Tabrakan antara burung dengan pesawat terbang jelas sangat tidak sebanding. Bukan karena pertunjukan kecelakaannya yang bakal mendatangkan hiburan, tapi ketika peristiwa ini terjadi tidak saja menghilangkan nyawa burung namun juga dapat mengganggu penerbangan. Dan sayangnya peristiwa ini sering terjadi.
Pada tahun 2016 terdapat 1.835 tabrakan burung yang telah dikonfirmasi di Inggris saja – sekitar delapan tabarakan untuk setiap 10.000 penerbangan. Ini bisa berdampak besar pada maskapai penerbangan: pesawat yang tertabrak burung harus diperiksa secara hati-hati untuk apa yang dikenal sebagai dampak kerusakan yang nyaris tak terlihat, yang bisa menjadi berbahaya jika tidak terdeteksi.
Salah satu jalan untuk mengatasinya, para peneliti di California Institute of Technology telah mengembangkan algoritme kontrol baru yang memungkinkan sebuah drone untuk menggiring seluruh kawanan burung menjauh dari wilayah udara bandara. Algoritma ini disajikan dalam sebuah penelitian di IEEE Transactions on Robotics.
Strategi yang saat ini digunakan untuk mengendalikan wilayah udara termasuk memodifikasi lingkungan sekitarnya sehingga membuatnya kurang menarik bagi kawanan burung adalah dengan menggunakan elang terlatih atau bahkan mengemudikan drone untuk menakut-nakuti burung. Strategi ini bisa menjadi mahal atau — dalam kasus drone yang dikemudikan tangan — malah tidak dapat diandalkan, kata Chung, yang merupakan seorang peneliti di Center for Autonomous Systems and Technologies Caltech.
“Ketika menggiring burung menjauhi dari wilayah udara, Anda harus sangat hati-hati dalam menentukan posisi drone Anda. Jika terlalu jauh, ia tidak akan memindahkan kawanan. Dan jika terlalu dekat, Anda berisiko menghamburkan kawanan dan membuatnya benar-benar tidak terkendali. Sulit melakukannya dengan drone yang dikemudikan.”
Penggiringan bergantung pada kemampuan untuk mengelola kawanan sebagai satu kesatuan tunggal — menjaganya tetap bersama-sama sambil mengalihkan arah perjalanannya. Setiap burung dalam kawanan bereaksi terhadap perubahan perilaku burung-burung yang terdekat dengannya.
Penggiringan yang efektif membutuhkan ancaman eksternal — dalam hal ini, dengung — untuk memposisikan dirinya sedemikian rupa sehingga mendorong burung di sepanjang tepi kawanan untuk melakukan perubahan perjalanan yang kemudian mempengaruhi burung-burung terdekat mereka, yang akhirnya mempengaruhi burung jauh ke dalam iringan, dan seterusnya, sampai seluruh kawanan mengubah arah. Namun, pemosisiannya harus tepat: jika ancaman eksternal terlalu bersemangat dan terburu-buru pada kawanan, burung akan panik dan bertindak secara individual, tidak secara kolektif.
Pada 2013, ketika ia menjadi asisten profesor di Universitas Illinois di Urbana-Champaign, Chung menerima Penghargaan KARIER Yayasan Ilmu Pengetahuan Nasional untuk mengatasi masalah tersebut. Awalnya, Chung berniat membangun robot yang berpandu sendiri, mengepakkan sayap yang pelayarannya akan meniru elang, dengan pertimbangan bahwa desain yang diinspirasikan akan membuatnya lebih efektif dalam mengendalikan burung dengan menghadirkan mereka ancaman yang tampak alami. Sementara pekerjaan dalam upayanya berlansung, ia menghasilkan gaya drone yang sama sekali baru — “Bat Bot ” yang diperkenalkan Chung pada tahun 2017 — dia menemukan bahwa drone quadrotor yang siap pakai sama efektifnya dalam menggiring burung.
Untuk mengajarkan drone supaya berhasil menggiring burung secara mandiri, Chung dan rekan-rekannya, termasuk Aditya Paranjape dari Imperial College London, mempelajari dan memperoleh model matematika dari dinamika berkelompok untuk menggambarkan bagaimana kelompok domba membangun dan mempertahankan formasi, bagaimana mereka menanggapi ancaman di sepanjang tepi kawanan, dan bagaimana mereka mengkomunikasikan ancaman itu melalui kawanan. Pekerjaan mereka meningkatkan algoritma yang dirancang untuk menggiring domba, yang hanya perlu bekerja dalam dua dimensi, bukan tiga.
Setelah mereka mampu menghasilkan deskripsi matematis perilaku berkelompok, para peneliti membalikkan rekayasa untuk melihat secara pasti bagaimana mendekati ancaman eksternal akan direspons oleh kelompok, dan kemudian menggunakan informasi tersebut untuk membuat algoritma penggiringan baru yang menghasilkan jalur penerbangan ideal untuk kedatangan drone supaya dapat memindahkan kawanan menjauh dari wilayah udara yang dilindungi tanpa harus membubarkannya.
Tim menguji algoritma pada kawanan burung di dekat lapangan di Korea dan menemukan bahwa sebuah drone bisa membuat kawanan lusinan burung keluar dari wilayah udara yang telah ditentukan.
Efektivitas algoritma ini hanya dibatasi oleh jumlah dan ukuran burung yang datang, kata Chung, menambahkan bahwa tim berencana untuk mengeksplorasi cara-cara meningkatkan untuk skala proyek dengan beberapa drone yang saling berhubungan dengan beberapa kelompok.
