Buku Acuan: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Aleksandar lazinica, “Mobile Robots Towards New Applications”, plV pro literatur Verlag Robert Mayer-Scholz Mammendorf Germany, 2006 Cubero S. (ed.), “Industrial Robotics -(Theory-Modelling-Control)”, Published by the plV pro literatur Verlag Robert Mayer-Scholz, 2007 Dikai Liu, Lingfeng Wang, Kay Chen Tan, “Design & Control of Intelligent Robotic Systems”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009 Ernst Dieter Dickmanns, “Dynamic Vision for Perception & Control of Motion”, SpringerVerlag London Limited, 2007 Fu, Gonzalez, Lee, “Robotika (Control, Sensing, Vision and Intelligence)”, McGraw-Hill, 1987. Giancarlo Genta, “Introduction to the Mechanics of Space Robot”, Springer Science+ Business Media B.V., 2012 G.S. Chirikjian et al. (Eds.), “Algorithmic Foundations of Robotics VIII”, STAR 57, Springerlink.com c Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010 1
8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
John Iovine, “PIC Robotics”, McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. 2004 John J.Craig, “Introduction to Robotics Mechanics & Control”, Pearson Prentice Hall 3rd ed, 2005 Jorge Angeles, “Fundamentals of Robotic Mechanical Systems”, Springer Science +Business Media, LLC 3rd (2007) Joseph L. Jones, Anita M. Flynn, Bruce A. Seiger, “Mobole Robot Inspiration to Implementation”, 2nd ed, 1998 J. Norberto Pires, “Industrial Robots Programming”, Springer Science+Business Media, LLC, © 2007 Kenzo Nonami, Farid Kendoul, Satoshi Suzuki, Wei Wang, “Autonomous Flying Robots”, Springer 2010 Ming Xie, “Fundamentals of Robotics Linking Perception to Action”, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2003 M. O. Tokhi et al (Editor), “Climbing and Walking Robots”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Printed in The Netherlands, 2006 nPablo Gonzalez de Santos, Elena Garcia, Joaquin, “Quadrupedal Locomotion an Introduction to the Control of Four-Leg Robots”, 2006 Reza N. Jazar, “Theory of Applied Robotics -(Kinematics-Dynamics & Control)”, Springer Science+Business Media, LLC, 2nd edition 2010 Robin Murphy, “An Introduction to AI Robotics”, Massachusetts Institute of Technology, A Bradford Book The MIT Press Cambridge, Massachusetts London, England 2000 Seung Hyuk Baik, “Robot Surgery”, Published by Intech, 2010 Siciliano B., Sciavicco L., Villani L., “Robotics -(Planning & Control)”, Springer-Verlag London Limited, 2009 Stan Gibilisco, “Concise Encyclopedia of Robotics”, 2003 Steve Anglin, “The Definitive Guide to Building Java Robots”, Scott Preston,2006 Thomas Baunl, “Embedded Robotics -(Mobile Robot Design & Applications with Embedded Systems)”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 3rd edition, 2008 Thomas R. Kurfess, “Robotics and Automation Handbook”, CRC Press LLC, 2005 Ulrich Nehmzow, “Scientific Methode in Mobile Robotics -(Quantitative Analysisi of Agent Behaviour)”, SpringerLink (Online service), 2006 Vincent Duindam, Stefano Stramigioli, “Modeling & Control for Efficient Bipedal Walking Robots”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009 Woojin Chung, “Nonholonomic Manipulators”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004 Yangsheng Xu, Yongsheng Ou, “Control of Single Wheel Robots”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Printed in Germany, 2005
2
BAB I. DASAR-DASAR ROBOTIKA
1.1 Latarbelakang Robot Dilihat dari Sejarah Perkembangannya Dalam budaya populer, istilah robot umumnya berkonotasi beberapa penampilan antropomorfik (seperti manusia); menganggap robot "lengan" untuk pengelasan. Kecenderungan untuk berpikir tentang robot seolah memiliki penampilan mirip manusia mungkin berasal dari asal-usul istilah "robot”. [J. Norberto Pires] Kata robot bukan merupakan kosakata industrialis, tetapi diorbitkan oleh penulis fiksi ilmiah saja, sekitar tahun 1920-an. Pada tahun 1920, Karel Capek (1890-1938) menulis drama “Rossum Universal Robot”, umumnya dikenal sebagai RUR, Rossum (seorang penemu yang tak terlihat), telah diciptakan ras pekerja yang terbuat dari tong bekas, cukup pintar untuk menggantikan manusia dalam pekerjaan apapun (maka disebut “universal"). Capek menggambarkan pekerja sebagai robot. [J. Norberto Pires]; [R. Curffes] Dalam RUR, tema Capek adalah salah satu pekerja buatan manusia futuristik, diciptakan untuk mengotomatisasi pekerjaan manusia, sehingga mengurangi beban mereka. Ketika Capek menulis dramanya, ia minta pertimbangan untuk nama panggilan makhluk-makhluk tersebut kepada kakaknya yang bernama Josef. Selain sebagai penulis drama, Josef juga seorang seniman lukis dan dia menyarankan nama dengan kata yang diciptakannya, yaitu “robot”. Sebuah istilah yang berasal dari Cekoslowakia (Czech) yaitu ”robota” yang artinya “kerja tak kenal lelah” [J. Norberto Pires] [Robin Murphy]. Sedangkan “Robotnik” mengacu pada petani atau budak dan “robota” berarti membosankan atau penghambaan [R. Curffes]. Pertunjukan perdana di Prague (Praha) pada 25 Januari 1921, kemudian bermain di London pada tahun 1921 juga, di New York pada tahun 1922, dan dipublikasikan dalam bahasa Inggris pada tahun 1923. Capek lahir pada tahun 1890 di Male Svatonovice, Bohemia, AustriaHungaria, sekarang bagian dari Republik Ceko. Setelah Perang Dunia Pertama, tulisantulisannya mulai mengambil nada politik yang kuat, dengan esai tentang Nazisme, rasisme, dan demokrasi dalam suasana krisis di Eropa. [ Dalam alur cerita, robot-robot (selalu dikapitalisasi oleh Capek) diproduksi di sebuah pulau terpencil oleh sebuah perusahaan yang didirikan oleh tim ayah-anak dari Old Rossum dan Young Rossum, yang tidak benar-benar muncul dalam pagelaran. Penemu gila, Old Rossum, telah merancang rencana untuk menciptakan makhluk yang sempurna untuk berperan sebagai Sang Pencipta, sementara Young Rossum memandang Robot sebagai aset bisnis di dunia yang semakin maju. Terbuat dari bahan organik, Robot diciptakan untuk menjadi efisien, makhluk murah yang mengingat segala sesuatu dan memikirkan keadaan aslinya. Domin, salah satu protagonis, menunjukkan bahwa karena kualitas Robot tersebut, "Mereka akan membuat profesor universitas yang baik". Pecah perang antara manusia dan robot, dengan yang terakhir yang muncul sebagai pemenang, tetapi formula yang perlukan oleh Robot untuk menciptakan lebih banyak robot dibakar. Sebaliknya, Robot-robot menemukan cinta dan menghilangkan kebutuhan pada formula tersebut. Dunia robotika milik Karel dan Josef Capek berterima kasih kepada kata “robot” yang menggantikan istilah “automaton” yang digunakan sebelumnya, sehingga prestasi Karel Capek dapat dikenal luas melalui RUR, termasuk "War With The Newts" atau ”Perang Dengan Kadal Air”, sebuah satir (bhs Swedia = sindiran) yang menghibur, menyoroti banyak gerakan seperti Nazisme, komunisme, dan kapitalisme, biografi presiden Republik Cekoslowakia pertama, 3
Tomas Masaryk, berbagai cerita pendek, puisi, drama, dan esai politik, dan terkenal berkat penekanan teks “Why I Am Not a Communist". [R Curffes] Karel Capek meninggal karena pneumonia di Praha pada Hari Natal 1938. Josef Capek ditangkap oleh Nazi pada tahun 1939 dan meninggal di kamp konsentrasi Bergen-Belsen pada bulan April 1945. Robot Capek (Gambar 1.1) adalah mesin kerja tak kenal lelah yang bentuknya seperti manusia dan memiliki kemampuan canggih bahkan jika dibandingkan dengan robot sebenarnya. Fantasi yang berhubungan dengan robotika yang ditawarkan oleh film-film fiksi ilmiah yang dicetak dan dianimasi kartun ternyata begitu jauh dari kenyataan, robot industri yang sebenarnya tampak primitif, misalnya dibandingkan dengan C3P0 dan R2-D2 (dari film Star Wars), Cyber dyne TIOOO (dari film Terminator 11) Bishop (dari Alien film II) dan Sonny (dari moviQ I Robot). [MURPHY 2000]; [PIRES 2007]
Gambar 1.1 Robot Karel Capek's pada novel ''Rossum's Universal Robot”. (Gambar diambil dari, “Industrial Robots Programming”, J. Norberto Pires) Robotika menjadi perhatian khusus dari pikiran paling cemerlang dalam sejarah kita bersama, karena banyak dari mereka yang mengambil waktu untuk membayangkan (berimajinasi), mendesain, dan membangun mesin yang bisa meniru beberapa kemampuan manusia. Ini adalah salah satu impian terbesar manusia, untuk membangun mesin patuh dan tak kenal lelah, mampu melakukan pekerjaan manusia yang membosankan dan berulang-ulang. Sebuah ide yang sangat baik dijelaskan oleh Nicola Tesla dalam buku hariannya : 4
''... / conceived the idea of constructing an automaton which would mechanically represent me, and which would respond, as I do myself, but, of course, in a much more primitive manner, to external influences. Such an automaton evidently had to have motive power, organs for locomotion, directive organs, and one or more sensitive organs so adapted as to be excited by external stimuli...". '' ... / dikandung gagasan membangun robot yang secara mekanis akan mewakili saya, dan yang akan tanggap (respon), seperti yang saya lakukan sendiri, tapi, tentu saja, dalam cara yang jauh lebih primitif, terhadap pengaruh eksternal. Robot tersebut jelas harus memiliki daya gerak, organ untuk bergerak, organ direktif (perarahan), dan satu atau lebih organ sensitif supaya beradaptasi ketika terpicu oleh rangsangan dari luar .... ". [J. Norberto Pires] Tantangan saat ini adalah untuk mempertimbangkan robot sebagai rekan kerja manusia dan sahabat, memperluas kemampuan manusia untuk mencapai manufaktur lebih efisien dan meningkatkan kualitas hidup kita. Perspektif sosial menggunakan robot tidak hanya sebagai rekan kerja, tetapi juga sebagai asisten pribadi, sangat menjanjikan. Bahkan, karena beberapa faktor sosial dan ekonomi, kita dituntut untuk bekerja sampai sangat terlambat dalam hidup: Hal ini umum di Eropa yang hanya mengizinkan pensiun ketika seseorang dekat tujuh puluh tahun. Karena kemampuan fisik dan mental kita menurun seiring waktu, kemungkinan memiliki asisten mekanik yang bisa membantu kita dalam rutinitas normal, memiliki beberapa manfaat yang berharga. 1.2 Penemu Robotika Pendahulu (Cikal-bakal Robot) Bidang robotika telah berkembang selama beberapa ribu tahun tanpa mengacu pada kata robot sampai awal abad ke 20. Pada 270 SM, Yunani kuno ahli fisika dan penemu Ctesibus Alexandria menciptakan jam air, disebut clepsydra, yang diterjemahkan sebagai "water-thief" atau “pencuri-air”. Didukung oleh kenaikan air, clepsydra mempekerjakan tali yang melekat pada pelampung dan membentang di katrol untuk melacak waktu. Rupanya, alat tersebut menghibur banyak orang dan mereka menyaksikan sampai kehilangan waktu, atau mencuri waktu mereka, sehingga sesuai dengan namanya. Lahir di Lyon, Perancis, Joseph Jacquard (1752-1834) mewarisi usaha tenun kecil ayahnya namun akhirnya bangkrut. Setelah kegagalan ini, ia bekerja untuk mengembalikan alat tenun dan dalam proses mengembangkan minat yang kuat dalam mekanisasi pembuatan sutra. Setelah hiatus (kevakuman) dalam menjabat pada Partai Republik dalam Revolusi Perancis, Jacquard kembali ke eksperimen dan pada tahun 1801 menemukan alat tenun yang menggunakan serangkaian punch card (kartu plong) untuk mengontrol pengulangan pola yang digunakan untuk menenun kain dan karpet. Sistem kartu Jacquard kemudian diadaptasi oleh Charles Babbage pada awal abad ke-19 di Inggris untuk membuat kalkulator otomatis, prinsip-prinsipnya kemudian menjadi dasar perkembangan komputer dan pemrograman komputer. Penemu senapan otomatis, Christopher Miner Spencer (1833-1922) dari Manchester, Connecticut, juga berjasa dengan melahirkan industri mesin sekrup. Pada tahun 1873, Spencer diberi paten untuk mesin bubut yang dia kembangkan, yang termasuk camshaft dan turet maju-sendiri (camshaft and a self-advancing turret). Mesin bubut turet Spencer membawa pembuatan sekrup ke tingkat kecanggihan yang lebih tinggi dengan mengotomatisasi proses. Pada tahun 1892, Seward Babbitt memperkenalkan derek bermotor yang menggunakan gripper (pegangan/penjepit) mekanik untuk menghapus ingot (batang baja) dari tungku, 70 tahun sebelum General Motors' robot industri pertama digunakan untuk tujuan yang sama. 5
Pada 1890-an Nikola Tesla dikenal untuk penemuannya pada listrik AC, radio, motor induksi, dan terlebih lagi - menciptakan kendaraan remote control pertama, perahu radio kontrol. Tesla mendapatkan Patent # 613,809 pada tanggal 8 November 1898, untuk penemuan tersebut.
Gambar 1.2 Water clocks yang dirancang oleh Ctecibius (270 S.M) (Gambar diambil dari, “Industrial Robots Programming”, J. Norberto Pires) Robotika dapat ditelusuri kembali ke 350 SM, di Yunani kuno, filsuf hebat dan Archytas matematika dari Tarentum (428 - 347 SM) dan demonstrasi yang dilakukan di depan para senator metropolis. Sebuah mesin aneh yang ia sebut "merpati'' mampu terbang lebih 200m, menggunakan beberapa jenis jet berdasarkan uap dan udara tekan: prestasi besar bagi waktu (penemuan sekrup (screw) dan katrol (pulley) juga dikaitkan dengan Archytas). Pada 270 SM, juga di Yunani kuno, insinyur sipil Ctecibius mampu membangun jam air dengan bagian yang bergerak (Gambar 1.2). Karyanya memiliki pengikut seperti Phylo Byzantium penulis buku ''Mechanical Collection'' (200 SM), dan Hero of Alexandria (85 SM), dan Marcus Vitruvius (25 SM). Pada abad kedua belas, Arab Badias-Zaman al-Jazari (11501220) teringat beberapa perkembangan Yunani dalam buku ''The Science of the Ingenious Devices'' (''Ilmu Pengetahuan Piranti Cerdik'') (Gambar 1.3), dan itu adalah bagaimana mereka mencapai waktu kita. Pada saat-saat awal masalahnya adalah mekanika tentang bagaimana untuk menghasilkan dan mengirimkan gerak. Jadi mengutamakan tentang mekanisme, perangkat mekanik cerd. 6
Gambar 1.3 Sebuah desain Yunani diadaptasi oleh al-Jazari untuk mesin cuci-tangan taman (garden hand-washer). (Gambar diambil dari, “Industrial Robots Programming”, J. Norberto Pires) Kemudian pada abad kelima belas, Leonardo da Vinci menunjukkan secara tidak langsung bahwa masalah adalah kurangnya presisi dan kurangnya sumber daya permanen (power source). Dia merancang mekanisme untuk menghasilkan dan mengirimkan gerak, dan bahkan beberapa cara untuk menyimpan sejumlah kecil energi mekanik. Tapi dia tidak memiliki sarana untuk membangun mekanisme tersebut dengan cukup presisi dan tidak ada sumber daya permanen yang tersedia (pneumatik, hidrolik, atau listrik). Mungkin itulah sebabnya ia tidak menyelesaikan proyeknya robot, robot ksatria abad kelima belas (Gambar 1.4) dimaksudkan untuk ditempatkan dalam ''Salle delle Asse'' benteng keluarga Sforza di Milan, Italia. Itu tidak cukup baik. Atau begitu revolusioner ide untuk saat itu, sehingga ia berpikir bahwa sebaiknya untuk membuatnya menghilang dari peredaran.
7
Gambar 1.4 Penelitian Leonardo untuk robot humanoid (Gambar diambil dari, “Industrial Robots Programming”, J. Norberto Pires) Selanjutnya ada kontribusi Nicola Tesla pada pergantian abad kesembilan belas. Dia berpikir untuk menggunakan penemuan Henrich Hertz gelombang radio (setelah karya James Clerk Maxwell tentang fenomena elektromagnetik) untuk perintah automata. Dia membangun satu (Gambar 1.5) untuk menunjukkan ide-idenya dan diperagakan di New York Madison Square Garden pada tahun 1898. Masalahnya kemudian adalah bahwa kecerdasan mesin hilang. Robot harus dapat melakukan operasi pra-diprogram, dan menunjukkan beberapa derajat otonomi dalam rangka untuk melakukan tugas-tugas yang diinginkan. Pada waktu itu menjadi tersedia, robot berkembang pesat, dan industri pertama kali muncul pada awal tahun 1970 yang melahirkan bisnis multi-juta dolar. Setelah itu, evolusi robot tidak fantastis lagi, karena banyak yang harus dilakukan dan mesin yang tersedia sudah cukup kuat untuk menangani pekerjaan yang diminta. Produsen lebih atau kurang senang dengan robot mereka, dan akibatnya robot industri tetap dalam posisi terkendali, mungkin dengan operator biasa sulit untuk memprogramnya, dan mesin benar-benar tidak sangat menarik. Fitur seperti itu saat ini umumnya ada di laboratorium penelitian dan belum mencapai industri, karena kurangnya minat dari produsen robot. Namun demikian, ada evolusi yang cukup besar yang dapat diringkas sebagai berikut. Pada tahun 1974, drive kereta listrik pertama tersedia untuk digunakan sebagai aktuator pada sendi robot. Pada tahun yang sama, robot terkendali mikroprosesor pertama juga tersedia secara komersial. Sekitar tahun 1982, hal-hal seperti interpolasi Cartesian untuk perencanaan jalan tersedia di controller robot, dan banyak di antaranya juga mampu berkomunikasi dengan sistem komputer lain menggunakan antarmuka serial dan paralel. Pada tahun yang sama, beberapa produsen memperkenalkan kontrol joystick untuk pemrograman lebih mudah, dan antarmuka menu mengajar (teach pendant menu interface).
8
Gambar 1.5 Miniatur kapal selam remote-control Nicola Tesla (Gambar diambil dari, “Industrial Robots Programming”, J. Norberto Pires) - Pada tahun 1984, bimbingan visi diperkenalkan sebagai fitur umum untuk pelacakan (tracking), identifikasi bagian, dan sebagainya. - Pada tahun 1986, pertama loop kontrol digital dilaksanakan memungkinkan kontrol aktuator yang lebih baik dan memungkinkan penggunaan AC drive. - Pada tahun 1991, ada pelaksanaan loop kontrol torsi digital, yang memungkinkan, misalnya, pemanfaatan model dinamis penuh, sebuah fitur hanya tersedia di robot pertama sekitar tahun 1994. - Selama periode 1992-1994 beberapa produsen memperkenalkan fitur seperti antarmuka grafis berbasis Windows, lingkungan robot virtual untuk pemrograman off-line, dan lapangan bus. - Kerjasama Robot adalah fitur diperkenalkan 1995-1996.
Gambar 1.6 Manipulator robot Aktual (Gambar diambil dari , “Industrial Robots Programming”, J. Norberto Pires) Sekitar tahun 1998, produsen robot mulai memperkenalkan deteksi tabrakan untuk menghindari robot rusak, dan identifikasi beban untuk mengoptimalkan kinerja robot. Sejak itu fitur lainnya termasuk jumput (pick) dan menaruh (place) secara cepat, penurunan berat badan, bahasa pemrograman dioptimalkan, pemrograman berorientasi obyek, remote interface RPC 9
menggunakan soket dan TCP/IP soket, dll. Gambar 1.6 menunjukkan beberapa manipulator robot yang tersedia saat ini di pasaran. Jadi bagaimana kita mendefinisikan robotika itu? Apakah ilmu? Apakah teknik atau kumpulan teknik? Jika pembaca membuka suatu buku robotika seperti ini muncul: ''Sebuah robot adalah manipulator multi fungsi re-programmable dirancang untuk memindahkan material, suku cadang, peralatan, atau perangkat khusus melalui gerakan yang diprogram untuk variabel kinerja berbagai tugas ", dari buku Robotika - Control, Sensing, Visi dan Intelijen, Fu, Gonzalez, Lee, McGrawHill, 1987. Meskipun pernyataan itu benar, meskipun hanya terbatas pada manipulator robot, definisi ini tidak memberikan gagasan yang tepat. Gambar robot yang masuk akal biasanya berhubungan dengan mesin yang kuat dan luar biasa, tak kenal lelah (seperti pada mesin Karel Capek), patuh ("ya, Noberto san ..."), namun demikian, mesin yang menarik membuat kita bermimpi. Dan daya tarik yang tidak ada dalam definisi itu. Seperti dengan segala sesuatu, kita harus melihat ke masa lalu dan memilih apa yang mendasar bagi sejarah robotika dalam hal ide-ide dan mimpi. Dari Yunani dan Arab kita harus memilih ide mereka ''perangkat cerdik''. Bahkan, robot ini sarat tentang mekanika, gerak, mekanisme untuk mengirimkan gerak, dan memiliki seni dan keterampilan untuk merancang dan membangun mekanisme tersebut. Ya, "perangkat cerdik" benar-benar awal yang baik. Kemudian kita harus beralih ke Leonardo (abad XVI) dan melihat ke usahanya mencari "... presisi ..." dan'' ... sumber listrik permanen ... ". Ia mengerti bahwa robot memerlukan bagian dibangun dengan tingkat presisi yang sangat tinggi dan sumber tenaga permanen. Itu tidak tersedia pada waktu itu, yaitu, peralatan mesin dan sumber tenaga permanen (listrik, hidrolik atau pneumatik). Akhirnya, kita harus membaca Nicola Tesla dan mengamati luar biasa dan karya visionernya. Dia mengerti bahwa robot adalah konsekuensi dari mimpi dan ide-ide yang rapi. Robot harus dikontrol dan diprogram, membedakan situasi, dll, punya cara "pemahaman'', dan itu berarti menggunakan komputer, elektronik, software, dan sensor, dengan cara untuk memungkinkan mesin untuk diprogram dan untuk merasakan lingkungan mereka. Mereka adalah elemen yang memungkinkan bagi ilmuwan, teknisi, dan pengguna robot untuk mencoba hal yang berbeda dan ide-ide baru, menjadi sumber daya tarik Dalam kata-katanya sendiri [4]: “... But this element I could easily embody in it by conveying to it my own intelligence, my own understanding. So this invention was evolved, and so a new art came into existence, for which the name ''teleautomatics " has been suggested, which means the art of controlling movements and operations of distant automatons. “... Tapi unsur ini aku bisa dengan mudah mewujudkan di dalamnya dengan menyampaikan kecerdasan saya sendiri, pemahaman saya sendiri. Jadi penemuan ini berevolusi, sehingga muncul seni baru, untuk istilah ”teleautomatics“ yang telah disarankan, berarti seni mengendalikan gerakan dan operasi robot dari jauh. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan robotika sebagai ilmu generik, cerdik, presisi, perangkat mekatronika, didukung oleh sumber daya yang permanen, ilmu yang terbuka untuk ide-ide baru dan yang merangsang imajinasi. Sebuah stimulus begitu kuat sehingga menarik
10
banyak pikiran terbaik dari sejarah kita bersama, yaitu, penulis karya yang merupakan warisan yang ditinggalkan manusia untuk masa depan. 1.2 Definisi Tersirat bahwa pekerja robot adalah makhluk buatan yang tegas dimaksudkan untuk menjadi pelayan yang membebaskan secara nyata orang-orang dari semua jenis tenaga kerja, tetapi terlalu rendah untuk mendapat rasa hormat. Sikap terhadap robot memiliki konsekuensi bencana, dan moral dari cerita yang agak sosialis dimana pekerjaan mendefinisikan seseorang. Pergeseran dari robot sebagai pembantu seperti-manusia yang dibangun dari komponen biologis pelayan seperti-manusia terdiri dari bagian mekanik mungkin disebabkan oleh pengaruh fiksi ilmiah. Munculnya film mengarah kehidupan dari makhluk mitos, serta pasokan makhluk buatan baru tampaknya tak ada habisnya. Pada tahun 1926, film Lang Fritz "Metropolis" memperkenalkan robot pertama dalam sebuah film. 1951 film "The Day the Earth Stood Still" memperkenalkan robot Gort dan alien Klaatu humanoid, yang tiba di Washington DC, dalam piring terbang mereka. Robot Robby, buatan pertama dengan penampilannya di "Planet Terlarang" (1956), menjadi salah satu robot paling berpengaruh dalam sejarah sinema. Pada tahun 1966, acara televisi "Lost in Space" menyampaikan robot dicintai B-9, yang secara konsisten menyelamatkan hari, peringatan Will Robinson adanya alien mendekat. 1968 film "2001: A Space Odyssey" digambarkan misi ruang angkasa yang kacau, di mana “Hal” menerapkan kecerdasan buatan (AI) untuk merebut kendali kapal ruang angkasa dari manusia yang seharusnya dia layani. Pada tahun 1977, "Star Wars" dibawa ke kehidupan dua robot paling menawan yang pernah mengunjungi big screen-R2-D2 dan C3PO. Film dan televisi telah dibawa ke kehidupan robot ini, yang telah melayani dalam peran kejahatan (evil) dan keluhuran (noble). Meskipun hanya contoh kecil, mereka menggambarkan daya tarik manusia dengan makhluk mekanis yang menunjukkan kecerdasan yang menyaingi, dan sering melampaui. Dari tiga film klasik, Metropolis (1926), The Day the Earth Stood Still (1951), dan Forbidden Planet (1956), menanamkan konotasi bahwa robot berasal dari mekanik, mengabaikan asal-usul biologis seperti dalam novel Capek. Sementara itu, komputer hadir dalam industri dan akuntansi, memuculkan persepsi untuk berpikiran literal. Otomatisasi industri menguatkan anggapan akan hal ini sebagaimana adanya lengan robot yang dipasang untuk melakukan gerakan dalam merakit komponen, walaupun tanpa anggota badan yang lain. Akhirnya, istilah robot mengambil nuansa otomatisasi pabrik, tidak mempunyai arti dan hanya bagus untuk mendefinisikan jenis pekerjaan berulang-ulang secara benar. Gagasan antropomorfik, mekanik, dan robot berpikiran-harafiah dilengkapi sudut pandang yang diambil dalam banyak cerita pendek dalam koleksi favorit abadi Isaac Asimov, I, Robot. Banyak (tetapi tidak semua) dari cerita ini keduanya melibatkan "obopsychologist", Dr Susan Calvin, atau dua penembak masalah mantan, Powell dan Donovan, mendiagnosis robot yang berperilaku logis tapi melakukan hal yang salah. Pergeseran dari makhluk mekanis mirip-manusia dengan bentuk apa pun yang mendapatkan pekerjaan dilakukan adalah karena realitas. Sementara robot mekanik, mereka tidak harus antropomorfik atau bahkan seperti-binatang. Pertimbangkan pembersih vakum robot, mereka terlihat seperti penyedot debu, bukan tukang sapu. Dan pembantu Robotika, Inc, robot yang memberikan makanan rumah sakit kepada pasien untuk memungkinkan perawat lebih banyak waktu dengan pasien, tampak seperti keranjang, bukan perawat.
11
Dari Gambar 1.7, harus jelas bahwa penampilan tidak membentuk definisi yang berguna bagi robot. Oleh karena itu, definisi yang akan digunakan dalam bukunya Robin Murphy, “An Introduction to AI Robotics” sebuah robot cerdas adalah makhluk mekanik yang dapat berfungsi secara otonom. "Cerdas" menyiratkan bahwa robot tidak melakukan hal-hal dengan ceroboh, cara berulang-ulang, yang merupakan kebalikan dari konotasi dari otomatisasi pabrik. "Makhluk mekanis" bagian dari definisi tersebut adalah pengakuan dari kenyataan bahwa teknologi ilmiah kita menggunakan blok bangunan mekanik, bukan komponen biologis (meskipun dengan kemajuan terbaru dalam kloning, ini dapat berubah). Hal ini juga menekankan bahwa robot adalah tidak sama dengan komputer. Robot dapat menggunakan komputer sebagai sebuah blok bangunan, setara dengan sistem saraf atau otak, tetapi robot yang mampu berinteraksi dengan dunianya: bergerak di sekitar, mengubahnya, dll. Sebuah komputer tidak bergerak di bawah kekuasaan sendiri. "Fungsi mandiri" menunjukkan bahwa robot dapat beroperasi, mandiri, dalam semua kondisi wajar tanpa memerlukan bantuan kepada operator manusia. Otonomi berarti bahwa robot dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungannya (lampu dimatikan) atau untuk diri sendiri (bagian istirahat) dan melanjutkan untuk mencapai tujuannya.
Gambar 1.7 Dua pandangan robot: a) robot humanoid dari film Metropolis 1926 (image courtesty Fr Doug Quinn dan Metropolis Home Page); b) kendaraan militer HMMWV mampu mengemudi di jalan dan medan terbuka. (Foto pemberian Institut Nasional untuk Standar dan Teknologi). (Gambar diambil dari “An Introduction to AI Robotics”, Robin Murphy). Mungkin contoh terbaik dari makhluk cerdas mekanik yang dapat berfungsi secara otonom adalah dari film Terminator 1984 dengan nama yang sama. Bahkan setelah kehilangan satu kamera (mata) dan memiliki semua penutup eksternal (kulit, daging) dibakar, itu terus mengejar target (Sarah Connor). Adaptasi dan otonomi ekstrim dalam robot sangat menakutkan! Contoh yang lebih praktis (dan nyata) adalah Marvin, robot keranjang surat, untuk kantor FBI Baltimore, dijelaskan dalam artikel di Denver Post 9 November 1996. Marvin mampu mencapai
12
tujuannya untuk berhenti dan memberikan mail saat beradaptasi dengan orang-orang yang masuk jalan pada waktu dan lokasi yang tak terduga.
Dari berbagai pendapat di atas, dapat dituliskan bahwa definisi robot antara lain adalah : - Robot adalah subjek yang acuh tak acuh yang bisa meniru beberapa kemampuan manusia. Tidak peduli jika digunakan untuk bekerja di industri atau di rumah kita, bahkan di tempat yang berbahaya dan kotor sekalipun. [PIRES 2007] - Sebuah robot adalah manipulator multi fungsi yang re-programmable, dirancang untuk memindahkan material, suku cadang, peralatan, atau perangkat khusus melalui gerakan yang diprogram untuk variabel kinerja berbagai tugas, dari buku Robotika - Control, Sensing, Visi dan Intelijen, Fu, Gonzalez, Lee, McGrawHill, 1987 - Robotika adalah ilmu generik, cerdik, presisi, perangkat mekatronika, didukung oleh sumber daya yang permanen, ilmu yang terbuka untuk ide-ide baru dan yang merangsang imajinasi. menurut Nikola Tesla. - Sebuah robot cerdas adalah makhluk mekanik yang dapat berfungsi secara otonom. "Cerdas" menyiratkan bahwa robot tidak melakukan hal-hal dengan ceroboh, cara berulang-ulang, yang merupakan kebalikan dari konotasi dalam otomatisasi pabrik. menurut Robin Murphy dalam bukunya “An Introduction to AI Robotics”, 2000. - Dalam ISO 8373, Organisasi Internasional untuk Standardisasi mendefinisikan robot sebagai, "reprogrammable, manipulator serbaguna otomatis yang dikendalikan dengan tiga atau lebih sumbu". The Robot Institute of America menunjuk robot sebagai "manipulator, reprogrammable multifungsi yang dirancang untuk memindahkan material, suku cadang, peralatan, atau perangkat khusus melalui berbagai gerakan yang diprogram untuk kinerja berbagai tugas". dari: Thomas_R. Kurfess, “Robotics and Automation Handbook”, CRC Press LLC, 2005 - Definisi yang lebih inspiratif ditawarkan oleh Merriam-Webster, yang menyatakan bahwa robot adalah " mesin yang tampak seperti manusia dan melakukan berbagai tindakan yang kompleks (seperti berjalan atau berbicara) dari seorang manusia". dari Thomas_R. Kurfess, “Robotics and Automation Handbook”, CRC Press LLC, 2005 1.3 Fungsi robot Sekarang definisi kerja robot dan kecerdasan buatan telah ditetapkan, upaya dapat dilakukan untuk menjawab pertanyaan mengenai: robot cerdas dapat digunakan untuk apa? Jawaban singkatnya adalah bahwa robot dapat digunakan untuk hampir semua aplikasi yang dapat dipikirkan. Jawaban panjang adalah bahwa robot sangat cocok untuk aplikasi pada: 1) manusia ketika berada pada risiko yang signifikan (nuklir, ruang angkasa, militer), 2) ekonomi atau sifat kasar dari hasil aplikasi tidak efisiennya penggunaan tenaga kerja manusia (industri jasa, pertanian, spekulasi pasar forex),
13
3) untuk keperluan kemanusiaan disebabkan ada risiko besar (ranjau darat dalam suatu kawasan, pencarian dan penyelamatan perkotaan). Atau seperti lelucon usang antara roboticists berjalan, robot yang baik untuk pekerjaan yang kotor, kusam, atau berbahaya. 4) untuk alat simulasi (mesin simulasi cockpit pesawat terbang) 5) untuk komersial (otomatisasi kendali/auto driver mobil, hiburan/ atraksi dan objek pembuatan film) 6) bidang kedokteran (sebagai mesin bedah, alat untuk operasi (langsung atau terkendali dari jauh)), biasanya disebut sebagai robot surgery (robot operasi). Secara historis, militer dan industri diinvestasikan dalam robotika dalam rangka membangun senjata nuklir dan pembangkit listrik, sekarang, penekanannya adalah pada menggunakan robot untuk rehabilitasi lingkungan dan pemulihan situs disinari dan tercemar. Banyak teknologi yang sama dikembangkan untuk industri nuklir untuk pengolahan bijih radioaktif sekarang sedang disesuaikan untuk industri farmasi; pengolahan obat penekan kekebalan tubuh membawa risiko kemungkinan terpengaruhnya pekerja untuk bahan kimia yang sangat beracun. Contoh lain dari tugas yang menimbulkan risiko signifikan bagi manusia adalah eksplorasi ruang angkasa. Orang-orang dapat dilindungi dalam ruang dengan tingkat kevakuman tinggi, radiasi matahari, dll, tetapi membutuhkan biaya ekonomi yang besar. Selanjutnya, sesuai ruang angkasa yang begitu besar membatasi kemampuan astronot untuk melakukan tugas-tugas sederhana, seperti unscrewing dan menghapus sebuah panel elektronik pada satelit. Lebih parah lagi, memiliki orang-orang di ruang angkasa memerlukan lebih banyak orang di ruang angkasa. Radiasi matahari embrittlement logam menunjukkan bahwa astronot membangun stasiun ruang angkasa besar harus menghabiskan banyak waktu memperbaiki bagian-bagian yang dibangun sebelumnya seperti menambahkan komponen baru. Bahkan jika lebih banyak orang yang harus dikirim ke luar angkasa, membutuhkan struktur yang lebih besar. Masalah akan meningkat. Sebuah studi oleh kelompok riset Dr Jon Erickson di NASA Johnson Space Center menyatakan bahwa misi berawak ke Mars tidak layak tanpa drone robot yang mampu terus-menerus bekerja di luar kendaraan untuk memperbaiki masalah disebabkan oleh radiasi matahari yang mematikan. (Yang cukup menarik, sebuah tim dari tiga robot yang melakukan hal ini ditampilkan dalam film Silent Running tahun 1971, juga robot muda R2D2 dalam The Phantom Menace).
14
