Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Optimalisasi Perancangan Algoritma Pergerakan dan Komunikasi pada Robot Penyerangan Humanoid Soccer T1 612010003 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
Mengoptimalkan dan merancang algoritma pergerakan dan komunikasi antar robot
striker humanoid soccer pada kontes robot sepak bola.
1.2.Latar Belakang
1.2.1.Pendahuluan
R2C UKSW setiap tahunnya mengikuti Kontes Robot Sepak Bola Indonesia
(KRSBI). Robot sepak bola ini berbentuk menyerupai manusia (humanoid) dan juga
bergerak seperti manusia. Robot ini menggunakan kamera sebagai sensor penglihatan dan
memiliki 18 derajat kebebasan bergerak.
Namun pergerakan robot R2C masih lambat. Faktor yang mempengaruhi kecepatan
pergerakan pada robot adalah faktor mekanik robot, kemampuan servo, dan algoritma
pergerakan yang tertanam di dalamnya. Penggantian mekanik dan servo robot
membutuhkan biaya yang sangat banyak, maka salah satu faktor yang dapat dioptimalkan
tanpa mengeluarkan biaya yaitu algoritma robot. Oleh karena itu penulis tertarik untuk
mengembangkan algoritma yang ditanamkan dalam robot sepak bola ini khususnya robot
yang digunakan sebagai striker . Robot yang digunakan sebagai striker berjumlah lebih dari
satu maka juga dibutuhkan komunikasi antar robot agar tidak saling mengganggu ketika
kedua robot sedang bermain.
1
1.2.2.Permasalahan
Pada tahun 2011 R2C pertama kalinya mengikuti Kontes Robot Cerdas Indonesia
(KRCI) divisi robot pemain sepakbola atau biasa disebut divisi Humanoid Soccer dan
berhasil menjadi juara harapan dua di tingkat nasional.
Sistem perlombaan pada tahun 2011 ini yaitu ada beberapa bola yang ditaruh di
tengah lapangan dan robot dibuat sedemikian rupa untuk secepat mungkin menghampiri
salah satu bola dan menendangnya ke gawang lawan. Robot yang digunakan hanya satu
buah saja. Tahun berikutnya R2C mendapat peringkat sepuluh besar pada divisi Humanoid
Soccer di tingkat nasional.
Pada tahun 2012 sistem perlombaan berubah menjadi seperti permainan sepak bola
pada umumnya. Yaitu 3 robot digunakan sebagai 2 striker dan 1 kiper melawan 3 robot
lawan. Dalam perlombaan seperti ini kondisi yang terjadi di lapangan menjadi jauh lebih
kompleks dibandingkan dengan perlombaan dengan peraturan lomba tahun 2011 sehingga
diperlukan algoritma yang lebih kompleks untuk mendekati bola dan mencetak gol ke
gawang lawan.
Pada tahun 2013 KRCI divisi Humanoid Soccer berubah menjadi Kontes Robot
Sepak Bola Indonesia (KRSBI) dan R2C berhasil meraih juara dua di tingkat regional dan
juara dua di tingkat nasional. Meskipun R2C telah meraih juara dua tingkat nasional, robot
humanoid yang dimiliki oleh R2C masih memiliki kekurangan dalam hal algoritma
pergerakan robot dan tidak adanya kemampuan berkomunikasi antar robot.
Masalah yang cukup berpengaruh yaitu:
1. Pemanggilan motion/gerakan robot belum realtime (belum mampu merespon
perpindahan bola dengan jeda waktu maksimal 1 sec) dan belum optimal (sangat
sering terjadi pergantian motion yg tidak diperlukan) sehingga waktu yang
dibutuhkan robot untuk menghampiri dan menendang bola menjadi lebih lama.
2. Perubahan Sudut servo pan (geleng) dan tilt (angguk) kepala tidak sesuai dengan
ukuran sudut yang sebenarnya (sudut kompas) dengan resolusi 10.
3. Ketika robot memutari bola untuk berganti arah, pergerakan robot sering
kelebihan memutar dan masih sering menyampar bola sehingga membuat posisi
bola jauh dari robot oleh karena robot harus mendekatinya kembali.
4. Proses mengarahkan bola ke gawang lawan membutuhkan waktu lama karena
robot harus mengarahkan diri lurus ke daerah lawan baru mengarahkan diri
2
kembali ke gawang lawan. Selain itu tingkat keberhasilan robot dalam mencetak
gol masih < 60%.
5. Robot belum dapat berkomunikasi satu sama lain sehingga dapat berebut sehingga
megganggu satu sama lain ketika mengejar bola.
Robot yang digunakan sebagai striker ada dua robot yang bertipe kondo KHR-3HV
dengan perangkat pemroses utama smartphone Android Xperia Mini ST15i. Untuk dapat
bersaing dengan tim robot dari perguruan tinggi lainnya, pada KRSBI yang akan datang
sangat diperlukan algoritma pergerakan robot yang optimal supaya robot dapat
menghampiri bola dengan efisien, cepat, dan akurat dalam mencetak gol ke gawang lawan
serta kemampuan robot untuk saling berkomunikasi agar tidak mengganggu satu sama lain.
Berdasarkan permasalahan di atas, pada tugas akhir ini dibuat sebuah algoritma
untuk megnoptimalkan pergerakan robot dan kemampuan komunikasi pada robot striker.
Sehingga dua robot striker R2C dapat bermain bola dengan baik dan dapat bekerja sama
untuk mencetak gol dalam KRSBI yang akan datang.
1.3.Batasan Masalah
Berdasarkan Surat Tugas No : 46/I.3/FTEK/VII/2014 yang telah dikeluarkan pada
tanggal 22 Juli 2014, tugas akhir memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1. Salah satu robot dioptimalkan algoritmanya dan dua buah robot dapat
berkomunikasi.
2. Pemanggilan motion/gerakan robot dapat realtime (mampu merespon perpindahan
bola dengan jeda waktu maksimal 1 sec) dan optimal (tidak sering terjadi
pergantian motion yang tidak diperlukan).
3. Sudut servo pan dan tilt kepala sesuai dengan ukuran sudut yang sebenarnya
(sudut kompas) dengan resolusi 10.
4. Robot dapat memutar kearah yang sesuai dengan pergerakan yang efektif tanpa
menyampar bola dari posisi sudut awal sembarang dengan toleransi ±150.
5. Dalam mengarahkan bola ke gawang lawan, pergerakan robot relative cepat,
efektif dan akurat (tingkat keberhasilan gol >= 70%).
6. Robot dapat berkomunikasi satu sama, jika salah satu robot sudah mendapat bola
maka robot yang satu berhenti mendekati bola. Jika kedua robot mengejar bola
3
bersama maka robot yang lebih cepat sampai menjadi master dan robot lain
menjadi slave.
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 pengertian smartphone, teori dasar mikrokontroler dan fasilitasnya,
dan perangkat tambahan yang digunakan.
3. BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas perancangan sistem yang meliputi keseluruhan sistem yang dibuat,
perangkat keras elektronik, dan perangkat lunak.
4. BAB IV : PENGUJIAN SISTEM
Membahas hasil pengujian optimalisasi algoritma pergerakan robot humanoid dan
komunikasi antar robot.
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
Mengoptimalkan dan merancang algoritma pergerakan dan komunikasi antar robot
striker humanoid soccer pada kontes robot sepak bola.
1.2.Latar Belakang
1.2.1.Pendahuluan
R2C UKSW setiap tahunnya mengikuti Kontes Robot Sepak Bola Indonesia
(KRSBI). Robot sepak bola ini berbentuk menyerupai manusia (humanoid) dan juga
bergerak seperti manusia. Robot ini menggunakan kamera sebagai sensor penglihatan dan
memiliki 18 derajat kebebasan bergerak.
Namun pergerakan robot R2C masih lambat. Faktor yang mempengaruhi kecepatan
pergerakan pada robot adalah faktor mekanik robot, kemampuan servo, dan algoritma
pergerakan yang tertanam di dalamnya. Penggantian mekanik dan servo robot
membutuhkan biaya yang sangat banyak, maka salah satu faktor yang dapat dioptimalkan
tanpa mengeluarkan biaya yaitu algoritma robot. Oleh karena itu penulis tertarik untuk
mengembangkan algoritma yang ditanamkan dalam robot sepak bola ini khususnya robot
yang digunakan sebagai striker . Robot yang digunakan sebagai striker berjumlah lebih dari
satu maka juga dibutuhkan komunikasi antar robot agar tidak saling mengganggu ketika
kedua robot sedang bermain.
1
1.2.2.Permasalahan
Pada tahun 2011 R2C pertama kalinya mengikuti Kontes Robot Cerdas Indonesia
(KRCI) divisi robot pemain sepakbola atau biasa disebut divisi Humanoid Soccer dan
berhasil menjadi juara harapan dua di tingkat nasional.
Sistem perlombaan pada tahun 2011 ini yaitu ada beberapa bola yang ditaruh di
tengah lapangan dan robot dibuat sedemikian rupa untuk secepat mungkin menghampiri
salah satu bola dan menendangnya ke gawang lawan. Robot yang digunakan hanya satu
buah saja. Tahun berikutnya R2C mendapat peringkat sepuluh besar pada divisi Humanoid
Soccer di tingkat nasional.
Pada tahun 2012 sistem perlombaan berubah menjadi seperti permainan sepak bola
pada umumnya. Yaitu 3 robot digunakan sebagai 2 striker dan 1 kiper melawan 3 robot
lawan. Dalam perlombaan seperti ini kondisi yang terjadi di lapangan menjadi jauh lebih
kompleks dibandingkan dengan perlombaan dengan peraturan lomba tahun 2011 sehingga
diperlukan algoritma yang lebih kompleks untuk mendekati bola dan mencetak gol ke
gawang lawan.
Pada tahun 2013 KRCI divisi Humanoid Soccer berubah menjadi Kontes Robot
Sepak Bola Indonesia (KRSBI) dan R2C berhasil meraih juara dua di tingkat regional dan
juara dua di tingkat nasional. Meskipun R2C telah meraih juara dua tingkat nasional, robot
humanoid yang dimiliki oleh R2C masih memiliki kekurangan dalam hal algoritma
pergerakan robot dan tidak adanya kemampuan berkomunikasi antar robot.
Masalah yang cukup berpengaruh yaitu:
1. Pemanggilan motion/gerakan robot belum realtime (belum mampu merespon
perpindahan bola dengan jeda waktu maksimal 1 sec) dan belum optimal (sangat
sering terjadi pergantian motion yg tidak diperlukan) sehingga waktu yang
dibutuhkan robot untuk menghampiri dan menendang bola menjadi lebih lama.
2. Perubahan Sudut servo pan (geleng) dan tilt (angguk) kepala tidak sesuai dengan
ukuran sudut yang sebenarnya (sudut kompas) dengan resolusi 10.
3. Ketika robot memutari bola untuk berganti arah, pergerakan robot sering
kelebihan memutar dan masih sering menyampar bola sehingga membuat posisi
bola jauh dari robot oleh karena robot harus mendekatinya kembali.
4. Proses mengarahkan bola ke gawang lawan membutuhkan waktu lama karena
robot harus mengarahkan diri lurus ke daerah lawan baru mengarahkan diri
2
kembali ke gawang lawan. Selain itu tingkat keberhasilan robot dalam mencetak
gol masih < 60%.
5. Robot belum dapat berkomunikasi satu sama lain sehingga dapat berebut sehingga
megganggu satu sama lain ketika mengejar bola.
Robot yang digunakan sebagai striker ada dua robot yang bertipe kondo KHR-3HV
dengan perangkat pemroses utama smartphone Android Xperia Mini ST15i. Untuk dapat
bersaing dengan tim robot dari perguruan tinggi lainnya, pada KRSBI yang akan datang
sangat diperlukan algoritma pergerakan robot yang optimal supaya robot dapat
menghampiri bola dengan efisien, cepat, dan akurat dalam mencetak gol ke gawang lawan
serta kemampuan robot untuk saling berkomunikasi agar tidak mengganggu satu sama lain.
Berdasarkan permasalahan di atas, pada tugas akhir ini dibuat sebuah algoritma
untuk megnoptimalkan pergerakan robot dan kemampuan komunikasi pada robot striker.
Sehingga dua robot striker R2C dapat bermain bola dengan baik dan dapat bekerja sama
untuk mencetak gol dalam KRSBI yang akan datang.
1.3.Batasan Masalah
Berdasarkan Surat Tugas No : 46/I.3/FTEK/VII/2014 yang telah dikeluarkan pada
tanggal 22 Juli 2014, tugas akhir memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1. Salah satu robot dioptimalkan algoritmanya dan dua buah robot dapat
berkomunikasi.
2. Pemanggilan motion/gerakan robot dapat realtime (mampu merespon perpindahan
bola dengan jeda waktu maksimal 1 sec) dan optimal (tidak sering terjadi
pergantian motion yang tidak diperlukan).
3. Sudut servo pan dan tilt kepala sesuai dengan ukuran sudut yang sebenarnya
(sudut kompas) dengan resolusi 10.
4. Robot dapat memutar kearah yang sesuai dengan pergerakan yang efektif tanpa
menyampar bola dari posisi sudut awal sembarang dengan toleransi ±150.
5. Dalam mengarahkan bola ke gawang lawan, pergerakan robot relative cepat,
efektif dan akurat (tingkat keberhasilan gol >= 70%).
6. Robot dapat berkomunikasi satu sama, jika salah satu robot sudah mendapat bola
maka robot yang satu berhenti mendekati bola. Jika kedua robot mengejar bola
3
bersama maka robot yang lebih cepat sampai menjadi master dan robot lain
menjadi slave.
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 pengertian smartphone, teori dasar mikrokontroler dan fasilitasnya,
dan perangkat tambahan yang digunakan.
3. BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas perancangan sistem yang meliputi keseluruhan sistem yang dibuat,
perangkat keras elektronik, dan perangkat lunak.
4. BAB IV : PENGUJIAN SISTEM
Membahas hasil pengujian optimalisasi algoritma pergerakan robot humanoid dan
komunikasi antar robot.
5. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang diperoleh dari pengerjaan tugas akhir ini dan saran-saran
untuk pengembangan.
4