TEKNIK AUTONOMUS PADA PENCARIAN SUMBER ASAP Perkembangan teknologi yang semakin maju memberikan kontribusi yang sangat besar
2.1 Faktor-Faktor Penting dalam Pencarian Sumber Asap
Kita telah melihat sekilas pada awal bab ini bahwa penanganan dari kebocoran sum-ber asap dapat ditangani tanpa harus melibatkan manusia dalam proses pencariannya. Penanganan dilakukan dengan bantuan agen-agen cerdas yang telah diprogram untuk menangani keadaan tertentu. Penyesuaian dari agen-agen tersebut dilakukan dengan memperhatikan faktor-faktor penting dari pencarian sumber asap. Salah satunya adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.4.
(a) Pabrik dengan Banyak Pipa (b) Tanah Pasir (c) Tanah Berbatu Gambar 2.1: Kondisi Lingkungan Pencarian
Bab ini akan membahas mengenai faktor-faktor penting dalam melakukan pencarian sumber asap, tidak hanya dari faktor luar tetapi juga faktor dalam yang melibatkan sang agen pencari. Apa yang harus ada pada agen pencari, faktor-faktor apa saja yang harus diperhatikan dalam melakukan penyesuaian agen sebelum diterjunkan ke medan pencarian.
Pencarian sumber asap merupakan masalah yang kompleks karena memiliki banyak faktor yang harus diperhatikan agar pencarian dapat berlangsung dengan baik. Faktor-faktor ini melibatkan Faktor-faktor lingkungan, sifat gas, dan kondisi agen. Seluruh Faktor-faktor ini tidak boleh diabaikan, berikut dijelaskan secara ringkas efek dari masing-masing faktor:
• Sifat Gas
Gas memiliki kecenderungan untuk berdifusi dengan udara disekelilingnya [13]. Sifat difusi ini akan membuat gas tersebut menyebar ke daerah-daerah yang belum terkontaminasi. Disisi lain, sifat difusi akan membuat konsentrasi gas di udara berkurang sehingga akan mempersulit agen untuk mendeteksi kehadi-ran gas. Sifat difusi ini juga dapat dimanfaatkan untuk menentukan sumber ke-bocoran. Sifat difusi memberikan kepastian bahwa udara yang berada diseki-tar sumber-sumber kebocoran akan memiliki konsentrasi zat yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara yang jauh dari sumber. Namun jika kebocoran sudah terlalu lama dan udara tidak dapat berpindah, maka bisa saja konsentrasi udara tersebut menjadi sangat pekat. Hal ini umum terjadi dalam ruang tertutup tanpa adanya ventilasi udara. Jika ini terjadi, penutupan kebocoran akan semakin sulit untuk dilakukan.
• Lingkungan
Kondisi lingkungan dimana kebocoran terjadi akan sangat berpengaruh besar ter-hadap keberhasilan pencarian. Kondisi lingkungan akan menentukan jenis agen seperti apa yang ditugaskan dalam pencarian. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.4, lingkungan pencarian dari sang agen dapat berbeda-beda. Sebagai contoh, agen yang dapat berjalan pada jalan yang tidak rata tentu berbeda dengan yang memang tidak didesain untuk itu. Jika dipaksakan, maka bisa saja agen tidak dapat berfungsi sama sekali. Selain itu, faktor angin pada ruang pencarian juga tidak boleh dilupakan. Angin memberikan tantangan yang sangat besar pada agen karena angin menciptakan kondisi asap yang lebih dinamis.
• Kondisi Agen
Kondisi agen harus selalu disinergikan dengan lingkungan pencarian. Kondisi lapangan dan letak kemungkinan kebocoran harus selalu menjadi perhatian saat menentukan jenis agen pencari. Belum lagi pemilihan teknik pencarian yang di-gunakan. Teknik pencarian harus dapat bersifat dinamis dan adaptif terhadap
sifat alami gas dan lingkungan dalam ruang pencarian. Selain itu, perilaku agen juga harus di optimasi agar dapat menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan. Contohnya, saat melakukan pencarian pada daerah yang sangat mengganggu frekuensi radio, sebaiknya tidak mengandalkan teknologi GPS (Global Position-ing System) dalam menentukan lokasi agen. Menentukan karakteristik dari zat yang dicari juga harus diperhatikan. Udara sering sekali mengandung berbagai macam zat yang dapat saja disalahartikan oleh agen. Dengan menentukan karak-teristik dari zat yang ingin dicari, secara tidak langsung kita memilih hidung elek-tronik yang akan dipasangkan pada agen pencari.
Jelas berdasarkan penjelasan diatas, faktor-faktor tersebut tidak dapat diabaikan. Kom-binasi dari seluruh faktor inilah yang menyebabkan proses pencarian sumber asap tidak dapat dikategorikan sebagai pekerjaan yang mudah. Terlebih lagi karena masih banyak contoh lain dari faktor-faktor tersebut yang tidak mungkin untuk diabaikan. Beberapa kasus yang umum terjadi akan ditemukan dalam bab ini bab-bab selanjutnya. Agar penjelasan pada bagian ini dan seterusnya menjadi lebih sederhana, maka istilah agen akan digunakan untuk menunjuk agen pencari sumber asap. Istilah zat akan digunakan untuk merujuk zat yang menjadi target pencarian.
Pencarian sumber asap memiliki banyak tantangan, mulai dari faktor alam sampai desain agen. Selain tantangan-tantangan ini, sisi perilaku agen juga memiliki tantan-gan yang tidak jauh berbeda. Setiap agen pencari harus memiliki kemampuan untuk mengenali gas dan teknik mencari sumber gas tersebut. Keduanya hal ini bagaikan be-nang dan kain, yang jika tidak baik salah satunya, maka hasil yang dicapai juga tidak akan optimal. Terkait dengan poin pertama, teknologi yang ada saat ini memungkinkan manusia untuk melatih agen untuk mengenali karakteristik dari suatu zat. Atau dengan kata lain, melatih agen untuk melakukan klasifikasi terhadap zat yang ada dalam udara.
Gambar 2.2: Hidung Elektronik
karakteristik sensitifitas dari sensor asap sang agen tersebut terhadap zat yang dapat dideteksi. Seperti yang nanti dapat dilihat pada Bab 3, agen yang memiliki sensor asap memiliki sensitivitas yang berbeda-beda terhadap zat-zat tertentu. Sensor-sensor bau satu sama lain juga memungkinkan untuk memiliki sensitivitas yang berbeda, sehingga klasifikasi pun disesuaikan dengan sensor bau yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah sensor x yang tidak peka terhadap zat A, maka kita tidak mungkin untuk memanfaatkan sensor x dalam pencarian zat A. Gambar 2.2 adalah sensor asap TGS 2600 yang diper-gunakan untuk mendeteksi alkohol, Hidrogen, dan Karbon Monoksida yang dihasilkan oleh rokok. Jika sensor asap jenis ini digunakan untuk melakukan pencarian gas sul-fur atau belerang maka pencarian yang dihasilkan tidak akan optimal. Pada buku ini tidak akan dijelaskan lebih lanjut mengenai teknik klasifikasi gas. Jika Anda tertarik, silahkan baca referensi yang telah dicantumkan terkait hal ini.
Gambar 2.3: Tahapan Pencarian Sumber Gas
Hal kedua yang perlu dimiliki oleh agen pencari adalah teknik pencarian sumber asap. Teknik ini akan menentukan perilaku dari agen yang ditugaskan dilapangan. Kemampuan perangkat keras yang tanpa didukung oleh teknik yang baik tidak akan berhasil dengan baik. Berdasarkan penelitian Hayes et al. pada [9, 14], paling tidak ada tiga tahap yang harus dilalui dalam pencarian sumber asap. Tahap-tahap ini adalah mencari kehadiran zat di udara, kemudian melakukan pelacakan menuju sumber asap,
dan terakhir mendeklarasikan penemuan sumber asap. Gambar 2.3 mengilustrasikan setiap tahapan tersebut. Seluruh tahapan ini merupakan syarat minimum yang diper-lukan dalam satu kali pencarian, karena itu tidak mungkin untuk mengabaikan salah satu tahapan tersebut.
Agar lebih jelas, berikut adalah penjelasan dari tiap tahap: 1. Pencarian Asap (Plume Finding)
Tahap ini adalah tahap dimana agen mencari keberadaan zat di udara. Pada tahap ini agen dapat bergerak bebas ataupun mengikuti algoritma tertentu. Agen harus bergerak ke seluruh daerah pencarian hingga menemukan aliran asap. Pencarian secara individu dimungkinkan untuk dilakukan, tentunya dengan mengikuti al-goritma tertentu. Tanpa menggunakan alal-goritma tertentu atau dengan kata lain menggunakan gerak random, maka lebih baik menggunakan metode lain untuk menjangkau seluruh ruang pencarian. Salah satu cara untuk mencapai hal tersebut adalah dengan pencarian berkelompok. Pencarian secara berkelompok dengan cara berpencar akan mempercepat proses penemuan zat yang dimaksud dalam tahap ini. Jika sudah ditemukan, maka agen akan masuk dalam fase berikutnya. 2. Pelacakan Arah Gerak Asap (Plume Tracing)
Setelah gas ditemukan, seluruh informasi yang berhubungan dengan perilaku gas dapat digunakan untuk mencari arah datangnya gas. Berbeda dengan tahap se-belumnya, pada tahap ini algoritma untuk pelacakan mutlak diperlukan. Algo-ritma ini harus dapat menjaga kontak antara agen dengan gas. Tahap ini akan menentukan keefektifan dan performa keseluruhan teknik pencarian sumber asap yang digunakan. Berbagai jenis algoritma yang telah dikembangkan oleh para peniliti baik dari dalam maupun luar negri akan dijelaskan secara ringkas pada buku ini. Algoritma yang akan difokuskan pada bab-bab selanjutnya adalah al-goritma yang memanfaatkan komunikasi antar agen. Alal-goritma ini akan dibahas pada Bab setelah ini.
3. Deklarasi Sumber Asap (Source declaration)
Tahap terakhir dan yang paling penting adalah mendeklarasikan dan memberikan tanda terhadap sumber gas yang telah ditemukan. Cara yang umumnya digu-nakan sebagai petunjuk bagi agen untuk menyatakan suatu lokasi sebagai sumber kebocoran adalah dengan melihat kepekatan konsentrasi zat pada lokasi tersebut. Jika konsentrasi gas sudah melebihi ambang batas yang ditetapkan, maka lokasi tersebut di asumsikan sebagai sumber asap. Tentu saja ambang batas yang terlalu tinggi atau telalu rendah dapat membuat agen salah dalam mendeklarasikan suatu posisi sebagai tempat dari sumber asap. Ambang batas harus selalu diseuaikan dengan jenis zat dan kondisi lingkungan. Pada lingkungan dengan udara yang
tidak dapat bergerak dan kebocoran sudah terlalu lama dapat meningkatkan kadar zat di seluruh area pencarian. Pada tahap seperti ini, peningkatan batas ambang konsentrasi secara periodik perlu dilakukan untuk menangani hal tersebut. Umumnya sebelum agen berhasil menemukan sumber asap, tahap pertama dan tahap kedua akan dilakukan berulang-ulang. Diagram alur pada Gambar 2.4 memperlihatkan pola umum tersebut. Pola ini terjadi karena sering kali agen kehilangan jejak asap saat berada pada tahap kedua, pelacakan ke sumber asap. Jika robot sudah tidak lagi dapat merasa keberadaan asap, maka tentu saja kegiatan pelacakan tidak dapat diteruskan. Agen harus kembali mencari asap disekitar lokasi tersebut. Setelah ditemukan, maka kegiatan pelacakan dapat kembali dilanjutkan.
Gambar 2.4: Diagram Alur Tahap Pencarian Sumber Asap
Pada saat ini sudah diketahui faktor-faktor yang berpengaruh pada pencarian sum-ber asap. Langkah-langkah yang dibutuhkan agar agen dapat melakukan pencarian juga sudah diketahui. Berarti cukup dengan mendesain sebuah teknik pencarian, maka agen pencari juga sudah dapat diciptakan dan diuji coba. Pada bab selanjutnya akan dice-ritakan beberapa teknik pencarian yang sudah diusulkan oleh beberapa peneliti kelas dunia. Teknik pencarian ini dimulai dengan pengembangan algoritma pencarian pada satu agen. Namun teknik ini tidak mampu beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang dinamis sehingga memunculkan ide penggunaan banyak agen dalam pencarian yang sama.