1. Aplikasi
penerapan kecerdsan buatan
2. Aplikasi
robotika
APLIKASI KECERDASAN
BUATAN
Makin pesatnya perkembangan teknologi menyebabkan adanya perkembangan dan
perluasan lingkup yang membutuhkan kehadiran kecerdasan buatan. Karakteristik
“cerdas” sudah mulai dibutuhkan diberbagai disiplin ilmu dan teknologi.
Kecerdasan buatan tidak hanya dominant di bidang ilmu computer dan informatika
saja tapi bias membuat irisan dengan ilmu lain. Misal irisan Kecerdasan Buatan
dengan teknik elektro melahirkan berbagai ilmu seperti: pengolahan citra, teori
kendali, pengenalan pola dan robotika. Kecerdasan Buatan juga bias
berkolaborasi dengan bidang manajemen sehingga melahirkan sistem pendukung
keputusan (Decision Support Syatem ). Irisan Kecerdasan Buatan dengan psikologi
melahirkan cognition dan psycolinguistics. Lingkup utam aplikasi Kecerdasan
Buatan adalah antara lain:
- Sistem Pakar (Expert system )
Pada Expert System terdiri banyak pengetahuan (knowledge) dari seorang
pakar bidang tertentu dan seperangkat aturan (rule) yang akan mencari dan
mencocokkan knowledge sampai ketemu solusi suatu masalah. Pengetahuan tersebut
meliputi fakta-fakta, dalil-dalil yang dibutuhkan untuk memecahkan masalah
tersebut. Misalnya program Prospector yang dibuat tahun 1978 untuk pemakaian di
bidang geologi, basis pengetahuannya (knowledge base) dibuat berdasarkan ilmu
para pakar di bidang geologi. Program MYCIN untuk membantu dibidang kedokteran
khususnya untuk mendiagnosisi penyakit.
- Robot
- Banyak Usaha yang diarahkan untuk mendesain robot intelegen dalam industri. Perkembangan robotic ini mendorong studi atau penelitian di bidang pengolahan visual, teknik pemecaha soal atau pengontrolan bagian-bagian robot. Bidang pengolahan visual penting untuk menambah kemampuan robot. Teknik pemecahan soal berhubungan dengan pembuktian teori. Ini semua berkaitan dengan rancangan suatu bahasa pemrograman yang lebih tinggi levelnya dan lebih fleksibel.
- Penginderaan
- Manusia dapat mengenali keadaan disekelilingnya melalui panca indra dan dapat melakukan tindakan-tindakan dalam menyelesaiakn satu masalah. Hal ini merupakan masalah yang sederhana bagi manusia. TApi bagi robot pekerjaan ini membutuhkan sensor keadaan sekelilingnya adalah suatu soal yang berat. Robot membutuhkan mekanisme sensor ini untuk melakukan. Banyka teknik sensor yang dirumuskan dan digunakan dalam perkembangan sistem sensor robot. Pada robot ini banyak digunakan juga aplikasi teknik Pengenalan Pola (Pattern and recognition). Misalnya untuk memeriksa arah permukaan suatu objek, mendeteksi gerakan suatu objek, menentukan permukaan suatu objek, penegnalan beragam objek berdasarkan klasifikasi tertentu dll.
- Pemecahan Soal
- Pemecahan soal menggunakan inteligensia banyak diselidiki. Ini mencakup cara merepresentasi masalah dan pengetahuan yang dibutuhkan pemecahan soal, dan juga inferensi yang digunakan untuk mencapai jawaban yang diingini.
- Pengenalan Ucapan ( speech Recognition)
- Melalui pengenalan ucapan diharapkan manusia dapat berkomunikasi dengan computer melalui suara manusia. Dengan aplikasi AI pada bidang ini computer dapat mengenali suara seseorang dan mengjalankan apa yang diperintahkan oleh suara tersebut.
- Bidang Komputer dan Sains
Para Peneliti
kecerdasan buatan telah membuat banyak alat untuk memecahkan beberapa masalah
yang dapat dikategorikan paling rumit pada bidang komputer dan sains.
Kebanyakan dari penemuan mereka telah diambil alih oleh cabang ilmu komputer
dan sains dan tidak lagi menjadi bagian dari bidang ilmu kecerdasan buatan.
Namun, bidang ilmu kecerdasan buatan tetap saja sulit untuk dilepaskan dari
bidang ilmu ini, dikarenakan banyak bagian dari kecerdasan buatan yang
digunakan dalam bidang komputer dan sains ini. Salah satu contohnya adalah
konsep jaringan syaraf tiruan yang digunakan untuk mengkalkulasi probabilitas kondisi-kondisi
yang akan terjadi pada masa yang akan datang. Beberapa daftar aplikasi yang
sebelumnya dikembangkan oleh para peneliti kecerdasan buatan adalah GUI
(Graphical User Interface), Kalkulasi koordinat mouse pada layar monitor,
manajemen penyimpanan otomatis, pemrograman dinamis serta pemrograman orientasi
objek.
- Bidang Kesehatan
Pada bidang kesehatan,
sistem kecerdasan buatan telah digunakan, slah satunya adalah algoritma
genetika yang memungkinkan simulasi proses evolusi dan rekayasa genetika diuji
coba tanpa memerlukan “korban” makhluk hidup. Algoritma ini juga dapat
digunakan untuk pencocokan DNA yang sering digunakan dan saat ini mungkin
populer untuk mengidentifikasi identitas seseorang. Konsep sistem pakar yang
juga merupakan salah satu cabang ilmu dari kecerdasan buatan juga digunakan
untuk mendiagnosa penyakit yang diderita oleh pasien sehingga memudahkan kerja
dokter.
- Bidang Industri
Pada bidang Industri
penggunaan mesin sudah merupakan hal yang umum. Mesin biasanya digunakan dalam
industri untuk pekerjaan yang membahayakan manusia dan yang sulit untuk
dilakukan manusia. sebagai contoh memindahkan barang yang mempunyai berat ber
ton-ton, pemotongan besi dan baja. bahkan dalam industri manufaktur, pekerjaan
yang membutuhkan tingkat ketelitian tinggi dan konsistensi sudah diambil alih
oleh mesin. Hal ini dikarenakan manusia mempunyai konsentrasi yang tidak tetap
dan stamina yang cepat habis. Kondisi seperti ini yang berbahaya, baik bagi
pekerja tersebut, pabrikan, dan konsumen tentunya. Oleh karena itu, sistem
kecerdasan buatan telah diimplementasikan secara nyata pada bidang industri
ini. Satu lagi impementasi dari sistem kecerdasan buatan pada bidang industri,
yakni Quality Control yang dilakukan menggunakan sistem image processing.
- Bidang Transportasi
Pada bidang
transportasi kecerdasan buatan sudah diimplementasikan pada banyak hal seperti
sistem kontrol perpindahan gigi otomatis pada gearbox mobil bertransmisi
otomatis yang menggunakan Fuzzy Logic sebagai salah satu cabag ilmu kecerdasan
buatan. Penentuan rute tercepat juga dapat dilakukan oleh decision support
system yang juga merupakan salah satu cabang dari kecerdasan buatan yang
menggunakan GPS sebagai alat bantu navigasinya. Baru-baru ini juga telah
dikembangkan sistem kecerdasan buatan yang dapat mengemudi secara otomatis
serta melakukan parkir serial tanpa bantuan manusia sama sekali.
- Bidang Telekomunikasi
Pada Bidang
telekomunikasi, sistem kecerdasan buatan juga banyak digunakan antara lain
untuk pencarian heuristik tentang tenaga kerja mereka, mengatur penjadwalan
puluhan ribu pekerjanya, serta menentukan jumlah gaji sesuai dengan kualitas
kerja mereka. Semuanya dilakukan secara otomatis dengan kecerdasan buatan yang
telah diimplementasikan ke dalam sistemnya.
- Pengembangan Game
Perkembangan Game yang
pesat pada masa ini juga membutuhkan sesuatu yang berbeda pada rule
permainannya. Sebuah sistem game, jika sudah dimainkan sampai tuntas oleh
seorang player, maka ketika player yang sama memulai lagi permainan dari awal,
maka rule permainannya akan sama. namun berbeda untuk game-game yang telah ada
saat ini. sistem dalam game, dapat belajar mengenali pola permainan dari player
dan ketika player tersebut memulai permainan kembali, maka sistem ini akan
menggunakan rule yang berbeda untuk pemain yang sama ini. sehingga game menjadi
lebih menarik dan menantang untuk dimainkan.
- Pengembangan Mainan
Peralatan permainan
seperti AIBO dan ASIMO, robot anjing cerdas dan robot yang menyerupai manusia
yang dapat berinteraksi dengan manusia menjadi salah satu favorit alat bermain
yang telah menggunakan kecerdasan buatan pada sistemnya. AIBO dan ASIMO ini
dapat berinteraksi dengan manusia melalui suara, fitur speech recognition di
dalamnya, robot ini dapat mengerti apa yang diucapkan manusia dan menanggapinya.
- Musik
Evolusi di bidang musik
hampir selalu terkena dampak dari tekbologi yang ada pada zamannya. Sebagai
contoh, era musik digital yang memungkinkan sebuah suara dapat direkan dan
diputar ulang. dengan mengimplementasikan kecerdasan buatan, proses penciptaan
komposisi lagu, pemrosesan suara, dan teori-teori tentang musik dapat
dilakukan. Pengolahan suara adalah fokus dari pengembangan kecerdasan buatan di
bidang music ini.
- Militer
Pada bidang militer,
teknologi kecerdasan buatan dapat diimplementasikan pada sistem yang
mensimulasikan kondisi-kondisi perang yang mungkin akan terjadi di lapangan,
mengatur strategi serta mengkalkulasi kemungkinan beberapa strategi terhadap
kondisi medan perang secara simultan dan menampilkan hasilnya.
- Penerbangan
Simulasi penerbangan
pada pelatihan calon pilot sebelum benar-benar terbang dilakukan menggunakan
perangkat yang telah mengimplementasikan kecerdasan buatan di dalamnya.
perangkat ini dapat memberikan beragam simulasi kondisi penerbangan dengan
puluhan variabel yang kompleks. Pelatihan calon pilot menerbangakan pesawat
menggunakan simulator ini sangat efisien, selain mengurangi biaya untuk
penerbangan yang sebenarnya, resiko kecelakaan para calon pilot juga dapat
diminimalisir.
- Otomotif
Proses perancangan dan
desain chassis serta body otomotif pada saat ini sudah semakin canggih.
Computational Fluid Dynamics atau sering disebut dengan CFD saja, telah
digunakan dalam proses perancangan dan pengujian. CFD menghitung
variabel-variabel yang digunakan dalam perancangan mobil. Salah satunya adalah
komputasi aliran arus udara yang melalui mobil dengan ribuan jalur udara yang
mengelilingi seluruh body mobil.
Demikianlah beberapa
aplikasi kecerdasan buatan pada kehidupan nyata yang masih banyak lagi yang
belum sempat disebutkan oleh penulis. Semoga artikel ini dapat menjadi
inspirasi pembaca sekalian untuk terus berkarya dalam mengembangkan sistem
kecerdasan buatan.
KECERDASAN
BUATAN DALAM ROBOTIKA
Kecerdasan Buatan
(Artificial Intelligence) dalam robotik adalah suatu algorithma (yang
dipandang) cerdas yang diprogramkan ke dalam kontroler robot. Pengertian cerdas
di sini sangat relatif, karena tergantung dari sisi mana sesorang memandang.
Para filsuf diketahui
telah mulai ribuan tahun yang lalu mencoba untuk memahami dua pertanyaan
mendasar: bagaimanakah pikiran manusia itu bekerja, dan, dapatkah yang
bukan-manusia itu berpikir? (Negnevitsky, 2004). Hingga sekarang, tak satupun
mampu menjawab dengan tepat dua pertanyaan ini. Pernyataan cerdas yang pada
dasarnya digunakan untuk mengukur kemampuan berpikir manusia selalu menjadi
perbincangan menarik karena yang melakukan penilaian cerdas atau tidak adalah
juga manusia. Sementara itu, manusia tetap bercita-cita untuk menularkan kecerdasan
manusia kepada mesin.
Dalam literatur, orang
pertama yang dianggap sebagai pionir dalam mengembangkan mesin cerdas
(intelligence machine) adalah Alan Turing, sorang matematikawan asal Inggris
yang memulai karir saintifiknya di awal tahun 1930-an. Di tahun 1937 ia menulis
paper tentang konsep mesin universal (universal machine). Kemudian, selama
perang dunia ke-2 ia dikenal sebagai pemain kunci dalam penciptaan Enigma,
sebuah mesin encoding milik militer Jerman. Setelah perang, Turing membuat automatic
computing engine. Ia dikenal juga sebagai pencipta pertama program komputer
untuk bermain catur, yang kemudian program ini dikembangkan dan dimainkan di
komputer milik Manchester University. Karya-karyanya ini, yang kemudian dikenal
sebagai Turing Machine, dewasa ini masih dapat ditemukan aplikasi-aplikasinya.
Beberapa tulisannya yang berkaitan dengan prediksi perkembangan komputer di
masa datang akhirnya juga ada yang terbukti. Misalnya tentang ramalannya bahwa
di tahun 2000-an komputer akan mampu melakukan percakapan dengan manusia. Meski
tidak ditemukan dalam paper-papernya tentang istilah resmi: artificial
intelligence, namun para peneliti di bidang ini sepakat untuk menobatkan Turing
sebagai orang pertama yang mengembangkan kecerdasan buatan.
Secara saintifik,
istilah kecerdasan buatan untuk selanjutnya disebut sebagai AI (artificial
intelligence) pertama kali diperkenalkan oleh Warren McCulloch, seorang filsuf
dan ahli perobatan dari Columbia University, dan Walter Pitts, seorang
matematikawan muda pada tahun 1943, (Negnevitsky, 2004). Mereka mengajukan
suatu teori tentang jaringan saraf tiruan (artificial neural network, ANN) untuk
selanjutnya disebut sebagai ANN bahwa setiap neuron dapat dipostulasikan dalam
dua keadaan biner, yaitu ON dan OFF. Mereka mencoba menstimulasi model neuron
ini secara teori dan eksperimen di laboratorium. Dari percobaan, telah
didemonstrasikan bahwa model jaringan saraf yang mereka ajukan mempunyai
kemiripan dengan mesin Turing, dan setiap fungsi perhitungan dapat dapat
diselesaikan melalui jaringan neuron yang mereka modelkan.
Kendati mereka meraih sukses dalam pembuktian aplikasinya, pada akhirnya melalui eksperimen lanjut diketahui bahwa model ON-OFF pada ANN yang mereka ajukan adalah kurang tepat. Kenyataannya, neuron memiliki karakteristik yang sangat nonlinear yang tidak hanya memiliki keadaan ON-OFF saja dalam aktifitasnya. Walau demikian, McCulloch akhirnya dikenal sebagai orang kedua setelah Turing yang gigih mendalami bidang kecerdasan buatan dan rekayasa mesin cerdas. Perkembangan ANN sempat mengalami masa redup pada tahun 1970-an. Baru kemudian pada pertengahan 1980-an ide ini kembali banyak dikaji oleh para peneliti.
Sementara itu, metoda lain dalam AI yang sama terkenalnya dengan ANN adalah Fuzzy Logic (FL) untuk selanjutnya ditulis sebagai FL. Kalau ANN didisain berdasarkan kajian cara otak biologis manusia bekerja (dari dalam), maka FL justru merupakan representasi dari cara berfikir manusia yang nampak dari sisi luar. Jika ANN dibuat berdasarkan model biologis teoritis, maka FL dibuat berdasarkan model pragmatis praktis. FL adalah representasi logika berpikir manusia yang tertuang dalam bentuk kata-kata.
Kendati mereka meraih sukses dalam pembuktian aplikasinya, pada akhirnya melalui eksperimen lanjut diketahui bahwa model ON-OFF pada ANN yang mereka ajukan adalah kurang tepat. Kenyataannya, neuron memiliki karakteristik yang sangat nonlinear yang tidak hanya memiliki keadaan ON-OFF saja dalam aktifitasnya. Walau demikian, McCulloch akhirnya dikenal sebagai orang kedua setelah Turing yang gigih mendalami bidang kecerdasan buatan dan rekayasa mesin cerdas. Perkembangan ANN sempat mengalami masa redup pada tahun 1970-an. Baru kemudian pada pertengahan 1980-an ide ini kembali banyak dikaji oleh para peneliti.
Sementara itu, metoda lain dalam AI yang sama terkenalnya dengan ANN adalah Fuzzy Logic (FL) untuk selanjutnya ditulis sebagai FL. Kalau ANN didisain berdasarkan kajian cara otak biologis manusia bekerja (dari dalam), maka FL justru merupakan representasi dari cara berfikir manusia yang nampak dari sisi luar. Jika ANN dibuat berdasarkan model biologis teoritis, maka FL dibuat berdasarkan model pragmatis praktis. FL adalah representasi logika berpikir manusia yang tertuang dalam bentuk kata-kata.
Kajian saintifik
pertama tentang logika berfikir manusia ini dipublikasikan oleh Lukazewicz,
seorang filsuf, sekitar tahun 1930-an. Ia mengajukan beberapa representasi matematik
tentang kekaburan (fuzziness) logika ketika manusia mengungkapkan atau
menyatakan penilaian terhadap tinggi, tua dan panas (tall, old, & hot).
Jika logika klasik hanya menyatakan 1 atau 0, ya atau tidak, maka ia mencoba
mengembangkan pernyataan ini dengan menambahkan faktor kepercayaan (truth
value) di antara 0 dan 1.
Di tahun 1965, Lotfi
Zadeh, seorang profesor di University of California, Berkeley US,
mempublikasikan papernya yang terkenal, Fuzzy Sets. Penelitian-penelitian
tentang FL dan fuzzy system dalam AI yang berkembang dewasa ini hampir selalu
menyebutkan paper Zadeh itulah sebagai basis pijakannya. Ia mampu menjabarkan
FL dengan pernyataan matematik dan visual yang relatif mudah untuk dipahami.
Karena basis kajian FL ini kental berkaitan dengan sistem kontrol (Zadeh adalah
profesor di bidang teknik elektro) maka pernyataan matematiknya banyak
dikembangkan dalam konteks pemrograman komputer.
Metoda AI lain yang
juga berkembang adalah algorithma genetik (genetic algorithm, GA) untuk
selanjutnya disebut sebagai GA. Dalam pemrograman komputer, aplikasi GA ini
dikenal sebagai pemrograman berbasis teori evolusi (evolutionary computation,
EC) untuk selanjutnya disebut sebagai EC. Konsep EC ini dipublikasikan pertama
kali oleh Holland (1975). Ia mengajukan konsep pemrograman berbasis GA yang
diilhami oleh teori Darwin. Intinya, alam (nature), seperti manusia, memiliki
kemampuan adaptasi dan pembelajaran alami �tanpa perlu dinyatakan: apa yang
harus dilakukanï. Dengan kata lain, alam memilih kromosom yang baik secara buta/alami.
Seperti pada ANN, kajian GA juga pernah mengalami masa vakum sebelum akhirnya
banyak peneliti memfokuskan kembali perhatiannya pada teori EC.
GA pada dasarnya
terdiri dari dua macam mekanisme, yaitu encoding dan evaluation. Davis (1991)
mempublikasikan papernya yang berisi tentang beberapa metoda encoding. Dari
berbagai literatur diketahui bahwa tidak ada metoda encoding yang mampu
menyelesaikan semua permasalahan dengan sama baiknya. Namun demikian, banyak
peneliti yang menggunakan metoda bit string dalam kajian-kajian EC dewasa ini.
Aplikasi AI dalam
kontrol robotik dapat diilustrasikan sebagai berikut,
Gambar 4.1: Kontrol robot loop tertutup berbasis AI
Penggunaan AI dalam kontroler dilakukan untuk mendapatkan sifat dinamik kontroler secara cerdas. Seperti telah dijelaskan di muka, secara klasik, kontrol P, I, D atau kombinasi, tidak dapat melakukan adaptasi terhadap perubahan dinamik sistem selama operasi karena parameter P, I dan D itu secara teoritis hanya mampu memberikan efek kontrol terbaik pada kondisi sistem yang sama ketika parameter tersebut di-tune. Di sinilah kemudian dikatakan bahwa kontrol klasik ini belum cerdas karena belum mampu mengakomodasi sifat-sifat nonlinieritas atau perubahan-perubahan dinamik, baik pada sistem robot itu sendiri maupun terhadap perubahan beban atau gangguan lingkungan.
Gambar 4.1: Kontrol robot loop tertutup berbasis AI
Penggunaan AI dalam kontroler dilakukan untuk mendapatkan sifat dinamik kontroler secara cerdas. Seperti telah dijelaskan di muka, secara klasik, kontrol P, I, D atau kombinasi, tidak dapat melakukan adaptasi terhadap perubahan dinamik sistem selama operasi karena parameter P, I dan D itu secara teoritis hanya mampu memberikan efek kontrol terbaik pada kondisi sistem yang sama ketika parameter tersebut di-tune. Di sinilah kemudian dikatakan bahwa kontrol klasik ini belum cerdas karena belum mampu mengakomodasi sifat-sifat nonlinieritas atau perubahan-perubahan dinamik, baik pada sistem robot itu sendiri maupun terhadap perubahan beban atau gangguan lingkungan.
Banyak kajian tentang
bagaimana membuat P, I dan D menjadi dinamis, seperti misalnya kontrol adaptif,
namun di sini hanya akan dibahas tentang rekayasa bagaimana membuat sistem
kontrol bersifat cerdas melalui pendekatan-pendekatan AI yang populer, seperti
ANN, FL dan EC atau GA.
Mengilustrasikan tentang
skema AI yang digunakan secara langsung sebagai kontroler sistem robot. Dalam
aplikasi lain, AI juga dapat digunakan untuk membantu proses identifikasi model
dari sistem robot, model lingkungan atau gangguan, model dari tugas robot
(task) seperti membuat rencana trajektori, dan sebagainya. Dalam hal ini konsep
AI tidak digunakan secara langsung (direct) ke dalam kontroler, namun lebih
bersifat tak langsung (indirect).
PENGENALAN ROBOTIKA
Manipulator
robot adalah sistem mekanik yang menunjukkan pergerakan dari robot. Sistem
mekanik ini terdiri dari susunan link(rangka) dan joint (engsel) yang mampu
menghasilkan gerakan yang terkontrol. Hanya dua tipe dasar dari jenis yang
digunakan pada industri yaitu:
Ø Revolute joint (R) yaitu perputaran pada sumbu tertentu
Ø Prismatic joint (P) yaitu pergeseran sepanjang sumbu tertentu
Dengan dua tipe joint di
atas maka dapat dibuat manipulator dengan dua, tiga bahkan enam derajat
kebebasan adalah jumlah arah yang independen, dimana end effector (berupa
griper/tool) dapat bergerak. Secara umum struktur robot dapat dibedakan menurut
sumbu koordinat yang digunakan, yaitu:
Ø Robot Kartesian yang terdiri dari 3 sumbu linier
Ø Robot Silindris yang terdiri dari 2 sumbu linier dan 1 sumbu
rotasi
Ø Robot Spheris yang terdiri dari 1 sumbu linier dan 2 sumbu rotasi
Ø Robot Artikulasi yang terdiri dari 3 sumbu rotasi
1.
Robot Kartesian
Struktur
robot ini terdiri dari tiga sumbu linier (prismatic). Masing-masing sumbu dapat
bergerak ke area sumbu x-y-z . Keuntungan robot ini adalah pengontrolan posisi yang
mudah dan mempunyai struktur yang lebih kokoh.
2.
Robot Silindris
Struktur
dasar dari robot silindris adalah terdiri dari Horizontal Arm dan Vertikal Arm
yang dapat berputar pada base/ landasannya. Jika dibandingkan dengan robot
kartesian, robot silindris mempunyai kecepatan gerak lebih tinggi dari end
effectornya, tapi kecepatan tersebut tergantung momen inersia dari beban yang
dibawanya.
3.
Robot Spheris
Konfigurasi
struktur robot ini mirip dengan sebuah tank dimana terdiri atas Rotary Base, Elevated
Pivot, dan Telescopic Arm. Keuntungan dari robot jenis ini adalah fleksibilitas
mekanik yang lebih baik.
4.
Robot Artikulasi
Robot
ini terdiri dari tiga lengan yang dihubungkan dengan dua Revolute Joint. Elbow
Joint menghubungkan Fore Arm dengan Upper Arm. Shoulder Joint menghubungkan
Upper Arm dengan Base. Struktur robot artikulasi ini.
5.
Robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm)
Robot
Assembly bisa didesain menurut koordinat kartesian, silindris maupun spheris.
Pada beberapa aplikasi hanya membutuhkan sumbu gerak vertikal, misalnya robot
assembly yang memasang komponen pada PCB. Robot seperti ini mempunyai lengan
dengan dua artikulasi, sedangkan wrist mempunyai gerakan linier dan rolling.
Karakteristik Robot
Ada beberapa unjuk kerja robot yang perlu diketahui, antara
lain:
Ø Resolusi adalah perubahan gerak terkecil yang dapat diperintahkan
oleh sistem kontrol pada lingkup kerja manipulator.
Ø Akurasi adalah besarnya penyimpangan/deviasi terhadap masukan yang
diketahui.
Ø Repeatability adalah kemampuan robot untuk mengembalikan end
effector (pemegang/griper) pada posisinya semula
Ø Fleksibilitas merupakan kelebihan yang dimiliki oleh robot secara
umum jika dibandingkan dengan mesin konvensional. Hal ini pun tergantung kepada
pemprogram dalam merencanakan pola geraknya.
Sistem Penggerak Robot
Penggerak
diperlukan oleh robot agar robot mampu bergerak atau berpindah posisinya serta
mampu mengangkat beban pada end effectornya.
Macam-macam penggerak yang biasanya digunakan adalah:
1.
Penggerak hidrolik
2.
Penggerak pneumatik
3.
Penggerak elektrik, tebagi
atas:
Ø Motor servo
Ø Motor DC
Ø Motor stepper
1.
Penggerak Hidrolik
Keuntungan
yang didapatkan jika menggunakan penggerak hidrolik adalah:
Ø Mampu menghasilkan daya yang besar tanpa memerlukan roda-roda
gigi, cukup dengan pengendalian aliran fluida
Ø Piston dapat bergerak secara mulus dan cepat
Ø Tidak perlu khawatir akan percikan api seperti pada motor listrik
Ø Cocok dipakai pada lingkungan kerja yang mudah terbakar
2.
Penggerak Pneumatik
Kelebihan
sistem penggerak pneumatik adalah:
Ø Menggunakan udara sebagai penggerak piston sehingga lebih murah daripada
sistem penggerak hidrolik
Ø Diperkenankan adanya sedikit kebocoran
Ø Mempunyai respon lebih cepat daripada sistem penggerak hidrolik
3.
Motor Servo
Motor
servo tidak dapat berputar lebih dari 3600. motor ini dikendalikan oleh lebar
pulsa. Pada ukuran lebar pulsa tertentu motor ini mempunyai posisi tertentu
pula.
4.
Motor Stepper
Operasi
motor ini berdasarkan pulsa listrik. Setiap pengiriman satu pulsa ke motor maka
motor akan bergerak “selangkah”, yaitu satu putaran sudut kecil misalnya 1,50.
Dengan demikian untuk mencapai sudut dengan derajat tertentu dapat ditentukan
dengan jumlah pulsa tertentu pula. Pengaturan posisi lebih mudah dengan motor
stepper. End effector Kemampuan robot juga tergantung pada piranti yang dipasang
pada lengan robot. Piranti ini biasanya dikenal dengan end effector. End effector
terbagi atas:
a)
Pencengkram (griper) yang
digunakan untuk memegang obyek
b)
Peralatan (tool) yang
digunakan untuk melakukan operasi tertentu pada suatu obyek. Contohnya : bor,
penyemprot cat, gerinda, las dan sebagainya.
c)
Sensor
d)
Dalam robotika, sensor
eksternal yaitu sensor yang dipasang di luar robot terbagi menjadi dua yaitu:
Ø Sensor posisi
Sensor
posisi non optikal seperti potensiometer, synchro, resolver, variable transformer
diferensial linier (LDVT). Sensor posisi optikal seperti opto interrupt, optical
encoder
Ø Sensor kecepatan
DC tachometer
Optical encoder
Macam-macam sensor
eksternal:
a.
Sensor optik
b.
Menggunakan pancaran
cahaya untuk mendeteksi kehadiran benda. Biasanya digunakan optical transduser
seperti LDR, photo diode, photo transistor.
c.
Sensor panas
d.
Mendeteksi panas dan
mengubahnya ke bentuk sinyal listrik, misalnya lempeng bimetal, thermistor,
NTC, PYC.
e.
Sensor peraba
f.
Digunakan untuk
mengetahui adanya kontak dengan benda lain. Misalnya sensor piezo resistive,
sensor matriks, sensor pneumatik.
g.
Sensor penglihatan
h.
Yang dilakukan oleh
sensor penglihatan yaitu pendeteksian, orientasi pengenalan dan
pengidentifikasian obyek.
Konfigurasi Sistem
Kontrol Digital
Meluasnya
penerapan sistem kontrol digital dewasa ini disebabkan beberapa keunggulannya
dibandingkan dengan sistem kontrol analog. Sinyal kontrol digital mempunyai
ketahanan terhadap noise, dapat disimpan dan dapat diprogram.
Sistem kontrol ditinjau dari umpan baliknya dibedakan atas:
v Loop terbuka, dimana keluaran pada posisi end effector tidak
mempengaruhi pengolahan data berikutnya.
v Loop tertutup, dimana posisi end effector adalah suatu faktor yang
juga mempengaruhi pengolahan data dan pengambilan keputusan.
v Gerakan Robot dan End effector Dalam gerakan robot, pemrograman
dari posisi end effector dapat dilakukan dengan dua cara:
v Pengendalian titik ke titik (point to point) Dalam hal ini yang
dilihat posisi awal dan akhir dari end effector tanpa mengetahui lintasan yang
dilalui.
v Pengendalian jalur kontinyu (continous path control) Lintasan dari
end effector digunakan dengan jelas. Contohnya robot penyemprot cat.
TEKNOLOGI DALAM ROBOTIKA
1. Teknologi Spyke
Robot keluaran dari Meccano yang diberi nama
Spyke adalah robot yang dikontrol melalui teknologi Nirkabel (Wifi). Berarti
anda bisa mengontrolnya darimanapun anda suka selama ada jaringan WIFI
disekitar robot tersebut.
Robot ini mempunyai kelengkapan kamera video,
mikrofon dan 2 speaker di dalamnya. Makanya diberi nama dengan Spyke karena
robot ini bisa bertugas untuk memata-matai musuh anda. Kamera yang ada bisa
mendeteksi gerakan sehingga apabila maling datang ke rumah anda maka si Spyke
dapat membunyikan alaram atau bahkan mengirim gambar si maling melalui E-mail.
Apa lagi yang kurang dari Spyke?? Oh iya, dia
juga dapat berfungsi sebagai MP3 player loh! Kalau anda menginginkannya, anda
bisa mendapatkannya dengan harga sekitar Rp. 4.000.000,-
2. Teknologi Sistem Fuzzy
Aplikasi-aplikasi
yang menggunakan sistem logika fuzzy sering sekali dianggap atau dinamakan
sebagai pengendali fuzzy (fuzzy control). Padahal disamping pengendali fuzzy
terdapat bermacam-macam teori yang digunakan pada aplikasi-aplikasi fuzzy
seperti klasifikasi fuzzy (fuzzy clasification) dan diagnosis fuzzy (fuzzy
diagnosis). Pada tulisan ini akan dipaparkan masalah dalam teknologi fuzzy dan
perbedaan antara pengendali fuzzy dengan klasifikasi fuzzy dan fuzzy diagnosis.
3. Teknologi Robot Humanoid
Jepang
Cerita
teknologi robot Jepang tak ada habis-habisnya. Setelah sukses dengan robot yang
lincah menari dan berjalan, Jepang kembali dengan terobosan baru. Negara
Matahari Terbit ini mengusung robot humanoid (menyerupai manusia) yang mampu
menyajikan teh dan mencuci gelas.
Tidak puas
dengan robot yang mampu melayani minum teh, Jepang juga mengembangkan robot
yang belajar dari kesalahan. Tomomasa Sato seorang profesor terus melakukan
eksperimen robot humanoid. Dalam sebuah skenario, profesor ini menempatkan dua
robot pada sebuah ruangan tamu. Kemudian Profesor Tomomasa Sato merebahkan
badan pada sebuah sofa dan menghidupkan lampu baca. Kemudian Tomomasa Sato mengangkat
tangannya memanggil robot yang bernama HRP-2W. Robot ini dilengkapi dengan
celemek dan sarung tangan dapur. Robot itu merespon dan merespon serta
menanyakan keinginan profesor Sato.
HRP-2W
melakukan apa yang diinginkan oleh profesor Sato. HRP-2W ke dapur, kemudian
mengambil sebuah botol plastik yang berisikan tes dan dituangkan ke dalam
gelas. Barulah robot yang dirancang dengan dua kaki ini menyajikan ke profesor
Sato. Roobot humanonid ini didedikasikan untuk memudahkan kebutuhan manusia.
4. Teknologi Robot Sepak bola
Dua
perusahaan Jerman memperkenalkan model terbaru robot pengintai dan sekaligus
penjinak bom. Upaya teknologi baru dalam sistem keamanan Piala Dunia.
Panitia
penyelenggara terus mencari berbagai cara untuk menjamin kemanan Piala Dunia.
Juga teknologi keamanan terbaik untuk ajang akbar itu. Termasuk robot anti bom.
Dua perusahaan Jerman, Robowatch dan Diehl, baru saja meluncurkan sebuah robot
lain, yang akan jadi pengintai dan sekaligus penjinak bom.
Mesin
seberat 38 Kilogram itu akan membantu brigade pemadam kebakaran, polisi dan
pasukan khusus, dalam menangani situasi lapangan, jika terjadi serangan
teroris.
Robot yang
dilengkapi dengan pendeteksi jejak elektronik dan kamera mini tersebut dapat
menjelajahi ruangan, menemukan bom dan mengirimkan data-data penting kepada
pasukan keamanan. Asendro, nama sang robot, tampak seperti miniatur tank dan
sedikit lebih besar dari alat penyedot debu. Asendro dapat merayap cepat di
atas lantai kayu, berputar dan membentangkan lengannya yang dilengkapi dengan
kamera.
Selain itu,
Asendro dapat pula menaiki tangga atau memotong sumbu peledak. Berbagai jenis
kamera yang dipasang ditubuh sang robot, mampu mengirimkan gambar dalam jarak 2
kilometer selama 2 sampai 4 jam. Menurut Robowatch dan Diehl, robot yang
bernilai 55.000 sampai 200.000 ribu Euro, atau 600 juta hingga 2 milyar Rupiah
itu dirancang berukuran kecil dan gesit, serta lebih cepat dan fleksibel
dibanding model lain yang serupa.
Sebelumnya,
Robowatch memproduksi robot lain untuk Piala Dunia. Yakni Ofro Detect, yang
diluncurkan 10 bulan lalu, bersama model lain di stadion Olympia Berlin. Dalam
pertandingan final di Berlin, 9 Juli 2006, direncanakan setidaknya 20 robot
akan berjaga-jaga di sekitar pagar stadion dan tempat parkir.
5. Teknologi Robot Asimo
Rasanya sulit
memisahkan Jepang dengan robot. Kita tentu masih ingat dengan sejumlah anime
robot yang sudah dikenal hampir di seluruh dunia seperti astroboy, doraemon,
gundam dan sejenisnya. Kalau dulu kita hanya bisa melihat robot2 tersebut
di layar tv, sekarang kita sudah bisa menyentuh dan melihat secara langsung
robot2 tersebut beraksi. Perkembangan robotika di Jepang mengalami kemajuan
yang pesat dalam 30 tahun terakhir ini. Perusahaan2 elektronik berlomba
melahirkan berbagai macam robot dengan segala keistimewaannya.
Sebut saja Sony dengan aibo si robot
anjing, Honda dengan robot 2 kaki Asimo-nya, ataupun Toyota dengan robot
peniup trompetnya. Selain itu universitas2 di Jepang serta badan2 riset juga
semakin kencang dalam melakukan riset di bidang robot ini. Hal ini ditandai
dengan beragamnya robot2 yang lahir dari riset yang dilakukan universitas di
Jepang. Pemerintah Jepang juga gencar membantu dan mendukung baik dari segi
dana maupun fasilitas untuk kemajuan robot di negeri ninja ini. Melihat hal2
diatas, tidak heran Jepang berhasil menyodok dan menyamai prestasi negara2
barat seperti Amerika dan Jerman dalam kemajuan riset robot.
6. Teknologi Robot Berdansa
Robot berdansa (cvl.iis.u-tokyo.ac.jp)
Tokyo
- Di Jepang, perkembangan robot memang cukup pesat. Mulai dari robot pembantu
hingga robot pengganti dokter. Kini, robot yang mampu berdansa pun hadir.
Para ilmuwan
dari University of Tokyo telah berhasil menciptakan robot yang bisa mengikuti
gerakan penari manusia. Ya, robot yang bisa berdansa seperti layaknya manusia.
Pembuatan
robot HRP-2 bipedal yang bisa berdansa tersebut digagas oleh Shin’ichiro
Nakaoka dan dibantu oleh rekan-rekan dari universitas Tokyo. Teknologi yang
digunakan adalah teknologi penangkap gerakan, sehingga gerakan dansa seseorang
bisa terekam dan segera diikuti oleh sang robot.
Walau
kemampuan robot itu bisa dikatakan tidak meragukan, namun ada beberapa hal yang
menjadi problem. Yaitu mem-program sang robot agar tetap dapat mengikuti
gerakan yang sulit namun dengan keseimbangan yang tetap baik.
Seperti
dilansir Vnunet dan dikutip detikINET, Sabtu (11/8/2007), tak lama lagi,
dunia akan menyaksikan robot tersebut menari tarian balet ‘Swan Lake’. Namun,
menurut para ilmuwan, robot ini tidak bisa mengikuti melakukan balet yang
seringkali loncat dan membiarkan kedua kakinya di udara beberapa kali.
Hingga saat
ini, robot tersebut telah didemonstrasikan dan menari tarian tradisional
Jepang, ‘Aizu-Bandaisan’ yang banyak mengunakan gerakan badan daripada kaki.
7. Teknologi Robot Runbot
Runbot (Woergoetter dkk.)
Jakarta
- Ilmuwan di Jerman berhasil menemukan cara untuk membuat robot berjalan mirip
manusia. Bukan hanya mirip, robot ini pun bisa berjalan cepat dibandingkan
robot serupa yang sudah ada.
Robot itu
bernama Runbot, sebuah robot berkaki dua berukuran kecil yang bisa bergerak
sejarak tiga kali panjang kakinya dalam satu detik. Ini hanya sedikit lebih
lambat dari kecepatan manusia saat berjalan dengan cepat.
Robot ini menggunakan
teori ‘otak dengkul’ yang dikemukakan pertama kali oleh NIkolai Bernstein pada
era 1930-an. Teori itu pada intinya mengemukakan bahwa otak manusia (yang ada
di kepala) tidak melulu memproses cara berjalan.
Otak, ujar
Bernstein, hanya bekerja saat berjalan dari satu permukaan ke permukaan lain,
misalnya dari lantai ke rumput, atau saat permukaan tidak rata. Selebihnya,
kemampuan berjalan ditangani oleh ‘otak’ alias syaraf-syaraf di tulang punggung
dan kaki, termasuk di dengkul.
Dengan
menerapkan teori tersebut, Profesor Florentin Woergoetter dan tim dari
Universitas Gottingen, Jerman, berhasil membuat Runbot. Tim Woergoetter
mencakup ilmuwan dari berbagai latar belakang, termasuk Poramate Manoonpong,
Tao Geng, Tomas Kulvicius dan Bernd Porr.
8. Teknologi Robot Humanoid
terkecil di Dunia
Perkembangan
dunia robot memang semakin maju. Salah satu jenis yang paling intens
dikembangkan adalah robot humanoid. Mereka mulai "berbaur" dengan
lingkungan manusia. Ada yang menjadi resepsionis, perawat, atau asisten
pribadi. Tapi, beberapa di antara mereka masih berukuran besar. Kalau yang
berukuran kecil? Mungkin baru GeStream yang bisa membuat.
Tidak hanya
kecil, robot itu diklaim pembuatnya sebagai yang terkecil di dunia. Sebelum
ini, pemegang rekor robot terkecil adalah i-SOBOT. Robot buatan Tomy Takara
tersebut mempunyai tinggi 16,5 cm. Ia pun mendapatkan penghargaan dari Guinness
World Record sebagai robot terkecil di dunia.
Sementara
itu, Robot buatan GeStream mempunyai tinggi 15 cm dengan berat 250 gram. Robot
mungil tersebut juga mempunyai beragam kemampuan. Ia mampu melakukan 65.536
gerakan layaknya manusia. Gerakan lain yang bisa dilakukan adalah push-up, main
sepak bola, menghormat ala Jepang, dan menari.
"Ini
akan menjadi robot paling kecil, ringan, dan ekonomis di dunia," ujar
Chang Ho Yu, general manager GeStream Technology Inc.
Ketika sang
robot jatuh tertelungkup, ia bisa bangkit sendiri. Setelah itu, langsung
berjalan dengan "kaki". Kemampuan robot tersebut rencananya masih
ditambah beberapa fitur. Misalnya, voice control serta variasi bentuk dan
warna. Bahan pembuatnya mayoritas terdiri atas metal.
Belum ada
kepastian kapan robot itu beredar di pasaran. Kabarnya, ia akan dijual dalam
bentuk komponen yang harus dirakit sendiri oleh konsumen. Harganya diperkirakan
USD 185 atau sekitar Rp 1,73 juta dan USD 200 atau sekitar Rp 1,88 juta.
Produk itu
pertama dikenalkan pada acara Global SMEs. Sebuah ajang ekshibisi elektronik di
Malaysia. Selain memproduksi alat elektronik, GeStream merupakan perusahaan
spesialis robot. Produk buatannya, antara lain, meliputi Electronic Pet,
Entertainment Robot, Industrial Robot, dan Thermal Module serta Thermal Cooler
untuk PC dan VGA Notebook.
Setelah ini,
cerita dongeng manusia yang berinteraksi dengan liliput mungkin bakal terwujud.
Tentu menarik kalau suatu saat di dunia nyata, kita benar-benar bisa melakukan
aktivitas sehari-hari ditemani makhluk mungil tersebut.
9. Teknologi Robot Bear,
Robot Penyelamat Prajurit
Inovasi
teknologi di bidang rekayasa robot berkembang tiada henti. Robot terus
dirancang menggantikan tugas manusia. Salah satunya Bear, robot yang diciptakan
untuk menyelamatkan prajurit yang terluka di medan perang. Kehebatan Bear
diperagakan di Massachusetts, Amerika Serikat, baru-baru ini.
Bear
dilengkapi piranti lunak khusus yang membuatnya mengenali kondisi lapangan
lewat objek yang bergerak. Tak hanya itu, robot ini juga mampu mengidentifikasi
korban hidup atau mati. Bear juga mampu melindungi diri dari serangan senjata
maupun bom.
Kendati
ukurannya tidak terlalu besar, Bear mampu menggotong prajurit terluka. Bahkan
dia diklaim mampu bekerja lebih cepat dari regu penolong. Sebab Bear diciptakan
untuk melakukan yang tak dapat dilakoni regu penolong ketika perang berkecamuk.
Sejauh ini
teknologi robot penyelamat prajurit ini terus dikembangkan dan dimodifikasi
sesuai kebutuhan di lapangan. Bahkan Departemen Pertahanan AS sudah
mengeluarkan biaya US$ 3 juta atau sekitar Rp 27 miliar untuk pengembangan
model Bear yang ketiga.
10. Teknologi Robot Antik
Lihai Menari
Liputan6.com,
Tokyo: Warga Jepang berhasil menciptakan sebuah robot pintar, baru-baru
ini. Robot yang diberi nama Rolly ini dapat menggerakkan tangan dan menari
mengikuti irama musik. Bahkan robot bisa berputar-putar layaknya orang yang
berdansa.
Rolly dapat
diprogram sesuai dengan ritme musik oleh pemiliknya. Pemilik robot bisa
menentukan gerakan yang rumit. Program ini sebelumnya didesain di dalam
komputer kemudian ditransfer ke robot dengan bluetooth.
Selain dapat
dijadikan peliharaan, Rolly juga berfungsi sebagai alarm. Rolly dapat memuat
600 lagu dengan file MP3. Robot antik yang dilepas dengan harga 40 ribu Yen
atau sekitar US$ 354 ini akan dirilis pada 29 September mendatang di
Jepang.(JUM)
11. Teknologi Robot Anjing
akan Dikirim ke Mars
California
- Sebuah robot anjing suatu hari nanti mungkin akan dikirim ke planet Mars
untuk mengeksplorasi permukaan planet merah itu.
Untuk itu,
sebuah konsep baru sedang dikembangkan di University of Southern California
(USC). Ilmuwan robot mereka, Stefan Schaal meneliti kemungkinan penggunaan
kaki, dan bukan roda, sebagai sarana robot untuk berjalan.
Selama ini
robot berkaki biasanya hanya beraksi baik jika berjalan di permukaan halus.
"Kami menginginkan kaki robot yang handal berjalan di permukaan kasar
(berbatu-red) sekalipun." sebut Schaal seperti dikutip detikINET
dari Softpedia, Selasa (10/7/2007).
Robot anjing
yang sedang dikembangkan tim di USC didesain untuk menaklukkan area bebatuan
dan lembah. Bahkan, robot itu diharapkan mampu melakukan lompatan kecil.
Seukuran anjing mainan, pada masa depan robot anjing ini diharapkan bisa
dikirim ke Mars dalam misi eksplorasi geologi atau bahkan menjadi pendamping
astronot yang mungkin dikirimkan ke sana.
Sayangnya,
kecepatan robot ini masih sekelas siput yaitu hanya 1,6 cm per detik. Tapi
jangan pesimis dulu, kecepatan robot penjelajah planet merah ini sudah cukup
tinggi. Sojourner, robot yang sekarang menjelajahi Mars, hanya memiliki
kecepatan 1,2 cm per detik.
Meski robot
anjing, nantinya robot ini kemungkinan tak akan diberikan kemampuan
menggonggong. Pasalnya, di permukaan Mars suara gonggongan tak akan terdengar
karena tak adanya atmosfer.
12. Teknologi Robot Pelayan
Dikembangkan Jepang
Tokyo,
SeninMeskipun gerakannya masih agak kaku, lambat, dan suaranya monoton, robot
tersebut dapat memindahkan saluran televisi menggunakan remote control yang ada
di dadanya atau membawa secangkir minuman untuk Anda. Dalam beberapa tahun ke
depan, robot humanoid berkode HRP-2 akan membantu beberapa jenis pekerjaan di
rumah.
Robot yang
diberi nama Promet tengah dikembangkan oleh National Institute of Advanced
Industrial Science and Technology (AIST). Ia didesain untuk
merespon perintah verbal dan memiliki kemampuan merekam bentuk tiga dimensi menggunakan sensor inframerah. “Kami berharap untuk membuatnya setara dengan kemampuan anjing,” kata Isao Hara, peneliti senior pada lembaga yang berpusat di Tsukuba, sebelah timur laut Tokyo saat mendemonstrasikan sepasang robot berwarna perak dan biru itu. “Saya kira kemungkinannya sangat besar untuk berinteraksi dengan manusia. Kami sedang mempelajari bagaimana robot bergabung di dalam komunitas manusia,” lanjutnya.
merespon perintah verbal dan memiliki kemampuan merekam bentuk tiga dimensi menggunakan sensor inframerah. “Kami berharap untuk membuatnya setara dengan kemampuan anjing,” kata Isao Hara, peneliti senior pada lembaga yang berpusat di Tsukuba, sebelah timur laut Tokyo saat mendemonstrasikan sepasang robot berwarna perak dan biru itu. “Saya kira kemungkinannya sangat besar untuk berinteraksi dengan manusia. Kami sedang mempelajari bagaimana robot bergabung di dalam komunitas manusia,” lanjutnya.
Ketika Hara
berkata kepada salah satu robot, “Ke sinilah,” robot tersebut akan meresponnya
dengan berkata, “Apa yang dapat saya bantu?” Diminta untuk mematikan televisi,
Promet akan berkata, “Saya akan matikan TV,” sebelum menjalankan perintah
tersebut. Begitu pula saat Hara meminta sebotol jus, perintah tersebut
diteruskan kepada robot lainnya dengan berkata, “Tolong jalankan perintah ini.
” Robot
kedua akan mendekati lemari pendingin, berdiri di depannya kemudian berkata,
“Lokasi lemari pendingin ditemukan.” Kemudian ia berkata, “Sedang mencari jus,”
sambil membuka pintu lemari pendingin pelan-pelan dengan tangan kanannya,
mengambil sebotol minuman dengan tangan kirinya, lalu menutup pintu. Ia lalu
berjalan ke arah Hara dan menaruh minuman pelan-pelan di meja terdekat. “Terima
kasih,” kata Hara.
Kedua robot
dapat melakukan gerakan seperti manusia kecuali berlari. “Agar dapat
berinteraksi dengan manusia, sebuah robot harus dapat merespon percakapan serta
memantau objek di sekitarnya, mengenalinya, dan melakukan sesuatu terhadapnya
secara otomatis,” katanya. Seperti anjing, mereka dapat memberikan bantuan.
Misalnya, ketika Anda tidak kuat berjalan karena persendian sakit, robot dapat
melakukan sesuatu untuk membantu Anda sehingga merasa lebih baik”.
Jika robot
mulai menolak instruksi yang diberikan, artinya energi baterainya mulai habis.
Salah satu Promet sempat benar-benar berhenti saat demontrasi berlangsung dan
baterai yang memasok energi untuk gerakannya harus diisi ulang terlebih dahulu.
Pengembangan
robot di Jepang tergolong paling maju di seluruh dunia. Berbagai perusahaan
seperti Hitachi, Sony, Honda, dan Toyota Motor Corp
telah mengembangkan berbagai jenis robot humanoid. Robot juga digunakan
dalam berbagai proses industri untuk menggantikan peran manusia.
telah mengembangkan berbagai jenis robot humanoid. Robot juga digunakan
dalam berbagai proses industri untuk menggantikan peran manusia.
Secara garis besar, tahapan pembuatan
robot dapat dilihat pada gambar berikut:
Ada tiga tahapan pembuatan robot, yaitu:
- Perencanaan, meliputi: pemilihan hardware dan design.
- Pembuatan, meliputi pembuatan mekanik, elektonik, dan program.
- Uji coba.
1. Tahap Perencanan
Dalam tahap ini, kita
merencanakan apa yang akan kita buat, sederhananya, kita mau membuat robot yang
seperti apa? berguna untuk apa? Hal yang perlu ditentukan dalam tahap ini:
·
Dimensi, yaitu panjang, lebar, tinggi,
dan perkiraan berat dari robot. Robot KRI berukuran tinggi sektar 1m, sedangkan
tinggi robot KRCI sekitar 25 cm.
·
Struktur material, apakah dari alumunium,
besi, kayu, plastik, dan sebagainya.
·
Cara kerja robot, berisi bagian-bagian
robot dan fungsi dari bagian-bagian itu. Misalnya lengan, konveyor, lift, power
supply.
·
Sensor-sensor apa yang akan dipakai robot.
·
Mekanisme, bagaimana sistem mekanik agar
robot dapat menyelesaikan tugas.
·
Metode pengontrolan, yaitu bagaimana
robot dapat dikontrol dan digerakkan, mikroprosesor yanga digunakan, dan blok
diagram sistem.
·
Strategi untuk memenangkan pertandingan,
jika memang robot itu akan diikutkan lomba/kontes robot
Indonesia/Internasional.
2. Tahap Pembuatan
Ada tiga perkerjaan
yang harus dilakukan dalam tahap ini, yaitu pembuatan mekanik, elektronik, dan
programming. Masing-masing membutuhkan orang dengan spesialisasi yang
berbeda-beda, yaitu:
·
Spesialis Mekanik, bidang ilmu yang cocok
adalah teknik mesin dan teknik industri.
·
Spesialis Elektronika, bidang ilmu yang
cocok adalah teknik elektro.
·
Spesialis Programming, bidang ilmu yang
cocok adalah teknik informatika.
Jadi dalam sebuah tim
robot, harus ada personil-personil yang memiliki kemampuan tertentu yang saling
mengisi. Hal ini diperlukan dalam membentuk Tim Kontes Robot Indonesia (KRI)
atau Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI). Bidang ilmu yang saya sebutkan tadi,
tidak harus diisi mahasiswa/alumni jurusan atau program studi tersebut,
misalnya boleh saja mahasiswa jurusan teknik mesin belajar pemrograman.
Untuk mengikuti lomba
KRI/KRCI dibutuhkan sebuah tim yang solid. Tetapi buat Anda yang tertarik
membuat robot karena hobby atau ingin belajar, semua bisa dilakukan sendiri,
karena Anda tidak terikat dengan waktu atau deadline. Jadi Anda bisa
melakukannya dengan lebih santai.
v Pembuatan Mekanik
Setelah gambaran garis
besar bentuk robot dirancang, maka rangka dapat mulai dibuat. Umumnya rangka
robot KRI terbuat dari alumunium kotak atau alumunium siku. Satu ruas rangka
terhubung satu sama lain dengan keling alumunium. Keling adalah semacam paku
alumunium yang berguna untuk menempelkan lembaran logam dengan erat. Rangka robot KRCI lebih variatif, bisa terbuat
dari plastik atau besi panjang seperti jeruji.
v Pembuatan Sistem Elektronika
Bagian sistem
elektronika dirancang sesuai dengan fungsi yang diinginkan. Misalnya untuk
menggerakkan motor DC diperlukan h-brigde, sedangkan untuk menggerakkan relay
diperlukan saklar transistor. Sensor-sensor yang akan digunakan dipelajari dan
dipahami cara kerjanya, misalnya:
1.
Sensor jarak, bisa menggunakan SRF04, GP2D12,
atau merakit sendiri modul sensor ultrasonik atau inframerah.
2.
Sensor arah, bisa menggunakan sensor kompas
CMPS03 atau Dinsmore.
3.
Sensor suhu, bisa menggunakan LM35 atau sensor
yang lain.
4.
Sensor nyala api/panas, bisa menggunakan UVTron
atau Thermopile.
5.
Sensor line follower / line detector, bisa
menggunakan led & photo transistor.
Berikut ini gambar
sensor ultrasonik, inframerah, UVTron, dan kompas:
Pembuatan sistem elektronika ini meliputi
tiga tahap:
- Design PCB, misalnya dengan program Altium DXP.
- Pencetakan PCB, bisa dengan Proboard.
- Perakitan dan pengujian rangkaian elektronika.
v Pembuatan Software/Program
Pembuatan software
dilakukan setelah alat siap untuk diuji. Software ini ditanamkan (didownload)
pada mikrokontroler sehingga robot dapat berfungsi sesuai dengan yang
diharapkan.
Tahap pembuatan program
ini meliputi:
a)
Perancangan Algoritma atau alur program
Untuk fungsi yang sederhana, algoritma dapat dibuat langsung pada saat
menulis program. Untuk fungsi yang kompleks, algoritma dibuat dengan
menggunakan flow chart.
b)
Penulisan Program
Penulisan program dalam Bahasa C, Assembly, Basic, atau Bahasa yang
paling dikuasai.
c)
Compile dan download, yaitu mentransfer program
yang kita tulis kepada robot.
4. UJI COBA
Setelah kita
mendownload program ke mikrokontroler (otak robot) berarti kita siap melakukan
tahapan terakhir dalam membuat robot, yaitu uji coba. Untuk KRCI,
ujicoba dilakukan pada arena seluas sekitar 4×4 meter dan berbentuk seperti
puzzle. Dalam arena KRCI ini diletakkan lilin-lilin yang harus dipadamkan oleh
robot cerdas pemadam api. Contoh gambar robot pemadam api Ted Larsorn dan arena
Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI).
Untuk lomba robot KRI, dibutuhkan ruangan
yang lebih besar, yaitu sekitar 15×15 meter.
CONTOH PEMBUTAN ROBOT SEDERHANA
Robot Penghindar
Ø Prinsip
Kerja
Fungsi dari
sistem navigasi dengan menggunakan sensor Inframerah ini adalah bagaimana
membuat kendaraan mini yang bergerak bebas pada suatu area yang dibatasi oleh
sekat/dinding pemisah tanpa menyentuh sekat/dinding tersebut. terdapat 2 buah
motor Dc penggerak roda utama (MT1 dan MT2) yang berfungsi untuk mengatur
kecepatan dari maju-mundur sekaligus mengontrol arah dan besar dari sudut belokan
dari robot mobil tersebut. Juga terdapat 3 buah sensor Inframerah sebagai
sensor jarak yang terletak di bagian depan robot mobil. Peletakan dari 3 buah
sensor Inframerah secara bersilangan dimaksudkan agar :
1. Dapat mendeteksi besarnya
halangan yang berada di depannya sehingga dapat menghindari halangan tersebut
dengan baik.
2.
Masih
mampu mendeteksi adanya belokan walaupun robot mobil sudah terlalu berdekatan
dengan salah satu sisi dari jalur jalan.
3. Pendeteksian terhadap adanya
belokan dari jarak yang masih jauh lebih baik karena mempunyai sudut pantulan
yang lebih kecil jika dibandingkan dengan jika dipasang secara tidak bersilangan.
5.2. Rancangan Mekanik
Sistem mekatronika tersebut digerakkan oleh 2 buah motor Dc yang
masing-masing memutar roda kiri dan roda kanan.
5.3. Rancangan Rangkaian Elektronika dan
Kontroler
5.3.1. Rangkaian Sensor
Gelombang Inframerah adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas
frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 36 KHz. Seperti telah disebutkan
bahwa sensor Inframerah terdiri dari rangkaian pemancar Inframerah yang disebut
transmitter dan rangkaian penerima Inframerah yang disebut receiver. Sinyal
Inframerah yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter Inframerah.
Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan
diterima oleh receiver Inframerah. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver
dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya memberikan perintah
kepada robot agar bergerak menjauhi penghalang tersebut sesuai dengan algoritma
program mikrokontroler yang dibuat.
a) Pemancar
Inframerah (Transmitter)
Pemancar Inframerah ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal kotak
berfrekuens di atas 38 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter Inframerah
dan sinyalny difokuskan melalui sebuah corong/pipa. Pada penggunaannya, akan
digunakan 3 buah pemancar yang masing-masing mengirimkan sinyal dengan
frekuensi yang berbeda-beda.
b. Penerima Ultrasonik (Receiver)
Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan
oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal
yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan
menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai
frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan. Kemudian sinyal keluarannya akan
dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator (pembanding) dengan tegangan
referensi ditentukan berdasarkan tegangan keluaran penguat pada saat jarak
antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai jarak
minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada kondisi
ini adalah high (logika ‘1’) sedangkan jarak yang lebih jauh adalah low
(logika’0’). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian pengendali
(mikrokontroler).
5.3.2. Rangkaian Penggerak
(Driver) Motor stepper.
Isyarat yang dimasukkan ke mikrokontroler untuk kemudian diolah, outputnya
kemudia digunakan untuk menentukan langkah (step) dari motor stepper. Penggerak
motor stepper berfungsi untuk mengatur pulsa-pulsa listrik dengan nilai
tertentu sehingga dapat menggerakkan motor stepper. Komponen utama dari
penggerak motor stepper ini adalah IC ULN2803 yang tersusun dari rangkaian
transistor yang dihubung secara Darlington dalam satu kemasan. Gambar rangkaian
utama IC ULN2803 dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Pasangan Darlington
bertindak seperti satu transistor dengan bati arus yang amat tinggi, rangkaian
ini akan menghasilkan daya beban ac yang besar. Dalam perancangan ini, tiap
bagian pasangan Darlington ini akan berfungsi sebagai rangkaian saklar bagi
motor, sehingga apabila pada kaki input driver (IC ULN2803) disuplai dengan
tegangan maka akan menyebabkan pasangan transistor Darlington dalam IC menjadi
saturasi dan mengakibatkan kaki input motor terhubung dengan ground atau dengan
kata lain maka kaki input motor akan ditanahkan. Tiap pin input dari motor akan
dihubungkan dengan pin keluaran dari driver, dimana pulsa keluaran dari driver
yang akan diberikan pada motor diatur oleh mikrokontroler, dengan demikian port
keluaran dari mikrokontroler dihubungkan dengan pin input dari driver.
5.3..3. Rangkaian Kontroler dengan
Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler 89S51 merupakan mikrokompumter CMOS 8 bit dengan kapasitas
memori 4 Kbytes yang menggunakan flash memori ISP. AT 89S51 memiliki beberapa fitur
seperti flash 4 Kbytes, RAM 128 bytes, 32 pin I/O ( 4 buah port ) timer Watchdog,
2 data pointer, 2 timer/pencacah 16 bit dan beberapa fasilitas pendukung
lainnya. Rangkaian mikrokontroler ini berperan sangat penting dalam navigasi
robot mobil ini karena berfungsi sebagai pengendali utama navigasi ini, seperti
halnya otak pada manusia. Rangkaian mikrokontroler ini terhubung dengan
rangkaian sensor dan driver motor melalui port - port yang tersedia. Program
yang dibuat dalam bahasa assembly dan telah di-compile di-download ke dalam
mikrokontroler. Selanjutnya mikrokontroler akan mengeksekusi program tersebut
dengan memperhatikan keadaan input dari rangkaian sensor. Selanjutnya
mikrokontroler akan memberikan sinyal keluaran yang akan mengendalikan
rangkaian driver motor demikian robot mobil dapat bergerak maju atau mundur
sesuai dengan apa yang telah diprogram.
5.4. Rancangan Algoritma dan Perangkat
Lunak
Berikut ini adalah salah satu contoh algoritma program berbentuk
flowchart berserta keterangan mengenai posisi dari ketiga sensor pada
mobile-robot yang akan dirancang dan dibuat :
Sensor 1 ( S.1 ) berada di tengah dan mengarah ke depan.
Sensor 2 ( S.2 ) berada di kiri dan mengarah ke samping kanan.
Sensor 3 ( S.3 ) berada di kanan dan mengarah ke samping kiri.
Logika “1” adalah logika input dimana jarak antara sensor dengan sekat
atau dinding adalah minimum dan kendaraan mini harus berbelok. Sebaliknya
logika “0” adalah jarak yang aman antara sensor dengan sekat atau dinding. Pada saat robot mulai dijalankan,
mikrokontroler selaku pengendali selalu memperhatikan kondisi dari ketiga sensor
sebagai input. Input sensor yang diutamakan adalah sensor 1 yang berada di
tengah dan mengarah ke depan. Apabila kondisi dari sensor ini low (logika ‘0’)
yang berarti tidak ada penghalang maka kendaraan mini akan maju secara lurus,
tetapi bila kondisi sensor ini high (logika ‘1’) maka selanjutnya mikrokontroler
mengecek kondisi dari sensor 2 yang berada di sebelah kiri dan mengarah ke
kanan. Jika kondisi dari sensor 2 ini low maka kendaraan mini akan berbelok ke
kanan dan selanjutnya mikrokontroler terus mengecek kondisi dari sensor 1
hingga kondisinya low, bila kondisi dari sensor 1 tetap high maka kendaraan
mini akan terus berbelok ke kanan hingga kondisi sensor 1 low. Tetapi jika
kondisi dari sensor 2 ini high, maka mikrokontroler akan mengecek kondisi dari
sensor 3 yang berada di sebelah kanan dan mengarah ke kiri. Jika kondisi dari
sensor 3 ini low maka kendaraan mini akan berbelok ke kiri dan selanjutnya
mikrokontroler terus mengecek kondisi dari sensor 1 hingga kondisinya low, bila
kondisi dari sensor 1 tetap high maka kendaraan mini akan terus berbelok ke
kiri hingga kondisi sensor 1 low. Tetapi jika kondisi dari sensor 3 ini high, maka
kendaraan mini akan berbelok ke kanan dan mikrokontroler terus memantau sensor 3
hingga kondisinya low. Jika kondisi dari sensor 3 ini sudah low maka kendaraan
mini akan kembali bergerak maju secara lurus.
DAFTAR PUSTAKA
