1
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi robot terus berkembang mengikuti kemajuan zaman, robot banyak digunakan dalam bidang industri, kesehatan maupun militer dengan tujuan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Robot merupakan suatu alat yang dapat melakukan tugas fisik, baik yang membutuhkan pengawasan ataupun tanpa pengawasan manusia. Istilah Robot berasal dari bahasa Ceko yang berarti pekerja atau kuli. Pada tahun 1961 George C. devon mempatenkan robot pertama kali yang diberi nama UNIMATE dan pada tahun tersebut untuk pertama kali robot tersebut dibuat dan dipasang pada industry. Pada tahun 1978 diciptakan robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly) yang dikembang kan oleh Unimation. Pada tahun 1980an industri robot memasuki tahap pertumbuhan yang sangat cepat dengan semakin banyaknya institusi yang memperkenalkan robotika. Pada tahun 1995 hingga sekarang muncul aplikasi robot dalam bentuk yang lebih kecil dan pertumbuhan robotika dipicu dari penelitian dan perusahaan [1] Robot dapat dibagi menjadi beberapa tipe, diantaranya robot manipulator, robot berkaki, robot beroda, robot bawah air dan robot udara. Sedangkan dalam penggunaannya robot dibagi menjadi beberapa bagian yaitu: robot yang melakukan pekejaan yang berbahaya bagi manusia, sebagai contoh robot pembersih pump housing pada pembangkit listrik tenaga nuklir. Robor yang melakukan pekerjaan manusia yang dilakukan berulang – ulang, sebagai contoh robot welding. Robot yang melakukan pekerjaan yang sebagian besar manusia enggan melakukan nya. [1] Belakangan ini perkembangan teknologi robot beroda (Wheeled Robots) telah berkembang dalam berbagai bidang baik dalam bidang industri dan kesehatan maupun militer. Berbagai penelitian robot beroda telah banyak dilakukan dengan berbagai kegunaan dan keperluan seperti object following dan tracking [2] [3] [4]
1
2
[5] [6] [7] [8] [9] [10]. Robot beroda (Wheeled Robots) membutuhkan sistem untuk mengenali keadaan yang ada disekitarnya dengan menggunakan berbagai jenis sensor. Sensor yang digunakan diantaranya dengan memanfaatkan kamera [7] [8] [10], menggunkan sensor ultrasonik dan sensor inframerah serta sensor lainnya [4] [5] [6] [2] [3] [9]. Sistem pengendali yang digunakan untuk mengendalikan pergerakan robot diantranya menggunakan Fuzi Logic Controller [9] [4] Kalman filter [3], menggunakan sistem ON-OFF [5]. Berdasarkan uraian diatas penulis merancang suatu sistem robot beroda yang dapat mempertahankan objek terhadap jarak dan mengikuti pergerakan objek yang ada di depannya dengan menggunakan Fuzi Logic Controller dan membandingkannya dengan sistem PID. Komunikasi pembacaan jarak terhadap objek dikirimkan dengan komunikasi nirkabel. 1.2 Perumusan Masalah Permasalahan dalam perancangan sistem adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana robot bisa mengikuti objek sesuai dengan jarak yang ditentukan. 2. Bagaimana membuat sistem kendali untuk robot pengikut objek dengan tanggapan yang responsive 3. Bagaimana menggunakan sensor ultrasonik untuk mengunci jarak objek 4. Bagaimana pengirimkan data respon robot kekomputer atau ke server secara realtime. 5. Bagaimana menentukan sistem kendali yang optimal untuk robot pengikut objek.
3
1.3 Keaslian penelitian Penelitian selanjutnya dilakukan oleh Nazim Mir-Nasiri yang berjudul “Camera-based 3D Object Tracking and Following Mobile Robot” yang dipublikasikan pada IEEE tahun 2006. Peneliti menggunakan kamera sebagai umpan balik yang menuntun robot kepada objeknya. Identifikasi dilakukan dengan pengolahan citra [10]. Penelitian yang dilakukan oleh Po-Ting Huang, Cung-Ying Li, ChenChien Hsu, and Chin-Ming Hong yang berjudul “Object Following Based on SURF for Mobile Robots” yang disajikan IEEE Global Conference on Consumer Electronics pada tahun 2012. Makalah ini menyajikan sebuah algoritma pengikut objek yang berdasarkan pada Speed Up Robust Features (SURF), dengan menggunakan ekstraksi cirri dari urutan video dengan menggunakan operator SURF, sasaran objek ditelusuri berdasarkan gambar dan gerakan robot berdasarkan penyimpangan gambar yang dilacak dari pusat gambar dan rasio ukuran gambar [8]. Penelitian selanjutnya yang dilakukan Alexander Cosic dkk, yang berjudul “Combine Controller Architecture for Leader Follower Robot Formation Control” yang disajikan pada Symposium on Neural Network Aplication in Electrical Engineering tahun 2012. Makalah ini menyajikan dua buah robot yang terdiri dari robot pemimpin dan robot pengikut. Robot pemimpin melacak lintasan yang telah ditentukan dan robot pengikut mengikuti robot pemimpin di depannya [2]. Penelitian yang dilakukan Naoki Tsuda dkk, yang berjudul “Mobile Robot with Following and Returning Mode” dipublikasikan pada IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication tahun 2009. Peneliti mengaplikasikan monocular kamera pada robot beroda. Robot yang dihasilkan dapat mengikuti objek dan kemudian akan kembali ke posisi awal (sett poin/start) saat mode kembali (return) diaktifkan. Robot mengikuti objek dengan cara ekstraksi pengolahan citra dan robot kembali keposisi start berdasarkan hasil record jalur yang telah dilaluinya [7].
4
Penelitian
selanjutnya
oleh
Eui-Jung
Jung
dkk,
yang
berjudul
“Marathoner Tracking Algorithms for a High Speed Mobile Robot” yang disajikan IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and System pada tahun 2011. Peneliti menggunakan sensor laser range finder pada robot beroda. Penelitian ini bertujuan agar robot dapat mengikuti pelari marathon, yang menjadi objek robot adalah bagian tubuh pelari marathon. Kecepatan robot yang dihasilkan adalah 5 meter/detik. Metode yang digunakan adalah Kalmar Filter dan PID [3]. Penelitian oleh KyongHwan Kim, HyunSeop Lim, YoSeop Hwang, JangMyung Lee, yang berjudul “ Object-tracking robot using ultrasonic sensor and servo motor” yang disajikan pada The Fourth International Conference on Smart IT Aplications, vol 1 pada bulan September tahun 2012. KyongHwan Kim dkk mengaplikasikan dua sensor ultrasonik yang dikopel dengan dua motor servo yang terletak di sisi kiri dan kanan pada robot beroda untuk melacak keberadaan objek serta mengikutinya. Percobaan dilakukan pada ruangan yang bebas hambatan atau tidak ada halangan. Pada penelitian ini disimpulkan bahwa kesalahan robot dalam mengikuti trek yang telah ditentukan adalah sebesar 50 cm [6]. Penelitian yang dilakukan oleh Irfan Ullah, Qurban Ullah, Furqan Ullah, dan Seoyong Shin yang berjudul “Mobile Robot Navigation with Distance Control” dipublikasikan IEEE, tahun 2012. Peneliti membuat sebuat robot yang dapat menghindari tabrakan dengan cara menjaga jarak aman antara robot dan objek. Sensor infra merah diletakkan pada sisi tengah robot yang bertujuan untuk memberikan instruksi maju dan mundur robot, sensor ultrasonik diletakkan pada sisi kiri dan kanan robot untuk memberikan instruksi gerakan ke kiri dank e kanan robot. Pada penelitian ini, pergerakan robot yang hasilkan belum halus [5]. Penelitian selanjutnya oleh Irfan Ullah dkk, yang berjudul “Integrated Collision Avoidance and Tracking System for Mobile Robot” dipublikasikan IEEE pada tahun 2012. Peneliti mengembangkan sistem Collision Warning and Avoidance System (CWAS) pada robot beroda dengan menggunkan dua algoritma
5
yaitu bynari logic dan Fuzi Logic Controller (FLC). Robot ini dilengkapi dengan empat buah sensor inframerah yang bertujuan untuk mendeteksi objek
yang
terdapat di depan dan belakang serta dua buah sensor ultrasonik yang diletakkan pada sisi kiri dan kanan robot dengan tujuan untuk mendeteksi keberadaaan objek pada sisi kiri dan kanan [4]. Penelitian selanjutnya oleh Irfan Ullah dkk, yang berjudul “Real-time Object Following Fuzi Controller for a Mobile Robot” dipublikasikan IEEE pada tahun 2012. Peneliti
mengaplikasikan tiga buah sensor ultrasonik yang
ditempatkan di sisi tengah, kiri dan kanan robot beroda agar dapat mendeteksi dan mengikuti suatu objek. Fuzi Logic Controller (FLC) digunakan untuk mengontrol arah pergerakan robot [9]. Penelitian yang dilakukan Yousfi Khemissi dan Amrani Abdulwahab yang berjudul “Control the Robot Movement by Fuzzy Logic Controller” dipulikasikan IEEE Second International Conference on Computer Engineering and Aplication 2010. Peneliti menerapkan sistem kontrol logika fuzi dengan satu masukan dan satu keluaran atau yang biasa disebut SISO (Single-Input Single-Output) untuk mengatur kecepatan motor dan membandingkan dengan kontrol PID [11]. Penelitian ini akan melakukan rancang bangun Robot pengikut objek dengan menggunakan sensor ultarasonik berbasis Arduino. Kontrol kendali yang digunakan adalah Kontrol Logika Fuzi SISO (Single-Input Single-Output) dan membandingkan dengan PID untuk mendapatkan respon yang optimal. Data dikirim ke perangkat komputer atau server dengan perangkat nirkabel (Bluetooth). 1.4 Tujaun penelitian 1. Mendapatkan sistem kendali yang optimal antara fuzi dan PID untuk robot pengikut objek 2. Data respon robot dapat ditampilkan atau disimpan dikomputer
6
1.5 Manfaat Penelitian 1. Mendapatkan sistem kendali optimal untuk robot 2. mendapatkan sistem komunikasi nirkabel yang sesuai untuk robot objek 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika dan mekanisme penulisan tesis ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN, pada bab ini berisi latar belakang penulisan, perumusan masalah, keaslian penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI, pada bab ini berisikan tentang tinjauan pustaka yang menguraikan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya yang berhubungan dengan penelitian ini, dan dasar teori yang mendukung penelitian sehingga dapat dihasilkan suatu hipotesis. BAB III METODOLOGI PENELITIAN, pada bab ini berisikan tata cara penelitian, alat dan bahanyang digunakan, serta metode yang digunakan dalam penelitian ini. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN, berisikan tentang hasil penelitian yang telah dilakukan dan pembahasannya. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN, berisikan kesimpulan hasil penelitian yang dilakukan dan saran serta perbaikan untuk penlitian selanjutnya DAFTAR PUSTAKA, berisikan daftar rincian paper, makalah, buku atau literature lainnya yang dijadikan bahan referensi dansitasi. LAMPIRAN, berisikan tentang hal-hal yang berhubungan dengan penelitian yang berupa tabel, gambar, atau listing program.
