Pada Agustus 2015, sekelompok peneliti samudra berkumpul di pantai Kosta Rika untuk mempelajari perilaku bersarang penyu langka Olive Ridley. Para ilmuwan ingin mengetahui perilaku misterius kura-kura di lepas pantai — suatu hal yang bahkan tidak diketahui oleh para ahli tentang migrasi tahunan reptil, yang dikenal sebagai arribada. Untuk melakukannya, mereka beralih ke alat penelitian yang tidak mungkin: drone. Jauh di atas mereka, seorang glider sayap tetap eBee senseFly mengamati pemandangan itu.
Menggunakan glider, para peneliti dapat mengamati kura-kura berkumpul di lepas pantai dalam kelompok sebelum membuat jalan mereka ke pantai untuk bersarang, sebuah penemuan yang menimbulkan pertanyaan perilaku baru. Tetapi setelah lima penerbangan, spesialis drone Rett Newton dari Duke University memperhatikan sesuatu yang aneh. Pasir dari pantai menempel pada potongan logam pesawat. Lebih mengkhawatirkan, suara aneh keluar dari mesin.
"Ketika kami mulai menjalankan motor kami mulai mendengar beberapa jenis suara renyah, " kata Newton. Itu jika ada pasir di gigi.
Disana ada. Pasir, yang bersifat vulkanik, telah menjadi magnetis tertarik ke mesin motor. Ini adalah tantangan yang belum diantisipasi para peneliti. Khawatir pasir akan mengganggu sensor elektronik drone, mereka pindah ke lapangan sepak bola dan tanah pertanian terdekat. "Kalau tidak, itu akan benar-benar menghancurkan pesawat kami, " kata Newton.
Drone tidak hanya untuk militer dan cenderung teknologi. Sekarang, para peneliti yang biasanya berpikir tentang menyelam atau mengarungi mulai beralih ke langit untuk membantu mereka menangani pertanyaan yang seharusnya tidak dapat dijawab. Drone, atau Unmanned Autonomous Systems (UAS), dapat memberikan keunggulan penting dalam menghitung populasi singa laut, melacak terumbu karang, memetakan pertumbuhan fitoplankton, dan bahkan memberi paus tes pernapasan.
Namun transisi dari operasi drone berbasis darat ke operasi di laut terbuka menimbulkan tantangan yang curam — seperti yang digambarkan oleh ekspedisi penyu laut Olive Ridley. Dalam kasus proyek penyu, pasir magnet menjadi tantangan lain dalam daftar pertimbangan perencanaan misi yang sudah termasuk air asin, cahaya reflektif, masa pakai baterai pendek, perairan berombak dan kondisi berangin.
Jadi mengapa beberapa peneliti merasa bahwa menggunakan pesawat tanpa awak di laut sepadan?
Seekor penyu zaitun langka tiba di pantai Ostional, Kosta Rika. Drone dapat membantu para peneliti menemukan perilaku misterius mereka di lepas pantai. (Solvin Zankl / Alamy) Salah satu alasan mengapa lembaga penelitian ingin menggunakan teknologi drone adalah karena harga drone konsumen akhirnya menjadi sesuai kemampuan mereka. Drone low-end yang digunakan untuk tujuan pengajaran bisa serendah $ 500, dan model kelas atas dengan sensor dan kamera canggih datang dengan harga stiker antara $ 20.000 dan $ 50.000. Lain adalah bahwa operasi lapangan di laut terbuka secara inheren berbahaya bagi anggota kru — seperti halnya pesawat. Sebuah studi tahun 2003 tentang bahaya ahli biologi margasatwa mencantumkan kecelakaan pesawat ringan sebagai pembunuh nomor satu ilmuwan lapangan.
Departemen Pertahanan mulai menggunakan drone berbasis darat dengan penemuan Predator pada tahun 1994. Sejak itu, drone telah menjadi alat militer yang ada di mana-mana — dan terkadang kontroversial. Namun menurut John C. Coffey, insinyur sistem timbal untuk Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA), drone hanya menjadi fokus penelitian kelautan lima tahun lalu. Sementara mereka dapat ditelusuri ke proyek-proyek NOAA mencapai kembali ke sedikit lebih dari satu dekade yang lalu, serangkaian kendala perlu diselesaikan sebelum teknologi akan cukup andal untuk digunakan di lapangan.
Lingkungan kapal bisa sangat membingungkan bagi drone. "Operasi kapal antara 10 dan 100 kali lebih sulit daripada operasi darat, " kata Coffey. Untuk menjaga keseimbangan dan arah, drone bergantung pada serangkaian sensor yang mengukur gaya gravitasi, tekanan atmosfer, medan magnet bumi, dan rotasi sudut. Sensor-sensor ini dikalibrasi dengan kondisi lingkungan sebelumnya. Tapi dek kapal membuat awal yang sulit. Goyang dapat menyebabkan kalibrasi yang buruk, mengirimkan pesawat tanpa awak untuk berenang di tengah jalan yang tak terduga dan mendorong misi penyelamatan oleh para ilmuwan yang frustrasi. Ada drone tahan air, tetapi seringkali tidak mendukung sensor yang sesuai untuk pengumpulan data.
"Melepas landas dan mendarat dari target yang bergerak benar-benar sulit, " kata Coffey. Selain itu, kapal itu sendiri mengirimkan serangkaian sinyal, seperti radar dan radio, yang dapat menyebabkan masalah bagi drone midflight. Secara kolektif dikenal sebagai interferensi elektromagnetik, sinyal-sinyal ini harus dipertimbangkan sebelum misi yang direncanakan. Hambatan yang ditimbulkan oleh laut yang tidak stabil menyebabkan beberapa ilmuwan mengambil pendekatan yang lebih kreatif.
Michael Moore dari Woods Hole Oceanographic Institution meneliti mamalia laut, khususnya paus balin besar seperti humpback dan paus kanan. Dia telah bekerja bersama para raksasa ini selama 37 tahun terakhir dan menjadi tertarik untuk menilai kesehatan ikan paus melalui survei foto udara menggunakan pesawat kecil 20 tahun yang lalu. Terinspirasi oleh karya seorang kolega menggunakan drone untuk mensurvei populasi penguin di Antartika, Moore memutuskan untuk mencoba menggunakan drone pada 2013.
Paus hidup jauh dari pantai dan karena FAA membutuhkan garis pandang antara pilot dan drone, lepas landas pantai tidak mungkin dilakukan. Sebaliknya, Moore dan rekan-rekannya perlu menerbangkan drone dari kapal kecil. Tetapi ketika dia bertanya kepada para kontak di Angkatan Laut tentang logistik penerbangan, Moore mengatakan, dia menerima pernyataan keraguan tentang peringatan.
Pada awalnya para ilmuwan menipu drone dengan mengkalibrasi di darat dan segera mematikannya sebelum memindahkannya ke kapal dan menuju ke air. Tetapi seorang insinyur di tim Moore, Don LeRoi, kemudian mengembangkan patch kode untuk drone Mikrokopter yang mereka gunakan, dan pada 2014 Mikrokopter menyerap kode "mode perahu" ke dalam sistem operasi mereka. 3D Robotics, pembuat drone konsumen terbesar di Amerika Serikat, mengumumkan April ini bahwa mereka akan mendukung perangkat lunak serupa di drone Solo baru mereka.
"Coba tebak, kami sudah menemukannya, " kata Moore.
Juga diambil oleh hexacopter, foto ini menunjukkan kondisi tubuh komparatif paus pembunuh. Betina di atas tampak kurus dan dalam kondisi buruk. Paus di bagian bawah sedang hamil, tubuhnya menggembung di belakang tulang rusuk. (NOAA, Akuarium Vancouver) Moore sekarang menggunakan drone secara teratur, dan menyempurnakan metode pengumpulan tiupan paus di mana sebuah drone hexacopter melayang enam hingga sepuluh kaki di atas paus yang terendam dan menunggu hewan itu muncul ke permukaan dan menghembuskan napas. Piring yang disterilkan duduk di atas drone, yang mengumpulkan uap yang terkondensasi. Moore berharap untuk mengumpulkan data kimia yang cukup, termasuk DNA, keberadaan mikroba dan kadar hormon dari napas paus untuk mengembangkan metode untuk menilai kesehatan paus. Pengumpulan yang berhasil mensyaratkan bahwa pilot drone langsung duduk di dalam jarak tembak lubang tembak.
Dari kapal, para ilmuwan mengandalkan isyarat visual. "(Drone) cenderung berayun sedikit, " kata Moore.
Mungkin lebih hebat daripada tantangan teknis drone penelitian kelautan adalah tantangan birokrasi dari FAA. Operasi melalui NOAA, sebuah agen pemerintah, memiliki protokol standar yang mirip dengan semua pesawat umum lainnya yang terbang di angkasa, tetapi entitas publik seperti universitas dan lembaga penelitian harus mengajukan permohonan pengecualian. Di bawah pengecualian, pilot drone harus menjadi pilot berlisensi, menerbangkan drone di bawah 400 kaki pada siang hari, dan berada di depan mata drone.
Namun, perkembangan baru dapat membantu memudahkan para peneliti untuk mengakses dan menggunakan drone untuk jenis penelitian ini. Mulai 29 Agustus, bagian baru dalam peraturan FAA (Bagian 107) bertujuan untuk meningkatkan jumlah non-penggemar yang memiliki akses ke drone, dengan menambahkan tes khusus di mana seseorang dari lembaga atau perusahaan dapat menjadi pilot drone bersertifikat. .
Duke University bahkan telah membuka pusat baru, Fasilitas Sistem Tanpa Awak Ekologi Konservasi Laut, pada musim gugur 2015 untuk membantu para peneliti dan mahasiswa yang tertarik menavigasi teknologi dan peraturan yang rumit seputar proyek penelitian laut berbasis drone. Pusat ini menawarkan kelas pertamanya musim panas ini dan merencanakan penyelesaian pusatnya di rumah perahu yang direnovasi pada akhir Oktober. Sebuah lokakarya tentang penggunaan drone untuk aplikasi kelautan di Duke pada musim panas 2015 yang melibatkan lebih dari 50 pakar dalam teknologi kendaraan otonom menyoroti perlunya pusat untuk mengoordinasikan proyek-proyek regional dan global.
David Johnston, direktur fasilitas itu, mengatakan dia dan universitas dapat menjadi pusat kolaborasi dan berbagi informasi untuk penelitian drone lautan di masa depan. Dia melihat kemunduran seperti gangguan magnet dari pasir di Kosta Rika sebagai kebutuhan untuk memajukan teknologi. "Drone adalah contoh lain di mana kita dapat menggunakan sampel lingkungan dengan cara baru dan menangani pertanyaan yang kita tidak akan mampu dengan mudah mengatasi, atau bahkan sama sekali."
Pelajari lebih lanjut tentang laut dengan Smithsonian Ocean Portal.
