Mengenal Luna, Si Dokter Kesehatan Struktur Bangunan
JAKARTA - Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) memiliki periset yang telah menghasilkan banyak penelitian di bidang teknik sipil dan lingkungan, terutama terkait sistem pemantauan kesehatan struktur (Structural Health Monitoring System/SHMS). Periset tersebut adalah Luna Nurdianti Ngeljaratan.
Bidang ini telah digeluti Luna sejak menempuh pendidikan sarjana. Luna telah berpengalaman dalam menganalisis berbagai struktur gedung dan bangunan, baik di dalam maupun luar negeri.
Luna merupakan periset dari Pusat Riset Teknologi Kekuatan Struktur (PRTKS) BRIN yang saat ini sedang meneliti dan mengembangkan pemantauan kesehatan struktur suatu bangunan berbasis visi (vision based SHM).
SHM atau sistem pemantauan kesehatan struktur adalah metode kajian kondisi struktur tertentu akibat pembebanan yang memengaruhi kondisi fisik struktur tersebut. Bahkan pada kondisi beban ekstrem seperti gempa, dapat mengurangi bahkan menghentikan umur operasionalnya akibat kerusakan.
SHM memerlukan sensor sebagai komponen utamanya. Luna menggunakan sensor berbasis visi menggunakan kamera (vision based SHM). Metode ini menggantikan SHM konvensional berbasis kabel ataupun mekanik. Demikian dikutip dari keterangan BRIN, Rabu (8/5/2024).
Metode vision based SHM tidak memerlukan kabel, dapat memonitor area yang lebih luas dibandingkan sensor lainnya, dan tentunya mudah diaplikasikan karena beragam infrastruktur sipil sudah dilengkapi dengan CCTV.
Beragam jenis kamera juga sudah telah digunakan oleh periset muda yang menuntaskan pendidikan master dan doctoral di Amerika Serikat ini. Mulai dari high-speed kamera, DSLR, ponsel, hingga security kamera dan divalidasi tingkat akurasinya melalui pengujian eksperimental maupun lapangan.
Rekaman kamera berupa video atau gambar sebagai data mentah, kemudian diolah menggunakan algoritma visi computer (computer vision) seperti target-tracking (TT) dan digital image correlation (DIC). Prinsip dari TT dan DIC adalah membandingkan gambar-gambar yang direkam sebelum, saat, dan setelah pengujian/pembebanan gempa pada struktur.
Kelebihan utama dari vision-based SHM karena mampu menghasilkan data dinamik berupa perilaku struktur saat terjadi gempa, di mana sensor-sensor konvensional umumnya hanya memberikan data statik struktur sebelum dan sesudah gempa terjadi.
Vision-based SHM merekam data mentah dalam bentuk pixel, diolah menggunakan TT dan DIC dengan cara mengorelasikan posisi pixel pada gambar sebelum dan saat gempa yang tentunya bergeser seiring gempa. Umumnya, korelasi dianalisis berdasarkan perbedaan kontras di setiap gambar.
Pola bintik-bintik hitam (black speckles) atau stiker biasanya diaplikasikan pada struktur untuk mempermudah analisis. Sehingga, data mentah berupa pixel bertransformasi menjadi data bermakna untuk struktur seperti perpindahan, percepatan, periode getar, frekuensi, regangan, dan lain-lain.
“Saat ini saya bersama kelompok riset sedang melakukan pengujian lentur balok beton dengan perkuatan serat rami dan tentunya mengimplementasikan TT dan DIC untuk vision based SHM-nya. Sepengetahuan saya, SHM menggunakan TT dan DIC belum pernah dilakukan di BRIN, sehingga cukup menarik minat rekan-rekan periset untuk melihat proses pemasangan sistem dan pengujiannya,” papar Luna.
Luna menambahkan bahwa fokus risetnya sekarang adalah vision based SHM dengan menggunakan drone. Tahapan validasi drone skala laboratorium sudah dilakukan.
Penjajakan kerja sama dengan pemilik/pengelola fasilitas infrastruktur kritikal seperti rumah sakit dan jembatan sudah diinisiasi agar sistem yang sudah didesain untuk skala laboratorium bisa segera diimplementasikan. Tahapan validasi drone skala laboratorium memerlukan mitra yang memiliki fasilitas shake-table, EWS dan robotic lab, dalam hal ini Tsunami and Disaster Mitigation Research Center (TDMRC) Universitas Syiah Kuala, University of Nevada, Reno, USA dan New York University Abu Dhabi.
Vision-based SHM berbasis drone yang terintegrasi dengan sensor lainnya seperti IoT sensor hingga EWS diharapkan mendukung terwujudnya konsep resiliensi pada smart city. Resilience city/kota berketahanan adalah kota yang siap menghadapi kemungkinan bencana di masa depan baik akibat lingkungan maupun bencana alam-tentunya permasalahan ekonomi dan sosial juga diperhitungkan dalam konsep smart city-serta mampu memulihkan kota tersebut dengan cepat setelah kejadian bencana.
Resilience city mengintegrasikan teknologi canggih serta strategi monitoring berbasis data yang dihasilkan dari riset ini dan tentunya akan melibatkan masyarakat. Sehingga, secara efektif mengantisipasi, memitigasi, dan memulihkan kota dari bencana dan memberikan kepastian akan keselamatan masyarakat Indonesia saat ini dan di masa mendatang.
Sistem vision based SHM berbasis drone ini ditargetkan siap digunakan di tahun 2025.
Riset yang dijalani Luna bukan tanpa masalah. Ada beberapa tantangan yang harus dihadapi. Sensor dituntut memiliki akurasi yang tinggi karena diharapkan dapat memberikan data struktur dengan eror minimum.
Pencahayaan juga merupakan hal penting, bagaimana jika kamera memonitor struktur saat terjadi gempa, namun saat itu kondisi lingkungan sekitarnya sangat kurang pencahayaan dan adanya kemungkinan hilangnya sebagian data akibat pencahayaan yang kurang atau berlebihan.
Metode ini juga membutuhkan penyimpanan data yang besar karena formatnya dalam bentuk gambar dan video. Selain itu, keterlibatan ahli lintas disiplin, mitra industri hingga pemerintah setempat sangat dibutuhkan. Keterbaruan topik masih perlu disosialisasikan.
Luna telah menerbitkan karya tulis ilmiah sebanyak 26 paper. Ia menargetkan 2 paten didapatkan di tahun 2024 ini, dan 1 lisensi diperoleh di akhir risetnya kali ini. Luna juga memimpikan terwujudnya digital twin untuk smart city. Berkat kerja kerasnya, Luna berhasil memperoleh Penghargaan Periset dengan Kinerja Tinggi Tahun 2024 dari BRIN.
“Saya merasa terhormat dan berterima kasih kepada BRIN atas apresiasi dan pengakuan dalam bentuk penghargaan di ulang tahun BRIN ketiga ini. Penghargaan ini adalah official validation dari BRIN untuk pekerjaan dan profesi saya sebagai peneliti. Penghargaan ini adalah platform sekaligus booster untuk saya melanjutkan perjalanan menuju milestone berikutnya,” ucap Luna.
Luna berpesan kepada generasi muda, khususnya periset-periset muda Indonesia untuk mencintai profesi sebagai periset dan menikmati proses, hambatan, dan tantangan apapun dalam mencari kebenaran ilmiah sesuai topik yang diminati.
Penting juga membuka diri untuk bekerja sama dengan periset dari bidang lain, sehingga tujuan tercapai lebih cepat. Serta, mendiseminasikan hasil-hasil riset, sehingga riset kita betul-betul terlihat nyata dampak positifnya untuk meningkatkan kualitas hidup masyarakat Indonesia.
(Feby Novalius)
