Sebuah "tag" radar baru bernama EyeDAR dapat memberikan mobil otonom sepasang mata tambahan dengan mengubah lampu jalan dan rambu berhenti menjadi sensor pintar yang dapat berbicara. Para insinyur Universitas Rice mengatakan perangkat berdaya rendah ini dapat membantu kendaraan otonom melihat di sekitar tikungan, dalam cuaca buruk, dan di luar titik buta mereka sendiri.
Mobil tanpa pengemudi mungkin akan segera mendapatkan bantuan dari jalan itu sendiri.
Para insinyur di Universitas Rice, yang dipimpin oleh peneliti pascadoktoral Kun Woo Cho, telah mengembangkan sensor radar berdaya rendah bernama EyeDAR yang dapat dipasang pada lampu jalan, rambu lalu lintas, dan perlengkapan pinggir jalan lainnya untuk memberikan kendaraan otonom pandangan yang lebih jelas dan luas tentang lingkungan sekitarnya.
Dengan ukuran kira-kira sebesar jeruk, EyeDAR dirancang untuk bekerja dengan sistem radar yang sudah terpasang di banyak kendaraan otonom dan kendaraan dengan sistem bantuan pengemudi canggih. Dengan ditempatkan di atas jalan dan agak ke samping, perangkat ini dapat menangkap pantulan radar yang tidak terdeteksi oleh sensor mobil, kemudian mengirimkan informasi tersebut kembali ke kendaraan secara real-time.
Tujuannya adalah untuk mengurangi titik buta berbahaya — seperti pejalan kaki yang tiba-tiba muncul dari belakang truk, pengendara sepeda yang mendekat dari sudut yang aneh, atau mobil yang melaju perlahan dari persimpangan jalan — terutama di daerah perkotaan yang ramai dan dalam kondisi cuaca buruk.
Sistem berbasis kamera dan laser saat ini dapat mengalami kesulitan ketika kondisi kurang ideal.
“Sistem sensor otomotif saat ini seperti kamera dan lidar kesulitan mengatasi kondisi visibilitas buruk seperti yang Anda temui karena hujan, kabut, atau kondisi pencahayaan rendah,” kata Cho, yang bekerja di laboratorium Ashutosh Sabharwal, Profesor Teknik Ernest Dell Butcher dan profesor teknik elektro dan komputer di Rice, dalam siaran pers. “Sebaliknya, radar beroperasi dengan andal dalam semua kondisi cuaca dan pencahayaan, dan bahkan dapat melihat menembus rintangan.”
Keterangan: Kun Woo Cho memegang prototipe sensor EyeDAR di ruang anechoic tempat sensor tersebut diuji.
kredit: Foto oleh Jared Jones/Universitas Rice
Cho mempersembahkan kerja at HotMobile, Lokakarya Internasional tentang Sistem dan Aplikasi Komputasi Seluler, yang diadakan di Atlanta pada akhir Februari.
Radar bekerja dengan memancarkan gelombang radio dan mendengarkan gema yang dipantulkan kembali dari objek. Tetapi hanya sebagian kecil sinyal yang kembali ke sumbernya. Sebagian besar sinyal tersebar ke arah lain, membawa informasi berguna yang tidak akan pernah dilihat oleh satu unit radar pada mobil.
EyeDAR dirancang untuk ditempatkan di lokasi di mana sinyal-sinyal yang "hilang" itu berada.
Dipasang pada infrastruktur yang sudah ada seperti lampu lalu lintas, rambu berhenti, atau lampu jalan, sensor ini menangkap pantulan radar yang tersebar dan menentukan dari mana asalnya. Kemudian, sensor tersebut mengirimkan informasi arah tersebut kembali ke kendaraan yang mengirimkan pulsa radar awal.
“Ini seperti menambahkan sepasang mata lagi untuk sistem radar otomotif,” tambah Cho.
Untuk melakukan ini tanpa perangkat keras yang besar atau komputasi yang berat, tim Rice beralih ke biologi untuk mendapatkan inspirasi. Desain EyeDAR meniru mata manusia, dengan dua bagian utama yang bekerja bersama.
Di bagian depan terdapat lensa Luneberg hasil cetak 3D yang terbuat dari resin. Seperti lensa mata, lensa ini memfokuskan sinyal yang datang dari segala arah ke titik tertentu di sisi yang berlawanan. Di belakangnya terdapat cincin antena yang berfungsi seperti retina, mendeteksi di mana sinyal yang difokuskan mendarat dan dengan demikian menentukan arahnya.
Alih-alih mengandalkan susunan antena besar dan perangkat lunak kompleks untuk menghitung sudut, EyeDAR menggunakan struktur fisiknya untuk melakukan sebagian besar pekerjaan. Lensa itu sendiri melakukan apa yang disebut para insinyur sebagai "komputasi analog," membentuk dan mengarahkan gelombang sebelum mencapai prosesor.
“Lensa kami terdiri dari lebih dari 8,000 elemen berukuran sangat kecil dengan bentuk unik dan indeks bias yang bervariasi,” tambah Cho.
Dengan mengatur elemen-elemen kecil tersebut secara cermat, para peneliti menciptakan lensa yang membengkokkan dan menyalurkan gelombang radar yang masuk secara terkontrol, mengarahkannya ke titik yang tepat pada susunan antena. Dalam pengujian, pendekatan ini memungkinkan EyeDAR untuk menentukan arah target lebih dari 200 kali lebih cepat daripada desain radar tradisional, menurut Rice.
Kecepatan dan efisiensi sangat penting karena penentuan arah adalah salah satu bagian pemrosesan radar yang paling boros daya dan intensif data. Mengalihkan tugas tersebut ke perangkat keras itu sendiri dapat membuat penyebaran banyak sensor di seluruh kota menjadi praktis tanpa biaya energi atau komputasi yang besar.
EyeDAR juga berkomunikasi dengan cara yang tidak biasa. Alih-alih mengirimkan pulsa radarnya sendiri, ia mendengarkan radar dari kendaraan yang lewat dan kemudian memodulasi pantulannya.
Perangkat ini dengan cepat beralih antara menyerap gelombang yang datang dan memantulkannya kembali dalam pola yang mengkodekan informasi digital — pada dasarnya mengubah sinyal yang dipantulkan menjadi aliran data yang dapat dibaca oleh radar mobil.
“Seperti kode Morse yang berkedip,” tambah Cho. “EyeDAR adalah sensor yang bisa berbicara ⎯ ini adalah contoh pertama pengintegrasian fungsi penginderaan radar dan komunikasi dalam satu desain.”
Karena EyeDAR tidak perlu memancarkan radarnya sendiri, ia dapat beroperasi dengan daya yang sangat rendah. Hal ini membuatnya lebih murah dan mudah dipasang dalam jumlah besar, berpotensi mengubah persimpangan biasa menjadi pusat pintar yang membantu mengkoordinasikan lalu lintas dan melindungi pengguna jalan yang rentan.
Meskipun tim tersebut berfokus pada kendaraan otonom, teknologi ini dapat meluas jauh melampaui mobil. Sensor serupa dapat dibangun ke dalam robot pengiriman, drone, atau bahkan perangkat yang dapat dikenakan, memberi mereka kesadaran yang lebih baik tentang lingkungan sekitar. Jaringan unit EyeDAR juga dapat berbagi informasi satu sama lain, memungkinkan setiap perangkat untuk "melihat" jauh melampaui garis pandangnya sendiri.
Bagi Cho, proyek ini juga merupakan pernyataan tentang ke mana arah perkembangan komputasi. Seiring dengan masuknya robot, mobil, dan sistem otonom lainnya ke ruang-ruang sehari-hari dan interaksi langsung dengan manusia, ia berpendapat bahwa desain fisik yang cerdas perlu melengkapi kemajuan dalam kecerdasan buatan dan perangkat lunak.
“EyeDAR adalah contoh dari apa yang saya sebut 'komputasi analog'," tambah Cho. “Selama dua dekade terakhir, orang-orang telah fokus pada sisi digital dan perangkat lunak komputasi, dan sisi analog, perangkat keras, tertinggal. Saya ingin mengeksplorasi ruang desain analog yang terabaikan ini.”
Langkah selanjutnya meliputi penyempurnaan desain, pengujian EyeDAR dalam skenario lalu lintas dunia nyata yang lebih banyak, dan eksplorasi berapa banyak sensor yang dibutuhkan — dan di mana sensor tersebut harus ditempatkan — untuk membuat perbedaan yang berarti dalam hal keselamatan.
Jika konsep ini berkembang, mobil otonom masa depan mungkin tidak akan bernavigasi sendirian. Mereka bisa menjadi bagian dari jaringan sensor kooperatif yang lebih besar, dengan jalan itu sendiri yang diam-diam mengamati, berpikir, dan membantu mereka menghindari bahaya.
Sumber: Rice University