BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan dunia robotika memiliki unsur yang sedikit berbeda dengan ilmu-ilmu dasar atau terapan lainnya. Ilmu dasar biasanya berkembang dari suatu asas atau hipotesa yang kemudian diteliti berdasar metodologi, sedangkan ilmu robotika lebih sering berkembang melalui pendekatan praktis. Kemudian dengan pendekatan atau asumsi baik dari hasil pengamatan perilaku makhluk hidup atau peralatan bergerak lainnya kemudian dikembangkan penelitian secara teoritis. Peranan robot saat ini menjadi penting dalam kehidupan manusia. Sebagaimana tujuan utama pembuatan robot adalah sebagai alat bantu manusia dalam menyelesaikan pekerjaan terutama pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi dan berbahaya. Teknologi lengan robot dapat digunakan sebagai alat bantu manusia yang memiliki beberapa kelebihan. Kelebihan tersebut salah satunya adalah dapat digunakan pada tempat-tempat yang tidak memungkinkan untuk di jangkau atau berbahaya bagi manusia. Dalam lengan robot dikenal dengan istilah Degree of Freedom (DOF) atau derajat kebebasan. Secara umum DOF atau derajat kebebasan adalah jumlah arah yang independen yang dibutuhkan untuk menyatakan posisi dari setiap hubungan relative terhadap link yang tetap. Pengimplementasian DOF pada robot lengan yaitu salah satunya dengan menggunakan motor servo. Untuk pergerakan robot diterapkan kinematika robot. Kinematika robot ini dapat didefinisikan sebagai pergerakan robot (motion) tanpa memperhatikan gaya (force) ataupun faktor lain yang mempengaruhi gerakan robot tersebut. Kinematika pada robot secara umum terbagi menjadi dua yakni Forward Kinematic dan Inverse Kinematic. Forward kinematik adalah analisis kinematik untuk mendapatkan koordinat posisi (x,y,z) jika diketahui sudut dari tiap sendi. Misalnya jika 1
2 mempunyai robot n-dof dan diketahui sudut dari tiap sendi maka dapat digunkan analisis Forward Kinematic untuk mendapatkan koordinat posisi robot. Sedangkan Inverse Kinematic adalah analisis kinematik untuk mendapatkan besar sudut dari masing-masing sendi jika diketahui koordinat posisi (x, y, z). Dengan penerapan algoritma Inverse Kinematic, dapat diketahui kombinasi besar sudut-sudut engsel yang menghasilkan posisi akhir tertentu dari ujung lengan robot. Secara praktis algoritma Inverse Kinematic lebih banyak digunakan pada lengan robot yang akan digunakan dalam penelitian ini, dengan demikian programmer (manusia) tidak perlu lagi mengatur kombinasi besar sudutsudut engsel pada robot, namun cukup memanipulasi posisi koordinat ujung lengan, atau bagian lain dari lengan robot, untuk mencapai suatu gerak tertentu dari lengan robot. Hal ini dimungkinkan karena perangkat lunak lengan robot yang telah disuntikkan algoritma ini akan secara otomatis menghitung kombinasi nilai sudut-sudut engsel untuk setiap input berupa informasi letak koordinat titik yang diberikan. Dengan mengkombinasi masukan lengan robot menggunakan perintah suara untuk pengaplikasiannya, diharapkan dapat lebih mudah dalam mengendalikan lengan robot dalam melakukan suatu pekerjaan tertentu. Hal inilah yang melatar belakangi penelitian ini. 1.2 Rumusan Masalah Bagaimana membuat sebuah sistem kendali gerakan lengan robot berbasis Inverse Kinematic agar dapat menuju ke koordinat benda yang diinginkan dengan masukan berupa isyarat suara. 1.3 Batasan Masalah Permasalahan yang ada pada penelitian ini dibatasi oleh hal-hal berikut ini: 1. Posisi benda seluruhnya telah terpetakan pada koordinat tertentu. 2. Koordinat yang digunakan sebagai acuan adalah koordinat kartesian dengan sumbu X, Y, dan Z. 3. Resolusi gerak lengan robot paling kecil dalam skala 1cm.
3 4. Pengguna memberikan isyarat berupa suara dengan mengucapkan nama benda yang diinginkan. 5. Benda yang digunakan sebanyak 4 buah dan benda digantikan dengan balok kardus berukuran 4cm x 3,5cm x 8,5cm. 6. Kendali menggunakan algoritma Inverse Kinematic diterapkan pada tiga DOF utama yaitu sendi pertama, kedua dan ketiga dari pangkal lengan robot, sedangkan DOF pada penjepit yang digunakan untuk mengambil benda yang diinginkan menggunakan kontrol kinematika maju. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan mengimplementasikan integrasi kendali lengan robot terhadap isyarat suara yang mampu mengambil benda yang diinginkan. 1.5 Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang akan dilakukan meliputi beberapa hal berikut a. Studi literatur Studi literatur bertujuan untuk memantapkan konsep sistem yang akan dibuat dan mempelajari lebih mendalam tentang teori inverse kinematic sebagi kendali gerak lengan robot. Studi literatur meliputi pengumpulan data, materi dan mengkaji tentang metode yang diterapkan pada kendali lengan robot. Selain itu, juga mengkaji tentang penggunaan sensor suara sebagai perintah dan ilmu-ilmu yang mendukung sistem ini. b. Perancangan dan pembuatan sistem Perancangan sistem meliputi beberapa tahap, yaitu : 1. Perancanangan mekanik Perancangan mekanik meliputi mekanik pendukung lengan robot serta mekanik pendukung untuk pengujian. 2. Perancangan sistem elektronik
4 Perancangan sistem elektronik dilakukan dengan mendesain perangkat elektronik apa saja yang akan digunakan pada sistem dan juga perancangan perangkat lunak. Perangkat lunak yang dimaksud adalah program yang diimplementasikan untuk mengakses elektronis yang digunakan 3. Perancangan program Perancangan program pada sistem ini meliputi program yang akan diimplementasikan untuk integrasi sistem keseluruhan.. c. Pengujian sistem Pengujian sistem lengan robot berbasis inverse kinematic dengan perintah suara bertujuan untuk mengetahui keakuratan dan kepresisian sistem, serta kinerja dari keseluruhan sistem lengan robot. d. Pembahasan Pembahasan dilakukan dengan membahas hasil penelitian yang didapat dari pengujian yang telah dilakukan sebelumnya. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika dari penulisan laporan ini yaitu: - BAB I: PENDAHULUAN Berisi pemaparan tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, metodologi penelitian serta sistematika penulisan. - BAB II: TINJAUAN PUSTAKA Dalam bab ini dipaparkan hasil penelitian terdahulu atau teknologi yang mempunyai keterkaitan dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis, yaitu mengenai kendali lengan robot berbasis inverse kinematics. - BAB III: DASAR TEORI
5 Berisi penjelasan dan teori mengenai komponen-komponen yang digunakan pada sistem. Yaitu komponen yang digunakan pada perangkat keras dan perangkat lunak. - BAB IV: PERANCANGAN SISTEM Berisi penjelasan tentang perancangan sistem yang dibuat, meliputi perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. - BAB V: IMPLEMENTASI Berisikan tentang implementasi dari perancangan dalam bentuk nyata terhadap kinerja perangkat keras dan perangkat lunak.. - BAB VI: HASIL DAN PEMBAHASAN Tentang hasil pengujian sistem yang dilakukan oleh penulis meliputi pengamatan atas kinerja perangkat keras dan perangkat lunak. Hasil pengujian kemudian dianalisis dan dibahas hasil dan kinerjanya. - BAB VII: PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran-saran sehingga sistem ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan perancangan dan metode yang lebih baik.