Tinggalkan GPS, Drone Rusia Adopsi Sistem Navigasi Otonom ‘Martian’ Berbasis Visual Odometry

Intensitas perang elektronik (Electronic Warfare/EW) yang semakin masif di wilayah konflik mendorong pengembang teknologi militer untuk menciptakan sistem navigasi mandiri tanpa ketergantungan pada sinyal satelit. Perusahaan asal Rusia, Ploshchad, dilaporkan berhasil mengembangkan sistem navigasi otonom baru untuk pesawat tanpa awak (Unmanned Aerial Vehicle/UAV) yang mengadopsi prinsip navigasi ala helikopter Ingenuity milik NASA saat beroperasi di Planet Mars.

Baca juga: ‘Turun Gunung’, Angkatan Udara AS Kembangkan Kawanan Drone yang Mampu Beroperasi di Wilayah Tanpa Navigasi GPS

Teknologi inovatif ini memungkinkan drone tetap bernavigasi dengan presisi tinggi meskipun sinyal GPS, GLONASS, maupun kendali frekuensi radio (Radio Frequency/RF) dilumpuhkan secara total oleh jammer lawan.

Sistem yang dijuluki sebagai navigasi ala Mars (Martian navigation) ini beroperasi mengandalkan kombinasi kamera onboard, teknik visual odometry, serta pemrosesan kecerdasan buatan (neural network) secara real-time. Visual odometry sendiri merupakan metode perhitungan matematis yang digunakan untuk memperkirakan perubahan posisi, arah, dan pergerakan suatu wahana (seperti drone atau robot) secara berurutan hanya berdasarkan analisis pergeseran citra visual yang ditangkap oleh kamera. Konsep ini mirip dengan cara mata dan otak manusia memperkirakan seberapa jauh dan cepat kita bergerak dengan melihat objek-objek di sekeliling kita yang bergeser.

Pada prinsipnya, kamera optik yang terpasang di bagian bawah drone akan terus merekam kontur permukaan tanah di sepanjang lintasan terbang. Data visual tersebut kemudian diolah secara langsung oleh neural network pada komputer penerbangan (flight computer) onboard untuk dibandingkan dengan peta digital referensi yang telah disimpan sebelumnya di memori drone sebelum misi dimulai.

Ingenuity may have been the first helicopter to fly on another planet, but world ‘coptering is going to… take off 🥁

NASA’s Dragonfly mission to Titan is an 8-rotor drone (launch 2027). The reverse of Mars, Titan’s atmosphere is denser than Earth’s but the moon is bitterly cold pic.twitter.com/QRS8dKUU9P

— Elizabeth Tasker (@girlandkat) April 19, 2021

Secara teknis, mekanisme visual odometry pada drone buatan Ploshchad ini bekerja dalam empat tahapan utama yang berlangsung secara kontinu. Pertama, kamera optik mengambil gambar medan permukaan tanah secara konstan. Kedua, jaringan saraf tiruan (neural network) menganalisis fitur geometris serta tekstur medan dalam rentang waktu nyata.

Ketiga, sistem mencocokkan pola visual yang ditangkap dengan model peta digital terintegrasi. Keempat, komputer navigasi melakukan koreksi posisi (position correction) secara konstan terhadap model referensi untuk mengeliminasi potensi deviasi atau akumulasi kesalahan arah (drift) selama penerbangan.

Penggunaan metode pemunculan visual ini terinspirasi langsung dari solusi navigasi eksplorasi antariksa. Saat helikopter Ingenuity buatan NASA terbang di atmosfer Mars, penggunaan navigasi berbasis GPS jelas tidak memungkinkan karena ketiadaan infrastruktur satelit di planet merah tersebut.

Tandingi GPS, Rusia dan Cina ‘Bersatu’ Integrasikan Kemampuan GLONASS dan Beidou

Para insinyur Rusia berhasil mengadaptasi konsep dasar visual odometry tersebut untuk mengatasi masalah drift atau pergeseran akumulatif pada sistem navigasi inersia (Inertial Navigation System/INS) konvensional dengan cara membandingkan citra medan bawah secara terus-menerus terhadap peta digital onboard.

Penerapan teknologi navigasi visual otonom buatan Ploshchad ini diproyeksikan menjadi jawaban signifikan terhadap tantangan GPS-denied environment di medan tempur modern. Dengan meniadakan kebutuhan sinyal satelit luar dan pemancar radio aktif, drone yang dilengkapi sistem ini tidak hanya kebal terhadap perintangan sinyal (jamming) dan penyesatan posisi (spoofing), tetapi juga menjadi sangat sulit dideteksi oleh perangkat intelijen sinyal (Signal Intelligence/SIGINT) musuh karena tidak memancarkan gelombang RF saat melintas menuju sasaran. (Gilang Perdana)

Angkatan Darat AS Bersiap untuk Berperang Tanpa GPS, Mulai Adopsi MAPS di 2030