Indonesia memiliki lebih dari 17 ribu pulau dan kawasan perairan yang membentang luas. Kondisi itu membuat pemantauan lingkungan perairan kerap menghadapi tantangan efisiensi, terutama ketika pengukuran harus dilakukan di banyak titik dalam waktu bersamaan. Untuk menjawab kebutuhan tersebut, Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) mengembangkan sistem navigasi elektronik berbasis Field Programmable Gate Array (FPGA) untuk platform pemantau perairan tanpa awak.

Riset yang digarap Pusat Riset Elektronika (PRE), Organisasi Riset Elektronika dan Informatika BRIN itu ditujukan untuk mendukung Platform Bergerak Mandiri Atas Permukaan Air (PBMAPA), yakni kendaraan permukaan air yang dapat bergerak dan bernavigasi secara otomatis. Teknologi ini diproyeksikan memperkuat pemantauan lingkungan di danau, waduk, tambak, hingga kawasan pesisir.

Koordinator riset sekaligus Peneliti Ahli Madya PRE, Bernadus Herdi Sirenden, mengatakan FPGA dipilih karena mampu memproses berbagai data secara paralel dengan kecepatan tinggi. Kemampuan itu dinilai penting untuk mengolah data navigasi dan sensor secara bersamaan saat platform beroperasi di lapangan.

“Platform yang kami kembangkan merupakan sistem pemantau yang dapat bekerja secara mandiri dan memiliki kemampuan bernavigasi secara real time,” ujar Bernadus.

Menurut dia, pemantauan kualitas lingkungan perairan membutuhkan pengukuran pada banyak titik agar kondisi ekosistem dapat tergambar lebih utuh. Karena itu, berbagai sensor lingkungan perlu ditempatkan pada platform bergerak yang mampu berpindah secara otomatis dari satu lokasi ke lokasi lain.

Dengan pendekatan tersebut, pengumpulan data dinilai lebih efisien karena jangkauan pengukuran menjadi lebih luas, cepat, dan konsisten dibandingkan metode konvensional.

Dalam penelitian ini, tim BRIN membangun sistem navigasi elektronik berbasis FPGA yang terintegrasi dengan sejumlah perangkat pengujian. Infrastruktur yang dikembangkan mencakup sistem pengukur gaya dorong thruster menggunakan load cell, platform uji bergerak di atas air, serta sistem GPS berbasis Real Time Kinematic (RTK) yang memiliki tingkat akurasi hingga dua sentimeter.

Bernadus menjelaskan, keberadaan fasilitas pengujian tersebut memungkinkan evaluasi performa navigasi dilakukan secara lebih presisi. Dua thruster dapat dioperasikan secara paralel untuk menghasilkan data gaya dorong yang akurat, sementara platform uji dirancang menyerupai kondisi operasional sebenarnya.

Sistem GPS berbasis RTK juga telah diuji di kawasan danau untuk memvalidasi akurasi pergerakan platform. Dengan tingkat ketelitian mencapai dua sentimeter, sistem tersebut dinilai mampu mendukung pengembangan navigasi otonom yang lebih andal.

Selain menghasilkan desain perangkat keras sistem navigasi, penelitian ini juga menargetkan keluaran berupa kekayaan intelektual dalam bentuk rangkaian kode Hardware Description Language (HDL). Kode tersebut dapat diterapkan pada berbagai platform bergerak mandiri di atas permukaan air, baik untuk pemantauan lingkungan maupun deteksi objek bawah air.

Bernadus mengatakan sistem yang dikembangkan mampu menjalankan berbagai fungsi secara bersamaan, mulai dari navigasi, pengendalian aktuator, hingga akuisisi data sensor. Seluruh proses tersebut didukung manajemen daya yang dirancang efisien dan responsif terhadap berbagai kondisi lapangan.

Ke depan, teknologi ini berpotensi dimanfaatkan untuk beragam kebutuhan pengelolaan sumber daya perairan. Selain mendukung analisis kualitas air, platform tersebut dapat digunakan untuk pemetaan sampah terendam, observasi biota perairan, pemantauan tambak, hingga inspeksi bendungan, waduk, dan instalasi industri yang sulit dijangkau manusia.

Melalui pengembangan sistem navigasi otonom berbasis FPGA, BRIN berupaya memperkuat kapasitas pemantauan lingkungan perairan sekaligus mendorong kemandirian teknologi nasional dalam pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan.

***

Ahmad Supardi, SustainergyID