Phantom Twist, Drone yang Nyaris Menghilang Saat Terbang

Home
Phantom Twist, Drone yang Nyaris Menghilang Saat Terbang

Phantom Twist, Drone yang Nyaris Menghilang Saat Terbang

Phantom Twist, Drone yang Nyaris Menghilang Saat Terbang Para peneliti Northwestern University, Amerika Serikat, mengembangkan pesawat nirawak eksperimental yang sangat sulit terlihat ketika terbang. Drone bernama Phantom Twist tersebut tidak menggunakan jubah optik, lapisan pemantul, layar digital, atau bahan khusus yang meniru warna lingkungan. Tim peneliti justru memanfaatkan keterbatasan mata manusia dalam menangkap benda yang bergerak sangat cepat.

Seluruh tubuh Phantom Twist berputar hingga 25 kali setiap detik. Gerakan itu membuat rangka, baterai, papan kendali, motor, dan komponen lainnya terlihat menyatu dengan latar belakang. Drone tidak benar benar lenyap, tetapi berubah menjadi kabut tipis yang sulit dikenali sebagai benda terbang. Penelitian ini dipresentasikan pada konferensi Robotics: Science and Systems 2026 di Sydney, Australia, pada 16 Juli 2026.

Riset tersebut dikerjakan oleh Jingxian Wang, Chen Yu, David Matthews, Emma Alexander, Sam Kriegman, dan Michael Rubenstein. Makalah mereka berjudul “Computational Design of a Low Visibility UAV Using a Human Aligned Perceptual Metric” dan telah diterima dalam konferensi RSS 2026.

Bukan Tidak Terlihat, tetapi Sulit Diproses Mata

Istilah drone menghilang perlu dipahami secara tepat. Phantom Twist masih memiliki bentuk fisik, menghasilkan bayangan, menghalangi sebagian cahaya, dan mengeluarkan suara. Efek yang dihasilkan lebih dekat dengan ilusi visual akibat gerakan sangat cepat.

Mata manusia tidak menangkap setiap perubahan gambar sebagai potongan terpisah dengan ketajaman sempurna. Sistem penglihatan membutuhkan waktu untuk mengumpulkan sinyal sebelum informasi diteruskan dan diproses oleh otak. IEEE Spectrum menjelaskan bahwa proses tersebut umumnya berlangsung sekitar 100 milidetik. Apabila suatu benda bergerak cukup cepat selama waktu itu, bentuknya terlihat kabur dan bercampur dengan latar di belakangnya.

Efek serupa dapat dilihat pada kipas angin atau baling baling yang sedang berputar. Ketika perangkat berhenti, bilahnya terlihat jelas. Saat kecepatan bertambah, mata manusia hanya melihat lingkaran samar. Phantom Twist menggunakan prinsip yang sama, tetapi putaran tidak terbatas pada baling baling. Hampir seluruh badan drone ikut bergerak.

Emma Alexander, peneliti komputer visual di Northwestern University, menjelaskan bahwa komponen buram pada drone dirata ratakan secara visual dengan latar belakang. Hasil akhirnya menyerupai sedikit kabut, bukan siluet mesin yang tegas.

“Keunikan Phantom Twist terletak pada keberanian peneliti mengubah kelemahan mata manusia menjadi bagian utama rancangan kendaraan udara.”

Seluruh Badan Drone Ikut Berputar

Drone komersial umumnya memakai empat baling baling. Keempat baling baling berputar dengan kecepatan tinggi, sedangkan tubuh utama tetap menghadap ke arah yang relatif sama. Walaupun baling baling sulit terlihat, pengguna masih dapat mengenali baterai, kamera, kaki pendaratan, serta bagian tengah pesawat.

Phantom Twist memakai satu motor dan satu baling baling. Baling baling bergerak ke satu arah, sementara tubuh pesawat berputar ke arah berlawanan. Susunan tersebut menghilangkan bagian besar yang tetap diam ketika drone berada di udara.

Kecepatan putar tubuhnya berada di kisaran 15 sampai 25 hertz. Pada putaran tertinggi, badan pesawat menyelesaikan sekitar 25 putaran dalam satu detik atau setara 1.500 putaran per menit. Laju tersebut cukup untuk membuat susunan komponen kehilangan bentuk yang mudah dikenali oleh mata manusia.

Rancangannya terlihat sangat berbeda dari drone yang biasa digunakan untuk mengambil foto. Phantom Twist memiliki rangka terbuka dengan batang serat karbon tipis. Baterai, papan kendali, motor, serta pemberat dipasang berjauhan pada sudut dan ketinggian berbeda.

Banyaknya ruang kosong merupakan bagian penting dari penyamaran visual. Apabila seluruh komponen ditempatkan rapat, perputaran justru akan membentuk bidang buram yang mudah dilihat. Penempatan berjauhan membuat sebagian besar area putaran tetap diisi oleh tampilan latar belakang.

Tetap Bisa Dikendalikan dengan Satu Motor

Penggunaan satu motor menimbulkan pertanyaan mengenai cara mengendalikan arah terbang. Pada quadcopter, perubahan kecepatan empat motor digunakan untuk mengatur ketinggian, kemiringan, dan arah gerak. Phantom Twist tidak mempunyai empat sumber gaya yang dapat diatur secara terpisah.

Para peneliti mengendalikannya dengan mengubah tenaga motor pada waktu yang sangat tepat selama setiap putaran. Motor dapat diberi tenaga lebih besar atau lebih kecil ketika badan berada pada sudut tertentu. Perbedaan dorongan itu membuat kendaraan bergerak menuju arah yang diinginkan.

Ketinggian diatur melalui perubahan tenaga rata rata motor. Apabila daya diperbesar secara keseluruhan, drone naik. Saat daya dikurangi, drone turun. Sifat berputar pada badan turut memberikan kestabilan pasif, sehingga kendaraan tidak mudah kehilangan orientasi ketika berada di udara.

Pengendalian semacam ini membutuhkan ketepatan waktu yang tinggi. Sistem harus mengetahui posisi putaran badan sebelum memberikan perintah kepada motor. Kesalahan kecil dapat membuat dorongan diberikan pada arah yang keliru.

Prototipe saat ini masih menggunakan sistem pelacakan optik eksternal. Kamera di ruang pengujian memantau penanda pada badan drone dan mengirimkan informasi posisi kepada perangkat kendali. Ketergantungan tersebut membuat Phantom Twist belum dapat diterbangkan bebas di luar ruangan seperti drone konsumen.

Kecerdasan Buatan Menyeleksi 20.000 Rancangan

Tim Northwestern University tidak langsung menemukan bentuk akhir Phantom Twist melalui gambar tangan. Peneliti terlebih dahulu membuat pemodelan komputasi yang menghasilkan sekitar 20.000 konfigurasi kendaraan yang secara teori mampu terbang stabil.

Setiap konfigurasi memiliki susunan motor, baling baling, baterai, papan kendali, pemberat, dan rangka yang berbeda. Sistem harus mencari bentuk yang memenuhi dua tujuan sekaligus. Pesawat wajib stabil secara aerodinamis, tetapi tetap sulit dikenali ketika berputar.

Kecerdasan buatan dan algoritma optimasi kemudian memindahkan komponen secara berulang. Sistem memeriksa apakah perubahan posisi masih memenuhi batas inersia, keseimbangan, kemampuan kendali, dan kebutuhan daya angkat.

Tahap berikutnya berfokus pada tingkat keterlihatan. Simulasi setiap calon drone ditempatkan di atas 100 foto latar dari dunia nyata. Latar tersebut mewakili kondisi visual yang dapat ditemukan di lingkungan berbeda. Model persepsi kemudian menilai seberapa besar perubahan gambar setelah drone ditambahkan.

Sebanyak 500 rancangan dengan skor keterlihatan terendah dipilih untuk menjalani optimasi lanjutan. Posisi komponen terus disesuaikan hingga sistem menemukan susunan yang memenuhi persyaratan terbang sekaligus menghasilkan kabut visual paling tipis.

Michael Rubenstein mengatakan seluruh proses pemilihan tersebut berjalan secara otomatis. Tim baru membuat prototipe fisik setelah memperoleh konfigurasi yang dinilai memenuhi seluruh persyaratan.

LPIPS Dipakai untuk Mengukur Keterlihatan

Penilaian Phantom Twist menggunakan metode Learned Perceptual Image Patch Similarity atau LPIPS. Metode ini mengukur perbedaan perseptual antara dua gambar, bukan hanya menghitung selisih warna pada setiap piksel.

Dalam pengujian Phantom Twist, gambar pertama berisi lingkungan tanpa drone. Gambar kedua menampilkan latar yang sama dengan simulasi kendaraan sedang berputar. Semakin kecil perbedaan keduanya, semakin sulit drone dibedakan dari lingkungan.

Rancangan hasil optimasi memperoleh skor LPIPS sekitar 0,0104. Versi yang disusun manusia dilaporkan sekitar dua kali lebih mudah dikenali, sedangkan quadcopter konvensional berukuran serupa memiliki tingkat keterlihatan lebih dari sepuluh kali lebih tinggi.

Northwestern University juga menyatakan Phantom Twist sekitar sepuluh kali lebih sulit dilihat dibandingkan quadcopter biasa berdasarkan ukuran persepsi yang digunakan dalam penelitian. Perbandingan tersebut bukan berarti drone selalu tidak terlihat pada setiap jarak dan pencahayaan. Hasilnya dipengaruhi sudut pengamatan, warna latar, kecepatan putar, jarak, serta kemampuan pengamat.

Model komputasi cenderung memilih susunan yang mencegah komponen bertumpuk secara visual selama berputar. Benda yang berada terlalu dekat dengan pusat rotasi juga dihindari karena akan tetap membentuk area buram yang mudah dikenali.

Mengapa Kamuflase Biasa Tidak Dipilih

Penelitian mengenai penyamaran kendaraan terbang sebelumnya banyak berfokus pada warna, bahan transparan, cermin, atau sistem optik yang membelokkan cahaya. Pendekatan tersebut menghadapi persoalan besar ketika diterapkan pada objek yang bergerak di udara.

Warna yang sesuai dengan langit belum tentu cocok ketika drone melintas di depan pepohonan atau bangunan. Bahan transparan masih dapat memantulkan cahaya. Mesin juga membutuhkan kabel, motor, baterai, dan struktur penyangga yang tidak mudah dibuat sepenuhnya tembus pandang.

Phantom Twist mengambil jalur berbeda. Pesawat tidak mencoba meniru warna tertentu. Drone mengurangi bentuk tegas yang dapat digunakan mata untuk mengenalinya. Ketika tubuh berputar, setiap bagian hanya muncul sesaat pada satu posisi sebelum berpindah ke posisi berikutnya.

Pendekatan berbasis gerakan juga memungkinkan kendaraan beradaptasi dengan berbagai latar tanpa mengganti warna badan. Namun, keberhasilannya sangat bergantung pada kemampuan pesawat mempertahankan putaran tinggi. Saat motor berhenti atau putaran menurun, seluruh struktur langsung terlihat.

Pemantauan Satwa Menjadi Sasaran Utama

Tim peneliti melihat pemantauan satwa liar sebagai salah satu bidang yang dapat menggunakan kendaraan dengan keterlihatan rendah. Drone biasa dapat mengubah perilaku hewan karena bentuk, gerakan, dan suaranya. Burung dapat meninggalkan sarang, sementara satwa lain bersembunyi atau berpindah ketika menyadari ada mesin terbang di dekatnya.

Drone yang lebih sulit terlihat berpeluang merekam perilaku hewan dengan gangguan visual lebih kecil. Peneliti juga menyebut survei lingkungan, pemeriksaan lahan basah, dan inspeksi infrastruktur sebagai kemungkinan penggunaan.

Pada pemeriksaan jembatan, menara, atap, atau saluran industri, kendaraan kecil dapat mendekati struktur tanpa terlalu menarik perhatian orang di sekitar. Bentuk yang ringan juga membuka peluang operasi pada ruang yang tidak dapat dijangkau pesawat berukuran besar.

Namun, prototipe yang dipamerkan belum membawa kamera operasional untuk menjalankan pekerjaan tersebut. Penambahan kamera akan meningkatkan berat, mengubah keseimbangan, serta menambah komponen buram yang dapat membuat drone lebih mudah terlihat.

Rubenstein menyebut kamera yang dipasang pada badan berputar dapat mengambil gambar ke segala arah. Putaran itu berpeluang menghasilkan pandangan 360 derajat yang kemudian digunakan untuk navigasi dan pengamatan. Sistem pengolahan gambar harus mengoreksi rotasi agar rekaman dapat digunakan.

Suara Masih Membocorkan Keberadaan Drone

Keberhasilan menyamarkan bentuk belum diikuti dengan kemampuan menghilangkan suara. Motor dan baling baling Phantom Twist masih menghasilkan dengungan yang dapat didengar. Pengamat mungkin tidak segera melihat bendanya, tetapi dapat mengetahui keberadaan mesin dari arah suara.

Tim peneliti mengakui suara sebagai salah satu keterbatasan utama. Kabel dan batang penyangga juga masih terlihat dalam kondisi tertentu. Versi lanjutan direncanakan menggunakan material yang lebih transparan serta sistem penggerak yang lebih tenang.

Pengurangan suara tidak mudah dilakukan karena putaran tinggi diperlukan untuk menciptakan efek kabur. Perubahan bentuk baling baling, kecepatan motor, dan aliran udara harus tetap menghasilkan daya angkat yang cukup.

Pemasangan pelindung suara juga dapat menambah bobot dan memperbesar bidang yang terlihat. Para insinyur harus kembali mencari keseimbangan antara kebisingan, tenaga, berat, ketahanan rangka, dan keterlihatan.

“Drone yang sulit terlihat tetapi masih mudah didengar menunjukkan bahwa penyamaran visual hanyalah satu bagian dari persoalan rekayasa yang jauh lebih luas.”

Privasi Menjadi Pertanyaan yang Tidak Bisa Diabaikan

Kendaraan udara yang sulit terlihat dapat membantu penelitian, tetapi teknologi serupa juga memunculkan persoalan pengawasan. Masyarakat mungkin tidak mengetahui bahwa sebuah drone sedang berada di dekat rumah, ruang publik, atau kegiatan pribadi.

Phantom Twist saat ini merupakan prototipe universitas yang didukung National Science Foundation. Belum ada harga, jadwal penjualan, atau rencana menjadikannya produk konsumen. Sistemnya juga masih bergantung pada pelacakan optik di lingkungan terkendali.

Keterbatasan tersebut belum menghilangkan kebutuhan membahas aturan. Apabila teknologi serupa berkembang menjadi perangkat yang mampu membawa kamera, mikrofon, atau sensor lain, penggunaan harus mengikuti ketentuan wilayah udara dan perlindungan privasi.

Penandaan elektronik, registrasi, batas lokasi penerbangan, serta pemberitahuan kepada pihak yang berada di area operasi dapat menjadi bagian dari pengawasan. Kemampuan visual yang rendah tidak seharusnya digunakan untuk menghapus tanggung jawab operator.

Prototipe Masih Membutuhkan Banyak Pengembangan

Phantom Twist telah membuktikan bahwa bentuk kendaraan udara dapat dirancang berdasarkan cara manusia memproses gerakan. Namun, penelitian masih berada pada tahap awal. Drone belum mempunyai sistem navigasi mandiri yang memungkinkannya terbang bebas di ruang terbuka.

Kapasitas angkut juga terbatas. Penambahan kamera, perangkat komunikasi, sensor lingkungan, atau baterai berukuran lebih besar akan mengubah pusat massa dan tingkat keterlihatan. Setiap perubahan kemungkinan membutuhkan optimasi baru.

Para peneliti masih harus memperbaiki sistem pelacakan, pengendalian di luar ruangan, ketahanan terhadap angin, kemampuan berpindah arah, waktu terbang, serta kualitas komunikasi. Material rangka perlu dibuat ringan dan kuat, tetapi tetap membiarkan latar terlihat di antara komponen.

Pengembangan kamera berputar juga memerlukan sinkronisasi dengan posisi badan. Perangkat dapat mengambil gambar pada sudut tertentu setiap kali melewati satu titik, lalu perangkat lunak menyusun potongan tersebut menjadi gambar stabil. Pilihan lainnya adalah menggunakan sensor dengan kecepatan tinggi dan koreksi rotasi secara digital.

Tim Northwestern University kini berupaya mengurangi bagian yang masih mudah terlihat dan mencari penggerak yang lebih senyap. Keberhasilan tahap berikutnya akan ditentukan oleh kemampuan mempertahankan efek kabur tanpa mengorbankan kendali, daya angkut, durasi penerbangan, dan keamanan operasi.