BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Robot merupakan perangkat otomatis yang dirancang untuk mampu bergerak
sendiri
sesuai
dengan
yang
diperintahkan
dan
mampu
menyelesaikan suatu pekerjaan yang diberikan. Banyak sekali jenis-jenis robot yang ada namun, berdasarkan alat geraknya robot diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu robot beroda dan robot berkaki. Robot beroda adalah robot yang mampu bermanuver dengan menggunakan roda, baik dengan dua roda atau lebih. Robot berkaki adalah robot yang bermanuver dengan kakikaki buatan, baik dengan 2 kaki yang sering disebut dengan robot humanoid, berkaki tiga (tripod), berkaki empat (quadrapod), robot berkaki enam (hexapod) dan robot berkaki banyak lainnya. Pergerakan robot dengan menggunakan roda hampir tidak mengalami masalah dalam pengaturannya saat kondisi jalan yang dilewati cenderung datar atau rata. Namun permasalahan muncul saat kondisi jalan yang dilewati cenderung rusak atau bergelombang. Dengan permasalahan tersebut robot berkaki sangat cocok untuk memecahkan masalah tersebut. Menurut (Kusuma, Shinta, & Dedy) dalam jurnalnya menyebutkan kelebihan robot berkaki yaitu Dapat bergerak diberbagai permukaan, baik kasar maupun halus, Dengan jumlah kaki yang sama ditiap sisinya , Posisi bodi tinggi diatas kaki sehingga menghindari gesekan yang berlebihan dengan permukaan. Robot berkaki sendiri terbagi dari beberapa jenis antara lain robot berkaki satu, robot berkaki dua, dan robot berkaki lebih dari dua. Robot berkaki enam disebut dengan robot hexapod. Robot hexapod adalah robot berkaki enam yang cenderung lebih stabil dibanding robot berkaki yang lainnya. Sesuai yang dikatakan oleh (Mănoiu-Olaru & Niţulescu, 2009) Basic
1
Walking Simulations and Gravitational Stability Analysis for a Hexapod Robot Using Matlab yang mengatakan bahwa di alam ini kebanyakan antropoda
memiliki
enam
buah
kaki
untuk
lebih
mudah
dalam
mempertahankan stabilitasnya. Pergerakkan robot ini adalah pergerakkan kaki robot menggunakan tiga buah motor servo pada setiap kakinya dimana servo tersebut dikontrol untuk mengerakan kaki dari robot tersebut. Pada umumnya satu kaki robot hexapod mempunyai tiga sendi / 3 DOF (degree of freedom). Untuk dapat menggerakan setiap sendi pada kaki robot salah satunya menggunakan inverse kinematic yamg secara otomatis akan menghasilkan sudut yang harus dibentuk masing-masing sendi agar menghasilkan gerakan selaras pada kaki robot. Kemudian untuk mengatur pergerakan semua kaki robot diperlukan adanya algoritma gerak. Algoritma yang telah lama berkembang di dunia robotika untuk mengontrol gerakan kaki robot hexapod adalah tripod gait dan wave gait. Pada algoritma tripod gait tiga kaki robot mengayun dan tiga kaki menyentuh tanah secara bergantian untuk membuat robot berjalan, sedangakan pada algoritma wave gait kaki robot bergerak secara bergantian satu persatu seperti gelombang untuk membuat robot berjalan. 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 kinematic adalah analisis kinematik untuk mendapatkan koordinat posisi (x,y,z) dan orientasi dari robot tersebut jika diketahui sudut dari tiap sendi. Misalnya jika robot mempunyai n-DOF dan diketahui sudut dari tiap joint maka dapat digunakan analisis Forward Kinematic untuk mendapatkan koordinat posisi robot. Sedangkan Inverse Kinematic adalah analisis kinematik untuk mendapatkan besar sudut dan orientasi 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, dengan
demikian programmer (manusia) tidak perlu lagi
mengatur kombinasi besar sudut- sudut engsel pada robot, namun cukup memanipulasi posisi koordinat ujung kaki, atau bagian lain dari kaki robot, untuk mencapai suatu gerak tertentu dari kaki robot. Hal ini dimungkinkan karena perangkat lunak kaki robot yang telah disuntikkan algoritma ini akan secara otomatis menghitung kombinasi nilai sudut-sudut engsel untuk setiap input berupa informasi letak koordinat titik dan orientasi yang diberikan.
1.2
Rumusan Masalah
1. Mengacu kepada latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka diperlukan suatu rumusan masalah agar penelitian ini terarah dan mencapai kepada tujuan yang diinginkan. Rumusan masalah tersebut yaitu Bagaimana membuat sebuah sistem pergerakan kaki robot hexapod menggunakan Inverse Kinematic agar dapat menuju kepada suatu posisi dan orientasi yang diinginkan dengan masukan berupa koordinat posisi (x, y, z). 2. Seberapa akuratkah sistem mendapatkan sudut-sudut pada joint setiap kaki.
1.3
Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dari penelitian ini Antara lain : 1. Membuat sistem pergerakan kaki sehingga hexapod dapat bergerak. 2. Sistem pergerakan yang dibuat harus dapat mengerjakan tugas dengan respon yang cepat dan optimum namun tidak keluar dari masalah kestabilan.
Sementara itu manfaat yang didapatkan dari penelitian ini adalah : 1. Dapat mengetahui bagaimana teori dapat diimplementasikan dalam sebuah mobile robot dalam hal ini hexapod. 2. Mengefisienkan pencarian sudut untuk setiap joint dari setiap kaki.
1.4
Ruang Lingkup
Didalam penelitian alat ini difokuskan dan dibatasi kepada beberapa hal yaitu: 1. Penelitian ini hanya membahas masalah kinematika pergerakan robot. 2. Penelitian
ini
hanya
disimulasikan
menggunakan
software
MATLAB. 3. Library Matlab menggunakan Robotics Toolbox 9.10. 4. Analisis yang digunakan hanya menggunakan inverse kinematic. 5. Analisa inverse kinematics menggunakan metodi geometri 6. Pola langkah robot menggunakan tripod gait. 7. Hexapod hanya berjalan dalam bidang datar dan lurus. 8. Jumlah link yang digunakan maksimum 3 link saja.
1.5
Tinjauan Pustaka Penelitian robot berkaki pernah dilakukan oleh mahasiswa Universitas Bina Nusantara yaitu Jati, et al, 2007. Penelitian tersebut menambah tingkat kecepatan dan kestabilan pada robot bekaki empat (Quadpod) serta ditambahkannya sebuah device dengan interface bluetooth untuk membuat gait baru tanpa harus melakukan programming ulang. Penelitian dilanjutkan kembali oleh Ferdi, et al, 2010 yaitu penelitian robot berkaki empat untuk menaiki tangga. Lalu penelitian selanjutnya dilakukan oleh Iqbal, et al, 2011 Penelitian tersebut merupakan penelitian pertama robot berkaki enam di Universitas Binus. Selanjutnya penelitian dilanjutkan oleh (Adithya, Alfred, & Dwi Sageti, 2012) yang bertujuan untuk merancang pergerakan robot Hexapod dengan pemilihan gait yang baik untuk digunakan dalam berjalan, serta pengaruh kegunaan sensor ultrasonik sebagai sensor pendeteksi halangan.
Serta penelitian yang terakhir dilakukan oleh (Arief, Mitsupuri, & Steven, 2014) yang membahas perancangan pergerakan robot sehingga Hexapod dapat berjalan pada bidang miring dan datar. Setelah melihat dan mempelajari penelitian
sebelumnya,
Maka
telah
diputuskan
bahwa
perancangan
selanjutnya akan membuat perencanaan gerak pada robot Hexapod menggunakan analisis inverse kinematic dengan mengacu pada perancangan gerak robot, dan pemilihan gait yang baik untuk digunakan dalam berjalan.
