Introduction to Robotics

Endra Pitowarno ©2007

Introduction to Robotics Dr. Ir. Endra Pitowarno, M.Eng PENS-ITS

Seminar “New Concept Robotics: Robot Vision” 22 Februari 2007

Universitas Gunadarma - Jakarta


Historical Review Filsafat sejak awal sejarah robot: ROBOT DIDESKRIPSIKAN SEBAGAI “MANUSIA MESIN” (?)

• Robot = robota > pekerja (bhs Czech) • 1921 > Karl Capek > Rossum Universal Robot • 1926 > Jerman: film Metropolis > dipamerkan di New York World’s Fair 1939 • 1977 > C3PO di Star Wars

1


Historical Review Jika ROBOT DIDESKRIPSIKAN SEBAGAI “MANUSIA MESIN” (?) maka Robot “mestinya” memiliki kemampuan:

• Aktuasi seperti manusia: kaki (mobile), tangan (manipulate), etc. • Sensorik seperti manusia: perasa, pendengaran, penglihatan (visual/vision), keseimbangan (torsi), sensor posisi & kecepatan (gerak), etc. • Kecerdasan seperti manusia: pertimbangan, pengambilan keputusan, selalu belajar, bersikap dinamis, etc.


Historical Review • 1940 > Penelitian pertama di Argonne Nat’ Lab. di Oak Ridge, US. • 1960-an > Robotics sebagai disiplin ilmu baru • Awalnya: robot industri = robot manipulator?

2


Historical Review • Awal 1980-an > Mobile Robot mulai dipakai secara meluas • Robot humanoid/animaloid (biologically inspired robot) • Virtual Robot > didasari oleh ide-ide virtual reality • Robot Animation > movie • 2050 > Cita-cita tim RoboSoccer melawan Juara Dunia sepakbola (fully human-like)


Robotic Vision ? Signal & System Engineering Robotic (Mecha-Tronics) Engineering Computer Vision

Information Technology Robotic Vision (1980-an)

3


Robotics: an Overview Kinematics

Dynamics

Electrical/ Electronics Mechanical/ Mechanism

Computer Control


Mechanical Concepts • Pemodelan Kinematik: Berhubungan dengan konsep transformasi gerak antara konsep ruang Cartesian dengan konsep ruang sendi. • Pemodelan Dinamik: Berhubungan dengan Hukum Newton II > F = m.a > pengaruh inersia dari struktur massa robot ketika melakukan pergerakan.

4


Penelitian di Bidang Robotik


Penelitian di Bidang Robotik

5


Pengajaran di Bidang Robotik • Cara Klasik: K. S. Fu et al (1980) > Kinematik & Dinamik Robot Manipulator (SCARA, PUMA, dll.) • Cara Pragmatis/Inovatif: Thomas Braunl (>2000) > Mulai dari Desain Mobile Robot • Cara MIT: Mata Kuliah Robot Competition (>2004) • Cara PENS-ITS: Kombinasi ketiganya


Sejarah (Pengajaran) Robotika di PENS-ITS (5 tahun pertama sejak 1990) • Tugas Belajar/ Training 5 org dosen PENS(PET) 1989-1990 ke Jepang > **Microprocessor & Computer Eng • Ide dasar dari Micro Mouse Contest 1985 di Tsukuba Jepang • 1990: Tugas Akhir pertama Mhs PENS ttg robot > Robot Micro Mouse (RMM) > 3 generasi (1993)

6


Sejarah (Pengajaran) Robotika di PENS-ITS (5 tahun pertama sejak 1990): Robot Micro Mouse

1991: Tim PENS-ITS membawa Robot Micro Mouse v.2.00 di PIMNAS di Malang (dikunjungi oleh Menpen Harmoko).


Robocon Pertama di Dunia? • 1977: IEEE Spectrum Magazine mengenalkan konsep micromouse 15 peserta 6000 pendaftar, maze 10’x10’, pemenang > high-speed & dumb wall follower • 1980: Prof. John Billinsley (Portsmouth Polytechnic) memodifikasi rule (mencari goal di tengah-tengah maze) & mengenalkan micromouse contest ke Eropa: London • 1981: Micro Expo – Paris > juara: Sterling Mouse > 3.5 menit sampai goal • 1982: The British final of Euromouse ’82 • 1985: 1st World Micromouse Competition di Tsukuba, Japan. Juara: Noriko-1, 6 robot terbaik diraih Japan. Posisi ketujuh diraih robot Enterprise dari Inggris • 1986: 1st US micromouse contest di Atlantic City (IEE) • ….. 7th annual IEE Micromouse Competition 1992 di London • Di PENS? 1990: RMM v.Z80A lahir (micromouse pertama di INDONESIA)

7


1985: 1st World Micromouse Competition di Tsukuba


Sejarah Awal Robocon di PENS-ITS (5 tahun pertama sejak 1990) • Ide dasar terjun dalam dunia Robocon: NHK Robocon 1990 di Tokyo • Ikut kontes pertama: BIMA-1 di NHK Robocon 1990 di Tokyo • Ikut kontes kedua: CARAKA Xh di NHK Robocon 1992 di Tokyo

8


Awal Robocon di Indonesia dan lanjutan Sejarah Robotika di PENS-ITS (con’t)

(5 tahun pertama hingga 1995) • 1993: KRI pertama (IRC1993) • 1993-1995: Solar Powered Mobile Robot (Bomb Disposal Robot) (Vision Robot pertama PENS) • 1994: Intelligent Solar Matic Car, PostMan Robot, Biped Robot, Climbing Robot • 1995: Intelligent Ball-Formed Robot, Robot Pengecat Marka Jalan, Robot TRADA (NHK Robocon 1995)


Solar Powered Mobile Robot (Bomb Disposal Robot) Vision Robot pertama PENS http://lecturer.eepis-its.edu/~epit/modules.php?name=News&file=article&sid=26

9


Galeri Foto (5 tahun pertama sejak 1990)

1993 1992

1993 1994-5

1991


Sejarah (Pengajaran/Penelitian)Robotika di PENS-ITS (5 tahun kedua sejak 1995) • 1996: Vending Machine (Penjual Koran JawaPos) >> Aplikasi Pattern Recognition/Image Processing pertama pada full-scale industrial robotic/mechatronic system di PENS • 1997: Vending Machine > Minuman Kaleng, KopiPENS, MieCup, Kartu Telepon, Robot Cendrawasih (NHK Robocon 1997) • 1998: Vending Machine > Penukar Uang, Pemilah Uang Receh, Penjual Kue Basah, Pembuat Kue Kering • 1999: Tarik Nafas ☺ karena krisis ekonomi • 2000: NHK Robocon 2000 > Robot Millenium & Edelweiss

10


1996: Vending Machine (Penjual Koran Jawa Pos)


Galeri Foto

Pattern Recognition/Image Processing (modified visual-based mechatronics)

1996: MOPK (Mesin Otomatis Penjual Koran)

1998: MOPKSH (Mesin Otomatis Penjual Kopi Siap Hidang)

11


Sejarah Robocon PENS-ITS

(Pengajaran)

(6 tahun terakhir: Era ABU Robocon)

N O I S I V

• 2001: B-CAK juara dunia ABU Robocon 2001 di Fukushima • 2003: ELLITE mewakili INA di Thailand • 2004: SIFAA mewakili INA di Korea • 2005: ASKAFI mewakili INA di Beijing • 2006: DEPTH4 mewakili INA di Kuala Lumpur

N A T

R A P

IC T O B O


Pengajaran Cara Klasik • Dimulai dgn kinematika & dinamika robot manipulator (1 to n-DOF) • Mhs “harus kuat matematika” ☺ • Analisa dimulai dgn objek robot planar • Contoh aplikasi visualservoing pada industrial manipulator: BREAD PICKER Robot ABB

12


Pengajaran Cara Inovatif • Dihindari pengajaran ttg model matematik kinematik & dinamik yang (biasanya) membosankan mahasiswa. • Dimulai dari mobile robot: ex. line tracer hingga robot berkaki • “Meniru” gerakan makhluk biologis (biologically motivated) • Langsung diajarkan ttg robotic vision (tanpa model matematik kontrol visual-servoing yg rumit) • Pada tahap awal dihindari pembicaraan ttg “aplikasi untuk industri” • Lebih bersifat entertainment • Ke depan: Cyborg, Robot army, etc


Galeri Foto

Courtesy of Thomas Braunl & Group (UNSW), 2004

13


Pengajaran melalui Robocon • Ajang paling mudah dan semarak dalam membangun kebersamaan dlm dunia teknologi: kontes, kompetisi, dsb. • Robocon mampu menyedot perhatian, baik kalangan teknokrat maupun masyarakat umum. • Robocon terbukti mampu menjadi perekat kebersamaan: bahwa iptek adalah dari semua untuk semua.


Berbagai Robocon yg berbasis Robot Vision • Robot Soccer Contest: beroda, berkaki empat (AIBO), berkaki dua (biped-robot) • Fire Fighting Robot Contest: Apakah robot KRCI “cocok” menggunakan metoda Visual Servoing? • KRI: Apakah tema KRI2007 “harus” diselesaikan dgn Robotic Vision untuk memenanginya?

14


Robotika Masa Depan: Robotics vs Bio-Science, intelligent material, etc. • Dukungan kemajuan teknologi NANO: Nano Robotic • Dukungan kemajuan Teknologi Kedokteran • Cyborg menjadi kenyataan ? • Implant Interface (chips) > Warwick (2005) • Etc.


END

15

Introduction to Robotics

Recommend Documents