Robot Otonom Memetakan Lingkungan Baru

Banyak hewan mampu memetakan lingkungan baru, bahkan ketika bergerak melewati untuk pertama kalinya. Kelelawar dapat melakukan ini dengan memancarkan suara dan mengekstraksi informasi dari gema yang dipantulkan dari objek di sekitarnya.

Dalam studi ini, peneliti mengembangkan robot yang memancarkan suara seperti kelelawar dan menganalisis gema yang kembali untuk menghasilkan peta ruang.

Dikenal dengan nama Robat, mesin ini memiliki empat roda untuk berjalan secara otonom. Dilengkapi dengan dua mikrofon ultrasensitif, Robat dapat mengeluarkan sinyal ultrasonik dan menerimanya kembali.

Untuk tujuan ini, sinyal berkorelasi silang dengan sinyal teoritis. Sinyal korelasi silang dinormalisasi relatif terhadap nilai maksimum perekaman dan fungsi deteksi puncak. Meningkatnya penggunaan robot otonom memerlukan pendekatan sensorik baru untuk menghindari rintangan, pengenalan objek, dan perencanaan jalan.

Salah satu tugas yang paling menantang adalah cara menghasilkan peta lingkungan yang tidak diketahui. Masalah ini secara rutin dipecahkan oleh kelelawar yang melihat lingkungan mereka secara akustik.

Dengan memancarkan sinyal suara dan menganalisis gema yang kembali, kelelawar dapat menyesuaikan lingkungan baru dan mungkin juga memetakannya. Terinspirasi oleh kemampuan ini, peneliti menyediakan robot terestrial otonom yang sepenuhnya mengandalkan sonar, seperti kelelawar.

Sistem sonar digunakan untuk navigasi dan memetakan lingkungan. Biosonar dipasang pada DJI Ronin Gimbal yang memungkinkan memutar unit pengindraan dengan cara yang stabil. Sinyal yang dipancarkan adalah kicau an 10ms FM yang menyapu antara 100-20kHz.

Itu diperkuat menggunakan Penguat Sony (XMGS4) dan kamera uEye RGB untuk koleksi gambar dengan tujuan validasi. “Robat kami adalah biorobot pertama yang sepenuhnya otonom, seperti kelelawar yang bergerak melalui lingkungan baru saat memetakannya semata-mata berdasarkan informasi echo,” kata Itamar Eliakim, yang membantu merancang dan membangun robot, dikutip dari dailymail.

Robat dikembangkan oleh para peneliti Israel. Berpusat di Universitas Tel Aviv, peneliti menun jukkan bahwa Robat dapat memilih jalan melalui rintangan dengan menggunakan sonar saja.

Selama masa percobaan, mesin berhasil memetakan batas benda yang dijumpai di lingkungan tersebut. Setelah itu, Robat akan menghitung rute yang akan ditempuh. Saat bergerak, Robat berhenti setiap 0,5m berdasarkan pengukuran odometry dan sistem sonar diarahkan untuk gerakan, sinyal suara dipancarkan, dan gema direkam.

Setiap rekaman adalah 0,035 detik, setara dengan rentang ca 6 meter. “Informasi ini menggambarkan batas benda dan jalur bebas di antara mereka (Robat),” lanjut Eliakim. Para ahli di balik teknologi otonom mengatakan bahwa Robat dapat diguna kan dalam operasi penyelamatan di daerah yang terlalu berbahaya untuk dijangkau manusia.

“Kami telah menunjukkan potensi besar menggunakan suara diaplikasi robotik masa depan,” tambahnya. Sebagai bagian dari eksperimen, Robat mampu membangun peta real time di sekitarnya saat bergerak.

Gelombang ultrasonik juga diproduksi pada tingkat yang biasanya digunakan oleh kelelawar. Selain itu, Robat juga mampu mengklasifikasikan objek atau benda yang ditemuinya dan melabelinya sebagai tumbuhan atau nontumbuhan.

Robat dibangun dengan kecerdasan buatan (AI) menggunakan jaringan saraf di dalamnya, seperti otak manusia. Dilengkapi dengan Tensor Flow milik Python untuk membangun dan melatih jaringan syaraf tiga lapis.

Set pelatihan termasuk 788 contoh tanaman dan 628 sampel nontanaman yang dikumpulkan di beberapa situs di kampus. Ketika mendeteksi hambatan kurang dari 1,2m di depannya, Robat berbalik 90 derajat ke arah kanan dan melakukan langkah 1m ke arah kanan.

Setelah itu, Robat berbalik 90 derajat ke kiri dan memperoleh gema. “Kami memilih pendekatan penghindaran rintangan yang sangat sederhana yang juga dikenal sebagai algoritma bug, selama proses eksplorasi, Robot bergerak maju dalam langkah 0,5m antara titik akuisisi berturut-turut,” kata Eliakim Untuk lebih baik dalam meniru kelelawar, pemeriksaan, pendekatan, dan penjumlahan gema yang ditangkap kembali, diatur menjadi satu gema superposisi.

Hanya benda-benda yang terletak lebih dekat dari 3 unit pengindraan yang diklasifikasikan. Gema panjang 0,035 digunakan dari telinga kanan dan kiri. Rekaman ini dilewatkan melalui tiga band pass filter, tanpa echo yang ditransmisikan.

Setiap hambatan yang diperoleh akan dibaca ukurannya dan diorientasikan. Data yang didapat kemu dian ditransmisikan secara nirkabel melalui antena kepada para peneliti.

Robot yang dimuat dengan sistem ini, suatu hari nanti bisa digunakan untuk memetakan ruang yang tidak dikenal di zona-zona bantuan bencana, seperti bangunan yang runtuh akibat gempa bumi.