Judul: Multi-drone Coordination for Precision Farming Using the K-Means Clustering Algorithm & Intelligent Optimization Method
Abstrak: Metode manajemen pertanian yang dilakukan saat ini dapat menyebabkan pencemaran lingkungan melalui penggunaan pestisida yang berlebihan. Pemberian pestisida pada tanaman dapat didasarkan pada tingkat kesehatan suatu tanaman sehingga dosisnya akan tepat. Hal tersebut dapat diatasi dengan menggunakan teknologi drone, dimana drone dapat difungsikan untuk memetakan kesehatan tanaman dan menyemprotkan pestisida. Pada lahan yang luas penggunaan satu unit drone penyemprot akan memerlukan waktu dan tenaga yang besar, oleh karena itu perlu digunakan beberapa unit drone yang terkoordinasi. Salah satu algoritma yang digunakan untuk merancang rute drone adalah ACO, namun terdapat beberapa parameter ACO yang harus ditetapkan secara manual (satu persatu) dimana nilainya belum menjamin akan menghasilkan hasil akhir yang optimal. Dari beberapa hal diatas, perlu dirancang suatu strategi yang tujuannya agar dapat merancang rute terbang beberapa unit drone pemyemprot berdasarkan tingkat kesehatan tanaman. Rute terbang tersebut dirancang dengan menggunakan algoritma ACO yang dioptimasi dengan algoritma GA dan 3Opt. Manfaat dari penelitian ini adalah dihasilkannya metode untuk dapat membuat database titik-titik dengan parameter tingkat kesehatan tanaman dan strategi untuk membuat rute terbang beberapa unit drone penyemprot. Drone mapping melakukan penerbangan untuk mengambil citra lahan yang akan disemprot. Data citra diolah dengan menggunakan pendekatan NDVI untuk menghasilkan data tingkat kesehatan tanaman yang divalidasi dengan data lapangan. Citra tersebut digunakan untuk membuat titik-titik target terbang drone penyemprot dengan memperhatikan ketinggian terbang dan kekuatan semprot nozzle. Titik-titik tersebut digunakan sebagai dataset untuk merancang rute terbang beberapa drone penyemprot. Dataset apabila terlalu luas maka digunakan K-Means clustering untuk membagi menjadi beberapa area. ACO digunakan untuk mengalokasikan drone ke titik-titik, GA berfungsi untuk mengoptimasi beberapa parameter ACO dan 3Opt berperan melakukan optimasi hasil secara lokal. Dari pengolahan dihasilkan data tingkat kesehatan tanaman dengan akurasi 96%. Data titik-titik target drone dibuat dengan dimensi 2 x 2 meter sesuai dengan kriteria yang telah ditentukan. Digunakan sebanyak 63 titik sebagai dataset pengujian strategi perancangan rute. Dengan menggunakan GA, rute yang lebih optimal akan dihasilkan seiring dengan bertambahnya generasi. GA juga berhasil melakukan optimasi beberapa parameter ACO secara otomatis, tidak perlu dicari satu persatu secara manual. Penggunaan 3Opt mampu memberikan efisiensi rute yang dihasilkan sebesar 4% dibandingkan hanya menggunakan ACO dan GA. Terdapat dua variabel yaitu panjang rute dan waktu komputasi, dimana panjang rute merupakan prioritas utama dikarenakan lebih nyata dampaknya ketika dilakukan misi penyemprotan secara langsung pada lahan pertanian., Current agricultural management methods can cause environmental pollution through excessive use of pesticides. Applying pesticides to plants can be based on the health level of a plant so that the dose will be correct. This can be overcome by using drone technology, where drones can be used to map plant health and spray pesticides. On large areas of land, using one drone spraying unit will require a lot of time and energy, therefore it is necessary to use several coordinated drone units. One of the algorithms used to design drone routes is ACO, however, several ACO parameters must be set manually (one by one) whose values do not guarantee that they will produce optimal final results. Based on the things above, it is necessary to design a strategy whose aim is to be
Keyword: ACO, GA, K-Means, Pertanian Presisi, 3Opt