Operasi robotik NASA di luar angkasa telah lama menghadapi rintangan yang mengejutkan: peralatan yang bekerja dengan sempurna di Bumi sering kali gagal dalam kondisi orbit yang tidak berbobot. Ini bukan tentang malfungsi yang rumit; ini tentang fisika fundamental. Tanpa gravitasi, bahkan sensor canggih pun kesulitan mempertahankan orientasi, menyebabkan robot keluar jalur. Kini, kolaborasi dengan Profesor Pyojin Kim dan timnya di Institut Sains dan Teknologi Gwangju (GIST) telah menghasilkan sebuah solusi – solusi yang mengandalkan replika ruang angkasa itu sendiri.
Masalah Robot di Luar Angkasa
Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) adalah laboratorium yang canggih, namun juga merupakan lingkungan yang sulit bagi robotika. Robot seperti Astrobee, yang dirancang untuk mengotomatisasi pekerjaan rumah dan membebaskan astronot untuk melakukan penelitian, sering kali kehilangan arah. Tidak adanya gravitasi membuat sistem navigasi inersia tradisional, yang mengandalkan penginderaan kemiringan relatif terhadap tarikan bumi, menjadi tidak dapat diandalkan. Kesalahan kecil menumpuk, menyebabkan disorientasi dan perlunya campur tangan manusia – sebuah gangguan yang merugikan jika setiap menit sudah dijadwalkan.
Masalah intinya adalah sebagian besar algoritma navigasi mengasumsikan titik referensi gravitasi. Di luar angkasa, asumsi tersebut tidak berlaku lagi dan membuat robot pada dasarnya “hilang” dalam tiga dimensi.
Solusi Kembar Digital
Tim Profesor Kim mengatasi hal ini dengan menciptakan “kembar digital” – model 3D interior ISS yang sangat akurat. Ruang virtual ini bukan sekadar cetak biru statis; mereka adalah versi bersih dari lingkungan nyata, bebas dari kekacauan seperti peralatan terapung dan kabel. Robot ini melakukan referensi silang rekaman kamera real-time dengan model digital murni ini, menyaring gangguan visual dan mengkalibrasi ulang posisinya.
Pendekatan ini mengeksploitasi “Asumsi Dunia Manhattan”, yang menyatakan bahwa lingkungan buatan terutama terdiri dari permukaan ortogonal (dinding, lantai, dll.). Dengan mengunci struktur ini, robot melakukan pelacakan posisinya dengan akurasi luar biasa. Tim mengurangi kesalahan rotasi rata-rata menjadi hanya 1,43 derajat – angka yang tetap stabil dari waktu ke waktu, sehingga menghilangkan kebutuhan akan koreksi manusia.
Melampaui ISS: Implikasinya terhadap Robotika Berbasis Bumi
Implikasinya melampaui eksplorasi luar angkasa. Profesor Kim mencatat bahwa teknologi ini mudah beradaptasi dengan lingkungan dalam ruangan di Bumi di mana sinyal GPS tidak dapat diandalkan. Gudang, pabrik, dan bahkan daerah perkotaan yang padat penduduk dapat memperoleh manfaat dari sistem navigasi berbasis visual yang tidak bergantung pada referensi eksternal. Ketergantungan pada pola struktural membuatnya ideal untuk bangunan yang dipenuhi garis dan bidang.
Ekosistem Inovasi NASA
Keberhasilan proyek ini menggarisbawahi peran NASA sebagai mesin pengembangan ruang angkasa komersial yang tenang. Meskipun perusahaan swasta seperti SpaceX menjadi berita utama, akumulasi keahlian dan bakat NASA selama puluhan tahun memberikan landasan bagi sebagian besar inovasi yang terjadi saat ini. Kesediaan lembaga ini untuk menerima kegagalan, berinvestasi dalam penelitian jangka panjang, dan memprioritaskan dampak nyata menciptakan lingkungan unik untuk terobosan.
Perjalanan Profesor Kim dari spesialis drone hingga peneliti robotika luar angkasa menggambarkan ekosistem ini. Masa magangnya di NASA Ames Research Center, ditambah dengan kolaborasi berkelanjutan, menunjukkan bagaimana lembaga tersebut memupuk bakat dan mendorong inovasi lintas disiplin.
Kesimpulannya, Terobosan kembaran digital NASA bukan hanya tentang menjaga robot tetap pada jalurnya di luar angkasa; ini merupakan bukti kekuatan pemodelan virtual, adaptasi dunia nyata, dan komitmen jangka panjang lembaga tersebut untuk mendorong batasan dari apa yang mungkin dilakukan. Teknologi ini berpotensi mengubah robotika baik di dalam maupun di luar Bumi.
