cara untuk mencapai navigasi drone otonom, aman, dan berkecepatan tinggi tanpa mengandalkan panduan eksternal atau rute yang telah dipetakan sebelumnya. Masalah tersebut berasal dari beberapa isu, termasuk kebutuhan menambah lebih banyak sensor agar pesawat ini dapat mendeteksi lebih banyak rintangan.

Ketika Anda menambahkan lebih banyak sensor, daya komputasi tambahan diperlukan untuk memproses data input sensor yang bertambah. Semakin kuat komputer dan sensor yang dibutuhkan, semakin berat drone menjadi, mengurangi kemampuannya untuk terbang cepat dan tetap stabil pada kecepatan tinggi.

Syukurlah, pembatasan ini mungkin telah diatasi oleh tim pemikir cerdas dari Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Hong Kong (HKU).

Gambaran Studi: Navigasi Terjamin Keamanannya untuk Drone Berkecepatan Tinggi

Ilmuwan Yunfan Ren dan tim insinyur menerbitkan¹ Navigasi berkecepatan tinggi yang terjamin keamanannya untuk MAV di Science Robotics baru-baru ini. Studi ini memberikan wawasan tentang teknologi penerbangan otonom generasi berikutnya yang dirancang untuk memungkinkan drone dan kendaraan udara mikro (MAV) menavigasi lingkungan kompleks dengan kecepatan maksimal tanpa input sensor eksternal.

Apa Itu Drone SUPER? Spesifikasi dan Fitur

Drone SUPER adalah MAV kompak yang dirancang khusus untuk mendemonstrasikan sistem jalur penerbangan baru insinyur. Perangkat ini dirancang sejak hari pertama agar ringan dan lincah. Ia memiliki faktor bentuk kompak dengan jarak sumbu roda 280 milimeter dan elemen mikro komputer yang memberikan rasio dorongan-terhadap-berat yang mengesankan sebesar +5,0 serta berat lepas landas 1,5 kg. Faktor-faktor ini memungkinkan SUPER melaju pada kecepatan +20 meter per detik sambil menghindari rintangan.

Komputasi Ringan untuk Kinerja Berkecepatan Tinggi

Di inti SUPER terdapat komputer miniatur yang dapat memantau dan menghitung input sensor. Papan ringan ini memberikan pesawat lebih banyak waktu terbang sekaligus meningkatkan kemampuannya dibandingkan pendahulunya. Selain itu, komputer penerbangan dapat mendukung waypoint, GPS, dan bentuk navigasi eksternal lainnya bila diperlukan.

Bagaimana LiDAR dan Sensor Membimbing Penerbangan Otonom

Rangkaian sensor di dalam pesawat inilah yang memungkinkan operasi dengan kinerja tinggi dan dalam berbagai kondisi. Unit ini mengintegrasikan sensor 3D Light Detection and Ranging (LIDAR) yang ringan, memungkinkan deteksi objek setipis ranting dari jarak +70 meter. Secara khusus, input LiDAR dimasukkan langsung sebagai awan titik sepanjang rute. Pendekatan ini memberikan input dan waktu respons yang jauh lebih cepat untuk komputer jalur penerbangan.

Perencanaan dan Penyesuaian Jalur Penerbangan Real-Time

Para insinyur mengambil pendekatan unik dalam perencanaan penerbangan. Misalnya, sistem terus-menerus memindai dan memperbarui jalur penerbangan untuk pesawat. Koordinator jalur penerbangan baru menciptakan dua jalur berbeda sebagai opsi untuk drone. Jalur pertama adalah rute paling jelas, sementara jalur kedua memiliki vektor yang tidak diketahui. Dari situ, komputer memanfaatkan input data real-time untuk menyesuaikan pola berdasarkan situasi.

Pengujian Navigasi Drone Berkecepatan Tinggi di Lingkungan Dunia Nyata

Para insinyur melakukan beberapa pengujian untuk memastikan drone berkecepatan tinggi mereka beroperasi sesuai prediksi. Mereka melakukan banyak uji terbang di mana pesawat harus menavigasi medan yang kompleks. Selain itu, insinyur menggunakan berbagai kondisi pencahayaan, termasuk gelap gulita, untuk melihat bagaimana kinerja sensor terpengaruh.
Menariknya, tim memilih beberapa lokasi untuk fase pengujian. Lokasi pengujian berkisar dari dalam ruang kantor hingga di luar hutan lebat. Dalam satu uji, perangkat dikirim meluncur melalui hutan pada malam hari. Untuk menyelesaikan tugas ini, perangkat harus memindai, mendaftarkan, dan menavigasi rintangan secara real-time sambil bergerak dengan kecepatan tinggi.

Hasil Utama dari Uji Coba Drone Berkecepatan Tinggi

Drone berkecepatan tinggi berhasil melakukan penerbangan otonom dalam beberapa skenario. Ia mampu mencapai kecepatan +20 meter per detik sambil secara bersamaan menavigasi lingkungan yang rumit. Meskipun tidak sempurna, sistem mencatat penurunan tingkat kegagalan penerbangan sebesar 35 kali lipat dengan metode baru. Selain itu, jalur penerbangan memerlukan setengah waktu untuk disiapkan, dan perangkat terbang lebih cepat daripada drone tradisional dalam skenario pengujian yang sama.

Manfaat Teknologi Drone Berkecepatan Tinggi yang Canggih

Terdapat banyak manfaat dari drone berkecepatan tinggi yang dapat menavigasi secara otonom melalui ruang udara yang padat. Pertama, mereka dapat digunakan dalam aplikasi di mana kelincahan dan navigasi aman sangat penting bagi keberhasilan misi. Perangkat ini dapat membuat keputusan dalam hitungan detik yang memungkinkan mereka menentukan cara terbaik menghindari objek yang mendekat dan tetap pada jalur.

Menyederhanakan Pemrograman Drone dengan Kecerdasan Onboard

Menentukan jalur penerbangan yang aman untuk drone selalu menjadi masalah. Seiring meningkatnya lalu lintas udara dan rute drone menjadi lebih rumit, pembuatan jalur penerbangan akan membutuhkan lebih banyak upaya. Sistem otonom yang diperkenalkan dalam studi ini dapat membantu mengurangi waktu tersebut karena pesawat akan mampu melakukan perubahan jalur penerbangan secara real-time bila diperlukan.

Aplikasi Dunia Nyata dan Garis Waktu untuk Drone Berkecepatan Tinggi

Terdapat daftar panjang aplikasi untuk MAV otonom yang lincah (Miniature Aerial Vehicles). Perangkat ini akan membuka pintu bagi tingkat kenyamanan dan respons baru. Dari tim darurat yang menggunakan perangkat ini untuk menemukan korban selamat hingga situs e‑commerce yang mengirimkan paket Anda, ada banyak kegunaan untuk perangkat berteknologi tinggi ini.
Teknologi drone berkecepatan tinggi ini dapat diterapkan dalam satu tahun atau kurang. Beberapa negara berusaha menjadi pemain global di pasar drone. Teknologi ini pasti akan disambut hangat karena insinyur berupaya membuat drone lebih pintar dan lebih sadar. Anda dapat mengharapkan integrasi militer dalam 2 tahun ke depan, dengan alokasi komersial memasuki pasar dalam 5 tahun ke depan.

Drone Otonom dalam Misi Pencarian dan Penyelamatan

Salah satu penggunaan utama untuk pesawat otonom ini adalah membantu dalam misi pencarian dan penyelamatan. Perangkat ini dapat secara otonom menjelajahi puing setelah bencana dan menemukan korban selamat manusia. Mereka dapat memanggil pasokan dan bantuan penting lainnya, yang juga dapat dikirimkan via drone ke lokasi korban hingga bantuan manusia tiba. Pada akhirnya, konsep ini dapat berkembang menjadi drone yang mampu mengangkut korban langsung ke tempat aman.

Bagaimana Drone Berkecepatan Tinggi Dapat Merevolusi Pengiriman Drone

Perusahaan seperti Amazon (AMZN ) telah menguji coba pengiriman drone selama bertahun-tahun. Namun, konsep tersebut terbukti jauh lebih sulit daripada yang diperkirakan. Pengembangan terbaru ini diharapkan dapat mendorong teknologi ini maju karena perangkat akan dapat menyesuaikan jalur penerbangan untuk mengoptimalkan kinerja. Akibatnya, pengiriman satu hari dapat menjadi norma.

Menggunakan Drone Otonom untuk Pemantauan Infrastruktur

Menjaga jembatan, jalan, dan infrastruktur penting lainnya dalam kondisi baik adalah tugas monumental yang memerlukan pengawasan terus-menerus. Penggunaan drone otonom dapat membantu mengurangi tenaga kerja yang dibutuhkan, sekaligus meningkatkan kemampuan mereka yang bertugas memantau item penting tersebut. Di masa depan, drone akan memindai infrastruktur utama dan memberi tahu inspeksi tentang potensi bahaya sebelum menjadi masalah.

Memantau Lingkungan dengan Drone Otonom

Area lain di mana drone otonom dapat memberikan perbedaan besar adalah pemantauan lingkungan. Sistem ini dapat diatur untuk secara otomatis menjalankan rute dan mencatat setiap perubahan di lingkungan. Pendekatan ini memberikan tingkat kesadaran baru bagi aktivis lingkungan dan juga dapat membantu ilmuwan memantau kesehatan planet.

Swarm Drone untuk Eksplorasi dan Pengumpulan Data

Banyak yang melihat swarm drone otonom sebagai salah satu cara terbaik untuk menemukan dan memetakan area baru. Pendekatan ini menghilangkan risiko bagi penjelajah dan menyediakan data real-time bagi peneliti untuk meninjau dan menentukan langkah selanjutnya yang terbaik. Saat ini, drone otonom telah terbukti penting dalam industri pemetaan, di mana mereka digunakan untuk melacak lokasi yang sulit dijangkau seperti dasar laut.

Peneliti Drone Berkecepatan Tinggi

Yunfan Ren adalah penulis utama makalah penelitian drone berkecepatan tinggi. Ia didukung oleh Profesor Fu Zhang dan tim peneliti dari Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik di Universitas Hong Kong (HKU).

Tujuan Pengembangan Masa Depan untuk Drone Berkecepatan Tinggi

Persaingan sedang berlangsung untuk meningkatkan jangkauan, kecepatan, dan daya pemrosesan SUPER. Tim kini akan berusaha mendorong batas SUPER untuk membuat pesawat lebih ringan, lebih lincah, dengan waktu terbang lebih lama, dan mampu membawa muatan yang lebih berat. Selain itu, insinyur berupaya meminimalkan MAV lebih jauh, memungkinkan penggunaannya dalam lebih banyak skenario.

Berinvestasi di Sektor Drone

Pasar drone adalah sektor yang tumbuh cepat dengan kompetisi dari seluruh dunia. Secara khusus, DJI dari China menguasai pangsa pasar drone terbesar. Namun, banyak perusahaan memiliki potensi untuk mengubah industri dengan produk dan model bisnis baru mereka. Berikut satu perusahaan yang berada pada posisi sukses.

EHang 

Ehang (EH ) memasuki industri drone pada tahun 2014 untuk mewujudkan drone yang dapat mengangkut penumpang. Perusahaan ini tetap menjadi kunci dalam mengubah drone dari alat menjadi bentuk transportasi yang dapat diandalkan. Untuk itu, mereka telah meraih beberapa pencapaian, termasuk meluncurkan Autonomous Aerial Vehicle (AAV) pertama di dunia yang dapat mengangkut orang.

Pada tahun 2018, Ehang menandatangani beberapa kemitraan dan kesepakatan pengembangan tingkat tinggi. Secara khusus, salah satu perjanjian tersebut melibatkan kerja sama dengan kota Lyon, Prancis,  dalam protokol taksi udara. Kemitraan lain, dengan grup dirgantara Austria FACC,  bertujuan meningkatkan kemampuan dan keselamatan drone penumpang.

Ehang tetap menjadi pemimpin di pasar drone berkat model bisnis unik dan pendekatan ramah lingkungan terhadap penerbangan otonom. Perusahaan terus berinvestasi dalam teknologi baru dan yang sedang berkembang serta saat ini bekerja langsung untuk meningkatkan teknologi baterai solid-state. Semua faktor ini menjadikan Ehang pesaing kuat di pasar drone yang kompetitif.

Berita dan Perkembangan Saham Ehang (EH) Terbaru

Mengapa Drone Berkecepatan Tinggi Membawa Teknologi Swarm Lebih Dekat ke Realitas

Drone berkecepatan tinggi dapat menjadi pengubah permainan di semua bidang. Drone orang pertama telah menunjukkan bahwa drone kecil dan rapuh yang memuat bahan peledak dapat menghancurkan target bernilai jutaan dolar. Sekarang, perangkat ini akan memiliki kemampuan menavigasi lingkungan kompleks untuk mencapai tujuan mereka dengan perencanaan minimal. Mudah-mudahan, tujuan mereka adalah mengantarkan penggorengan udara baru Anda, bukan bom.
Pelajari proyek keren lainnya di sini.

Studi yang Dirujuk:

^{1. Yunfan Ren et al., Navigasi berkecepatan tinggi yang terjamin keamanannya untuk MAV.Sci. Robot.10,eado6187(2025).DOI:10.1126/scirobotics.ado6187}