Rover Mars saat ini biasanya melaju sekitar 500 sampai 1.000 kaki per jam, kira-kira sepanjang satu sampai tiga lapangan sepak bola. Mereka hanya bisa melaju dalam waktu singkat setiap kalinya.
Para insinyur NASA bilang mereka bisa melaju lebih lama dan lebih cepat kalau rover itu bisa lebih banyak berpikir sendiri.
Sebuah robot mini sudah membuktikan hal itu. Dalam pengujian baru-baru ini, ERNEST, yang singkatan dari Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain, bergerak mendekati tumpukan batu besar yang biasanya akan menghentikan Curiosity dan Perseverance. Alih-alih berhenti atau menunggu perintah dari pengendali, robot ini menilai batu itu, mengatur posisinya, lalu memanjat langsung melewatinya—tidak perlu joystick dari jarak 200 juta mil.
Robot sepanjang sekitar empat kaki ini mirip dengan Wall-E atau Johnny 5, dengan empat roda jaring sebagai pengganti ban biasa. Roda-rodanya bisa terangkat dan miring, seperti berjinjit. ERNEST sudah terbukti bisa melaju sekitar 16 mil melintasi gurun Colorado di California. Para insinyur tidak ikut mengendalikan selama perjalanan, mereka hanya melihat sejauh mana “otak” dan tubuh baru rover ini bisa membawanya.
Badan antariksa itu ingin rover generasi berikutnya bisa mendeteksi bahaya, memilih jalur sendiri, mengatur daya dan kesehatan, serta terus melaju tanpa menunggu instruksi detail dari Bumi. Mengatur dari pusat misi membuat rover saat ini sering diam di antara waktu komunikasi. Dengan AI dan otonomi di dalam rover, waktu diam ini bisa dikurangi, sehingga robot bisa melaju lebih cepat dan lebih jauh ke wilayah baru.
Ashish Goel, seorang peneliti teknologi di Jet Propulsion Laboratory NASA, mengatakan bahwa menggabungkan AI dan perangkat lunak otonom adalah masa depan rover luar angkasa, karena ini mengatasi masalah waktu tunda komunikasi. Dia juga bilang Perseverance sudah bisa melaju lebih jauh daripada Curiosity hanya karena kemampuannya untuk berpikir dan mengemudi yang lebih baik.
NASA belum mengumumkan misi yang memakai ERNEST secara langsung, tapi badan itu sudah mempelajari konsep rover bulan jarak jauh yang membutuhkan kemandirian lebih besar. Salah satu konsep, bernama Endurance, membayangkan rover yang bisa melaju lebih dari 1.200 mil di Bulan dalam empat tahun, serta mengumpulkan sampel. Untuk mencapai target itu, rover harus melaju 2,5 sampai 4 mil per hari Bumi—kira-kira seperti jarak tempuh Perseverance dalam setahun—dan terus bergerak meski Bumi tidak bisa mengirim instruksi baru.
Perjalanan sejauh itu membuat tiga masalah besar bagi operator manusia. Pertama, komunikasi butuh waktu dan bandwidth. Rover tidak bisa menunggu izin untuk setiap belokan jika harus melintasi banyak kawah. Kedua, jadwal tidak bisa setiap hari “digendong”. Perencana misi hanya mengirim perintah setiap beberapa minggu, bukan setiap hari. Ketiga, rover harus bertahan di cahaya dan suhu yang keras, termasuk malam lunar selama dua minggu.
Untuk mengatasi ini, tim di balik Endurance berpendapat rover harus benar-benar otonom, tidak hanya dengan kontrol jelajah yang pintar. Rover harus mengatur rute, pemakaian daya, batas suhu, dan cek kesehatan sendiri. Jika ada masalah, rover harus bisa mendiagnosis sendiri setidaknya beberapa kerusakan tim penulis makalah mengatakan frekuensi masalah harus rendah agar rover bisa melaju lebih jauh sebelum berhentu dan menelepon Bumi untuk minta tolong.
Di sinilah AI dan ERNEST berperan. Insinyur pertama kali membuat rover setengah dari ukuran ERNEST dan mengujinya di kotak pasir buatan yang berisi debu bulan tiruan. Mereka mencoba 11 cara berbeda untuk mengendalikan suspensi akhirnya memilih desain yang bisa membungkuk, bersandar, atau berjalan melewati rintangan dan melebarkan bobot di tanah yang lembek.
Untuk menggantikan operator manusia, tim beralih ke pembelajaran penguatan, yaitu AI di mana robot belajar dengan coba-coba. Lab Simulasi JPL membuat dunia maya yang meniru perilaku ERNEST di berbagai tanjakan, permukaan, dan area bebatuan. Setelah berlatih secara digital selama ribuan jam, mereka memindahkan “otak” pengemudi baru ke rover sungguhan!
Di lapangan uji Mars, ERNEST berhasil navigasi melewati riak pasir, tumpukan puing, undakan, dan lereng curam. Ia memilih kapan harus menggerakan roda, kapan berjalan miring seperti kepiting. Namun, otonomi tidak hanya soal gerakan. Rover butuh penglihatan yang tajam untuk navigasi di bulan, misalnya sinar matahari membuat sisi terang sangat terang sisi gelap sangat gelap dalam satu gambar.
Para insinyur ingin memberi rover “mata” yang lebih tajam dengan kamera yang lebih baik, lampu depan, serta pemetaan laser agar AI onboard punya informasi cukup untuk membuat keputusan mengemudi. Goel mengatakan, saat kita punya komputer yang lebih canggih untuk misi luar angkasa, kita bisa memanfaatkan kemajuan AI untuk pergi lebih jauh, lebih cepat, dan ke lingkungan yang lebih sulit.