Perpustakaan Digital ITB

Robot otonom semakin banyak digunakan dalam aplikasi sehari-hari, mulai dari robot pengantar mandiri hingga kendaraan tanpa pengemudi. Namun, tantangan utama dalam penerapannya adalah verifikasi perilaku otonom—khususnya algoritma perencanaan jalur—yang andal dan efisien saat berpindah dari lingkungan simulasi ke lingkungan dunia nyata. Tugas akhir ini menyajikan desain dan implementasi pendekatan komputasi tepi (edge computing) untuk memverifikasi algoritma perencanaan jalur dalam arsitektur robot bergerak yang heterogen. Sistem yang diusulkan mengatasi keterbatasan komputasi pada robot otonom dengan sumber daya terbatas dengan mengalihkan proses verifikasi perencanaan jalur ke unit komputasi tepi yang khusus. Arsitektur ini menggunakan Raspberry Pi 4 sebagai unit kontrol dan PYNQ Z1 SoC sebagai unit komputasi, yang dihubungkan melalui ethernet untuk komunikasi dengan latensi rendah. Sistem ini mendukung algoritma perencanaan jalur yang ditulis dalam berbagai bahasa pemrograman termasuk Python, C/C++, dan Verilog, dengan algoritma yang dieksekusi pada processing system (PS) atau pada kedua komponen PS dan programmable logic (PL) dari PYNQ Z1. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pendekatan komputasi tepi ini mencapai latensi komunikasi serendah 0,305 milidetik dan menunjukkan peningkatan kinerja komputasi serta stabilitas dibandingkan dengan pemrosesan satu unit tradisional, terutama untuk ukuran grid yang lebih besar dari 400 node. Hal ini menunjukkan peningkatan kinerja yang signifikan ketika beban komputasi didistribusikan antara unit kontrol dan unit komputasi tepi yang khusus.