Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Sistem Perencanaan Gerakan Berjalan Robot Humanoid R2CR9 Bioloid GP Menggunakan Metode Proyeksi Bidang Kartesian T1 612012010 BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dijelaskan tujuan skripsi ini dibuat, latar belakang permasalahan
yang mendasari pembuatan skripsi, spesifikasi alat yang akan direalisasikan dan
sistematika penulisan skripsi.
1.1. Tujuan
Merancang sebuah sistem pembangkit gerakan berjalan pada robot humanoid R2CR9 berbasis Bioloid dengan menggunakan metode proyeksi kartesian pada panggul dan
engkel robot.
1.2. Latar Belakang
1.2.1. Pendahuluan
Kontes robot nasional (KRN) merupakan salah satu ajang yang menjadi wahana
penerapan ilmu robotika di Indonesia. Dalam kompetisi tahunan ini perguruan tinggi dari
seluruh Indonesia saling bertanding dalam melakukan pengembangan robot melalui
berbagai model kompetisi.
Hingga saat ini ada 5 jenis robot yang dilombakan di KRN seperti kontes robot
sepak bola, kontes robot seni, kontes robot ABU, kontes robot pemadam api beroda, dan
kontes robot pemadam api berkaki. KRN menarik minat berbagai universitas dan
perguruan tinggi di Indonesia, termasuk Universitas Kristen Satya Wacana untuk
menuangkan ide-ide mereka dalam memajukan teknologi robot di Indonesia.
R2C atau robotics research centre adalah tim robot dari Universitas Kristen Satya
Wacana juga ikut bertanding dalam KRN. Salah satu jenis kontes robot yang di ikuti oleh
R2C adalah kontes robot sepak bola. Kontes robot sepak bola ini merupakan salah satu
kontes yang paling pesat perkembangannya. Dalam kontes robot sepak bola, robot
memiliki wujud layaknya manusia dengan dua lengan dan dua tungkai serta berjalan
tegap. Oleh karena hal tersebut algoritma gerakan robot yang efisien dan optimal
sangatlah diperlukan untuk menjaga robot tetap seimbang dalam mengejar bola dan
mencetak gol. Maka dalam tugas akhir ini dibuat sistem yang dapat membuat pola
gerakan pada robot lebih efisien dan cepat untuk mengejar bola dan mencetak gol.
1
1.2.2. Permasalahan
Sejak partisipasi pertama tim R2C UKSW dalam ajang perlombaan kontes robot
sepak bola indonesia pada 2011, proses pembuatan gerakan atau motion berjalan dari
robot masih menggunakan metode trial and error menggunakan program yang tersedia
pada kit robot, di mana gerakan berjalan dihasilkan dari pose-pose robot yang dimainkan
secara berurutan, pose-pose tersebut dihasilkan dengan mengatur secara manual nilai
posisi tiap sendi robot. Cara pembuatan gerakan tersebut menimbulkan beberapa masalah
seperti :
1. Pembuatan gerakan berjalan memakan waktu yang lama dan banyak perulangan,
karena keseimbangan tiap pose harus diatur secara teliti supaya robot dapat berjalan
dengan seimbang. Kesalahan posisi salah satu sendi robot pada pose tertentu dapat
mengakibatkan keseluruhan pola berjalan tidak seimbang.
2. Bila ada perbedaan permukaan lapangan yang signifikan antara saat pembuatan
gerakan robot dan saat perlombaan, maka kemampuan berjalan robot akan sangat
terpengaruh sehingga membutuhkan banyak penyesuaian.
Berdasarkan permasalahan tersebut, maka tugas akhir ini bertujuan untuk membuat
sebuah sistem yang dapat menghasilkan pola gerakan secara otomatis berdasarkan
seperangkat parameter yang diinginkan sehingga pembuatan gerakan berjalan robot dapat
dilakukan dengan lebih efisien dan fleksibel.
Pembuatan tugas akhir ini merupakan salah satu bagian dari sebuah sistem
pengendali robot yang lebih besar. Sistem pengendali robot secara keseluruhan termasuk
sistem perencanaan gerakan yang dikerjakan oleh penulis, sistem kinematika terbalik
yang dikerjakan oleh Bangkit Meirediansyah dalam tugas akhir dengan judul
“Perancangan Algoritma Penggerak Kaki Robot R2C Menggunakan Metode Kinematika
Terbalik”, dan sistem pengendali keseimbangan robot yang dikerjakan oleh Novembri
Priyadmaji Widi Nugroho dalam tugas akhir yang berjudul “Perancangan Sistem
Kestabilan Pada Tubuh Robot Humanoid R2-R9 Berbasis Kontrol PID”.
2
1.3.
Batasan Masalah
Berdasarkan Surat Tugas No : 9/I.3/FTEK/III/2016 yang telah dikeluarkan pada
tanggal 28 Maret 2016, tugas akhir memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1.
Masukan fungsi pembangkit pola gerakan berjalan robot yang dapat diatur
adalah berupa jarak langkah, arah langkah, dan tinggi langkah.
2.
Keluaran dari fungsi pembangkit pola gerakan robot adalah sebuah kurva
yang terdiri dari deretan titik-titik target yang nilainya sesuai dengan hasil
perhitungan parameter masukan.
3.
Titik-titik target yang dihasilkan terdiri dari nilai-nilai koordinat x, y, dan z
untuk kedua kaki robot.
4.
Robot dapat berjalan ke depan, ke samping, ke belakang, dan berputar di
tempat dengan seimbang pada jarak 2 meter berdasarkan 10 kali percobaan
pada tiap arah berjalan dengan tingkat keberhasilan minimal 75%.
3
1.4. Sistematika Penulisan
Tugas akhir terdiri dari 5 bab dengan garis besar isi masing-masing bab sebagai
berikut :
1.
BAB I : PENDAHULUAN
Membahas tujuan, latar belakang, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
2.
BAB II : DASAR TEORI
Membahas kajian pustaka, teori dasar tentang konsep gerakan berjalan pada
robot humanoid, serta konsep bidang kartesian tiga dimensi.
3.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas perancangan sistem yang terdiri dari gambaran umum sistem, desain
perangkat keras serta perangkat lunak dalam pembentukan sistem pembangkit
gerakan berjalan robot.
4.
BAB IV : PENGUJIAN SISTEM
Membahas hasil pengujian sistem pembangkit gerakan berjalan yang dirancang
dan analisis.
5.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang diperoleh dari pengerjaan tugas akhir ini dan saran-saran
untuk pengembangan.
4
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dijelaskan tujuan skripsi ini dibuat, latar belakang permasalahan
yang mendasari pembuatan skripsi, spesifikasi alat yang akan direalisasikan dan
sistematika penulisan skripsi.
1.1. Tujuan
Merancang sebuah sistem pembangkit gerakan berjalan pada robot humanoid R2CR9 berbasis Bioloid dengan menggunakan metode proyeksi kartesian pada panggul dan
engkel robot.
1.2. Latar Belakang
1.2.1. Pendahuluan
Kontes robot nasional (KRN) merupakan salah satu ajang yang menjadi wahana
penerapan ilmu robotika di Indonesia. Dalam kompetisi tahunan ini perguruan tinggi dari
seluruh Indonesia saling bertanding dalam melakukan pengembangan robot melalui
berbagai model kompetisi.
Hingga saat ini ada 5 jenis robot yang dilombakan di KRN seperti kontes robot
sepak bola, kontes robot seni, kontes robot ABU, kontes robot pemadam api beroda, dan
kontes robot pemadam api berkaki. KRN menarik minat berbagai universitas dan
perguruan tinggi di Indonesia, termasuk Universitas Kristen Satya Wacana untuk
menuangkan ide-ide mereka dalam memajukan teknologi robot di Indonesia.
R2C atau robotics research centre adalah tim robot dari Universitas Kristen Satya
Wacana juga ikut bertanding dalam KRN. Salah satu jenis kontes robot yang di ikuti oleh
R2C adalah kontes robot sepak bola. Kontes robot sepak bola ini merupakan salah satu
kontes yang paling pesat perkembangannya. Dalam kontes robot sepak bola, robot
memiliki wujud layaknya manusia dengan dua lengan dan dua tungkai serta berjalan
tegap. Oleh karena hal tersebut algoritma gerakan robot yang efisien dan optimal
sangatlah diperlukan untuk menjaga robot tetap seimbang dalam mengejar bola dan
mencetak gol. Maka dalam tugas akhir ini dibuat sistem yang dapat membuat pola
gerakan pada robot lebih efisien dan cepat untuk mengejar bola dan mencetak gol.
1
1.2.2. Permasalahan
Sejak partisipasi pertama tim R2C UKSW dalam ajang perlombaan kontes robot
sepak bola indonesia pada 2011, proses pembuatan gerakan atau motion berjalan dari
robot masih menggunakan metode trial and error menggunakan program yang tersedia
pada kit robot, di mana gerakan berjalan dihasilkan dari pose-pose robot yang dimainkan
secara berurutan, pose-pose tersebut dihasilkan dengan mengatur secara manual nilai
posisi tiap sendi robot. Cara pembuatan gerakan tersebut menimbulkan beberapa masalah
seperti :
1. Pembuatan gerakan berjalan memakan waktu yang lama dan banyak perulangan,
karena keseimbangan tiap pose harus diatur secara teliti supaya robot dapat berjalan
dengan seimbang. Kesalahan posisi salah satu sendi robot pada pose tertentu dapat
mengakibatkan keseluruhan pola berjalan tidak seimbang.
2. Bila ada perbedaan permukaan lapangan yang signifikan antara saat pembuatan
gerakan robot dan saat perlombaan, maka kemampuan berjalan robot akan sangat
terpengaruh sehingga membutuhkan banyak penyesuaian.
Berdasarkan permasalahan tersebut, maka tugas akhir ini bertujuan untuk membuat
sebuah sistem yang dapat menghasilkan pola gerakan secara otomatis berdasarkan
seperangkat parameter yang diinginkan sehingga pembuatan gerakan berjalan robot dapat
dilakukan dengan lebih efisien dan fleksibel.
Pembuatan tugas akhir ini merupakan salah satu bagian dari sebuah sistem
pengendali robot yang lebih besar. Sistem pengendali robot secara keseluruhan termasuk
sistem perencanaan gerakan yang dikerjakan oleh penulis, sistem kinematika terbalik
yang dikerjakan oleh Bangkit Meirediansyah dalam tugas akhir dengan judul
“Perancangan Algoritma Penggerak Kaki Robot R2C Menggunakan Metode Kinematika
Terbalik”, dan sistem pengendali keseimbangan robot yang dikerjakan oleh Novembri
Priyadmaji Widi Nugroho dalam tugas akhir yang berjudul “Perancangan Sistem
Kestabilan Pada Tubuh Robot Humanoid R2-R9 Berbasis Kontrol PID”.
2
1.3.
Batasan Masalah
Berdasarkan Surat Tugas No : 9/I.3/FTEK/III/2016 yang telah dikeluarkan pada
tanggal 28 Maret 2016, tugas akhir memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1.
Masukan fungsi pembangkit pola gerakan berjalan robot yang dapat diatur
adalah berupa jarak langkah, arah langkah, dan tinggi langkah.
2.
Keluaran dari fungsi pembangkit pola gerakan robot adalah sebuah kurva
yang terdiri dari deretan titik-titik target yang nilainya sesuai dengan hasil
perhitungan parameter masukan.
3.
Titik-titik target yang dihasilkan terdiri dari nilai-nilai koordinat x, y, dan z
untuk kedua kaki robot.
4.
Robot dapat berjalan ke depan, ke samping, ke belakang, dan berputar di
tempat dengan seimbang pada jarak 2 meter berdasarkan 10 kali percobaan
pada tiap arah berjalan dengan tingkat keberhasilan minimal 75%.
3
1.4. Sistematika Penulisan
Tugas akhir terdiri dari 5 bab dengan garis besar isi masing-masing bab sebagai
berikut :
1.
BAB I : PENDAHULUAN
Membahas tujuan, latar belakang, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
2.
BAB II : DASAR TEORI
Membahas kajian pustaka, teori dasar tentang konsep gerakan berjalan pada
robot humanoid, serta konsep bidang kartesian tiga dimensi.
3.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas perancangan sistem yang terdiri dari gambaran umum sistem, desain
perangkat keras serta perangkat lunak dalam pembentukan sistem pembangkit
gerakan berjalan robot.
4.
BAB IV : PENGUJIAN SISTEM
Membahas hasil pengujian sistem pembangkit gerakan berjalan yang dirancang
dan analisis.
5.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang diperoleh dari pengerjaan tugas akhir ini dan saran-saran
untuk pengembangan.
4