TEKNIK AUTONOMUS PADA PENCARIAN SUMBER ASAP Perkembangan teknologi yang semakin maju memberikan kontribusi yang sangat besar
2.3 Pencarian Berbasis Banyak Robot
Seperti yang telah dilihat pada subbab 2.2, banyak metode yang ditawarkan un-tuk melakukan pencarian dengan menggunakan satu agen unun-tuk melokalisasi sumber asap. Dari berbagai percobaan yang dilakukan oleh para peneliti dengan menggunakan satu agen tunggal, hasil yang diharapkan masih belum tercapai. Umumnya mereka melakukan berbagai modifikasi untuk mencapai target yang mereka pasang. Hal ini disebabkan pemanfaatan agen tunggal dalam pencarian sumber asap memiliki sejum-lah permasasejum-lahan yang menyangkut waktu dan sumber daya yang terpakai, luas area pencarian, dan angin yang dinamis.
Masalah yang biasanya menjadi pertimbangan adalah waktu. Sering kali waktu juga menjadi batasan tersendiri dibanyak aplikasi terutama dalam dunia keamanan dan masalah yang menyangkut keselamatan jiwa manusia. Meski untuk aplikasi lainnya waktu tidaklah menjadi fokus utama, akan tetapi pencarian yang terlalu lama meru-pakan hal yang tidak dapat ditolerir. Dalam keadaan normal dimana angin bergerak secara stabil, maka pencarian dengan algoritma yang telah diterangkan pada subbab 2.2 masih dalam batas kewajaran. Namun, waktu pencarian bisa membengkak jika angin bergerak secara tidak stabil setiap waktu. Ferdian J dalam penelitiannya menunjukkan bahwa algoritma zig-zag tidak selalu dapat menemukan sumber asap, meski dalam ru-ang pencarian yru-ang kecil jika diberikan batasan waktu yru-ang cukup ketat [18].
Masalah lainnya yang tidak kalah penting dalam lokalisasi sumber gas dengan menggunakan satu agen ini adalah pemakaian sumber daya, yang sangat dipengaruhi seberapa lama pencarian dilakukan dan jarak yang ditempuh untuk melakukan penca-rian tersebut. Semakin luas area pencapenca-rian maka energi yang dibutuhkan untuk
meng-eksplorasi daerah tersebut akan semakin besar, terutama ketika uji coba baru memasuki tahap pertama dari pencarian sumber asap yaitu tahap pendeteksian asap.
Masalah yang menyangkut pemanfaatan sumber daya adalah mengenai luas wilayah pencarian. Algoritma yang dipakai dalam pencarian satu sumber umumnya dipakai hanya dalam ruang lingkup penelitian dimana wilayah pencariannya relatif kecil. De-ngan wilayah yang relatif kecil, maka pencarian deDe-ngan satu agen masih mungkin untuk dilakukan. Sayangnya jika agen pencari diterjunkan dalam wilayah pencarian yang luas seperti di hutan atau daerah industri, maka pencarian menjadi tidak mungkin untuk di-lakukan. Penyebab utamanya adalah pencarian yang akan memakan waktu, tidak hanya untuk menemukan sumber asap, mendeteksi konsentrasi asapnya pun sudah pasti akan memakan waktu.
Gambar 2.17: Pencarian sumber asap dengan satu robot pada lingkungan dinamis
Masalah terakhir adalah pergerakan angin yang tidak selamanya stabil. Angin dalam alam terbuka tidak selamanya bergerak dengan arah yang sama. Secara bebas angin dapat berubah arah tanpa mengikuti pola jangka pendek tertentu. Memang ter-dapat pola angin jika dilihat secara umum dan diterapkan dalam jangka waktu yang cukup lama. Sebagai contoh di negara Indonesia, Badan Meteorologi dan Geofisika se-ring melakukan prediksi terhadap pergerakan angin untuk beberapa hari kedepan pada
wilayah tertentu. Tentunya prediksi pergerakan angin tersebut merupakan pergerakan angin secara garis besar. Penelitian yang dilakukan sejumlah peneliti umumnya me-nempatkan agen pencari dalam lingkungan pencarian yang relatif stabil. Lingkungan diatur sedemikian rupa sehingga lingkungan tersebut memiliki angin yang cukup kuat untuk berhembus diseluruh ruang pencarian serta tidak berubah secara dinamis pada setiap periode tertentu. Hal ini tentunya memudahkan proses pencarian sumber asap. Namun, agen yang dipakai dalam lingkungan seperti ini akan mengalami kesusahan jika dihadapkan dengan lingkungan yang dinamis dimana angin tidak selalu bergerak menuju arah yang sama.
Nugraha, A. dalam penelitiannya menunjukkan melalui simulasi 2 dimensi seder-hana menunjukkan bagaimana algoritma surge-spiral yang memanfaatkan informasi angin dapat menjadi gagal ketika dihadapkan dalam lingkungan yang berubah secara dinamis. Nugraha, A. melakukan sedikit modifikasi pada algoritma surge-spiral un-tuk meningkatkan kinerja dari algoritma ini. Pada Gambar 2.17 bagian a, agen pen-cari berada pada jalur yang tepat terhadap gas/asap. Akan tetapi ketika terjadi peruba-han arah angin cukup drastis pada bagian b, algoritma surge-spiral gagal untuk dapat melokalisasi kembali posisi gas.
Untuk menangani masalah tersebut metode baru perlu diusulkan agar pencarian sumber gas dapat juga menanggulangi masalah yang telah disebutkan diatas. Selain dari pada itu metode yang diusulkan diharapkan juga dapat menangani masalah keti-dakstabilan gerakan angin yang terjadi di dalam lingkungan pencarian.
Penelitian pencarian sumber asap/gas untuk menutupi kekurangan yang terjadi pada pencarian berbasis satu agen seperti yang dijelaskan pada sub bab sebelumnya telah di-coba oleh beberapa peneliti. Salah satu dari penelitian tersebut adalah perkembangan Surge Spiral Algorithmyang telah digunakan dalam pencarian dengan satu agen. Per-kembangan algoritma ini dilakukan oleh Martinoli, [21] dengan melakukan ekspansi dari segi kuantitas agen yang melakukan pencarian.
Jika pada pencarian dengan menggunakan satu agen, pencarian diawali dengan melakukan observasi sebelum agen benar-benar melakukan pencarian sumber maka pada pencarian dengan menggunakan banyak agen hal ini tidak perlu dilakukan. Hal ini dapat mengurangi waktu penjelajahan yang cukup menyita waktu. Alhasil, penca-rian sumber asap/gas dapat dilakukan dalam waktu yang relatif singkat. Tidak hanya itu, jika pada algoritma Surge Spiral asli dengan menggunakan satu agen, agen pencari sebisa mungkin harus dapat mencakup seluruh ruang pencarian. Maka dengan menggu-nakan sejumlah agen, ruang yang harus dicakup tiap agen menjadi relatif kecil sehingga optimisasi pencarian dapat dilakukan.
Meskipun waktu pencarian telah dikurangi, tetapi pencarian umumnya dilakukan tanpa adanya kecenderungan untuk berkomunikasi antara agen satu dengan yang lain. Tanpa adanya komunikasi kemungkinan adanya pencarian berulang ditempat yang
sama oleh agen yang berbeda menjadi lebih besar. Keadaan ini akan menjadi lebih parah, jika lingkungan pencarian berubah-ubah secara tidak menentu dimana arah angin tidak lagi stabil melainkan menjadi dinamis. Walaupun pencarian dalam kondisi ini tetap dapat dilakukan dan masih memungkinkan untuk ditemukannya sumber asap, akan tetapi waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pencarian akan membesar.
Untuk menangani hal tersebut Hayes, et al menerapkan cara lain yang lebih efektif [9, 14]. Seperti yang telah dijelaskan pada bagian algoritma surge-spiral bahwa untuk meningkatkan efisiensi, Hayes, et al. melakukan modifikasi dari algoritma tersebut de-ngan memanfaatkan sejumlah agen pencari. Agen pencari tersebut tidak hanya bekerja secara individu, mereka saling berkomunikasi satu sama lain dengan berbagi informasi yang mereka dapatkan.
Cara kerja dari algoritma modifikasi Hayes, et al yang disebut dengan Colabora-tive Spiral Surgememanfaatkan komunikasi sederhana untuk berinteraksi. Komunikasi sederhana tersebut adalah:
• None, yang berarti tidak ada komunikasi, sebuah sinyal yang dikirimkan oleh agen pencari
• Attract, sinyal yang dikirimkan oleh agen pencari yang sedang berada dalam po-sisi melawan arah angin dan mendeteksi keberadaan gas kepada agen lain yang berada dalam posisi searah dengan arah angin atau tanpa informasi mengenai konsentrasi gas untuk datang mendekati si agen pemberi sinyal.
• Kill, sinyal berhenti yang dikirimkan oleh agen pencari yang memerintah agen pencari lainnya yang berada disekitar agen pengirim sinyal untuk menjauhinya. Hasil dari modifikasi ini pencarian menjadi lebih terarah dan proses penemuan sumber asap menjadi lebih cepat. Algoritma yang digunakan pada penelitian Hayes, et al hanya berfokus pada analisis distribusi asap dalam ruang tertutup dan tidak ditujukan untuk proses pencarian sumber asap. Hal ini menyebabkan algoritma ini belum teruji dalam segi efektifitas untuk proses penemuan sumber asap.