Simulasi Lengan Robotik 3 Dimensi Berbasis Web
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi yang semakin pesat saat ini membawa dampak yang cukup
signifikan terhadap segala aspek kehidupan manusia. Saat ini teknologi informasi dan
komunikasi (TIK) banyak digunakan dalam berbagai bidang, seperti bisnis, hiburan,
pemerintahan, pendidikan, kesehatan dan lain-lain. Hal ini dikarenakan teknologi
informasi dan komunikasi seperti komputer sudah menjadi kebutuhan untuk
masyarakat di era hi-tech sekarang ini. Penggunaan komputer dapat membantu
pekerjaan manusia menjadi lebih efektif dan efisien.
Tuntutan masyarakat yang menginginkan sesuatu yang praktis membuat internet
menjadi hal yang harus ada. Dengan adanya internet pertukaran informasi menjadi
lebih mudah dan dapat diakses setiap saat dan dapat dilakukan dimana saja. Media
online dewasa ini semakin berkembang dengan berbagai macam kemudahan, misalnya
teknologi 3 dimensi (3D) yang menggambarkan suatu bentuk nyata berada di dunia
virtual sehingga mampu memberikan visualisasi mengenai informasi yang ingin
disampaikan. Teknologi 3D tersebut dapat dikombinasikan dengan website
menggunakan Virtual Realtiy Modelling Language (VRML) sehingga dapat diakses
dimanapun dan kapanpun. VRML adalah tekonologi untuk membentuk objek 3D
sekaligus dapat diberikan aksi pada objek 3D tersebut. Salah satu teknologi VRML
yang dapat kita gunakan untuk membuat objek 3D adalah X3D. Oleh karenanya X3D
editor dapat digunakan sebagai media presentasi visual yang praktis yang dapat
digabungkan dengan aplikasi viewer yaitu Octaga . Teknologi 3D dapat
menggambarkan suatu bentuk nyata berada di dunia virtual, sehingga dapat
memvisualisasikan suatu bentuk objek secara utuh yang dapat dilihat dari segala sisi.
Kombinasi objek-objek inilah yang dapat dibentuk menjadi simulasi robotik.
Ada banyak definisi yang dikemukakan oleh para ahli mengenai robot. Orang
awam beranggapan bahwa robot mengandung pengertian suatu alat yang menyerupai
Universitas Sumatera Utara
manusia, dimana struktur tubuhnya terbuat dari logam (Novia, Leli, 2004). Dari
berbagai definisi, robot dapat dinyatakan sebagai sebuah sistem mekanik yang
dikendalikan oleh seperangkat sistem komputer menurut sequence program yang
ditanam pada komputer tersebut untuk melakukan berbagai tugas sesuai dengan
perintah baik secara semi ataupun otomatis penuh.
Pada awalnya aplikasi robot hampir tidak dapat dipisahkan dengan industri
sehingga muncul istilah industrial robot. Definisi yang populer ketika itu, robot
industri adalah suatu robot lengan (arm robot) yang diciptakan untuk berbagai
keperluan dalam meningkatkan produksi, memiliki bentuk lengan-lengan kaku yang
terhubung secara seri dan memiliki sendi yang dapat bergerak berputar (rotasi) atau
memanjang/memendek (translasi atau prismatik). Satu sisi lengan yang disebut
sebagai pangkal ditanam pada bidang atau meja yang statis (tidak bergerak),
sedangkan sisi yang lain yang disebut sebagai ujung (end effector) dapat ditambah
dengan tool tertentu sesuai dengan tugas robot, misalnya gripper.
Dalam dunia industri, robot merupakan alat yang dapat digunakan sebagai alat
bantu manusia yang memiliki beberapa kelebihan. Kelebihan tersebut salah satunya
adalah dapat digunakan pada tempat-tempat yang tidak memungkinkan untuk di
jangkau atau berbahaya bagi manusia. Sebuah industri laboratorium riset kimia adalah
contoh tempat yang kadang tidak memungkinkan manusia berada di tempat itu karena
bahaya gas beracun. Manfaat lainya yaitu pada untuk melaksanakan tugas antara lain
adalah mengelas, mengambil dan menempatan, memasang dan melepaskan serta
masih banayak lagi. Contohnya pembuatan disk yang perlu beroperesi pada ruangan
steril dan industri perakitan elektronik. Oleh karena itu dalam pelaksanaan kerjanya,
diperlukan adanya batasan jarak antara manusia itu sendiri terhadap obyek yang akan
dikerjakan. Dengan adanya batasan tersebut, maka penggunaan robot sebagai alat
bantu kerja merupakan alternatif yang aman bagi manusia yang berkerja tersebut.
Dengan pesatnya perkembangan robot khususnya di Indonesia saat ini, maka
banyak siswa SD sampai dengan mahasiswa tertarik belajar tentang robot. Mereka
belajar dari yang sederhana misalnya line-follower sampai dengan yang komplek
seperti misalnya humanoid robot. Sementara itu, untuk mempelajari robot dasar yang
dipakai untuk industri tentunya butuh peralatan (tools) penunjang yang harganya tidak
murah. Oleh sebab itu, maka penelitian ini akan membahas pembuatan simulator arm
Universitas Sumatera Utara
robot yang merupakan prototipe robot manipulator yang dibutuhkan di dunia industri
dengan biaya yang terjangkau untuk kepentingan dunia pendidikan.
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, penulis bermaksud mengangkat
permasalahan tersebut sebagai bahan perancangan. Oleh karena itu, penulis memilih
topic ini untuk Tugas Akhir dengan judul “SIMULASI LENGAN ROBOTIK 3
DIMENSI BERBASIS WEB”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan yang akan dibahas adalah “Bagaimana
merancang dan membangun objek lengan robot 3D menggunakan X3D untuk
digunakan sebagai simulasi online yang interaktif?”.
1.3 Batasan Masalah
Dalam pembuatan aplikasi pembelajaran matakuliah psikiatri (ilmu kejiwaan) pada
fakultas kedokteran berbasis android ini penulis membatasi permasalahan yang akan
dibahas meliputi :
1. Objek lengan robot dikembangkan menggunakan teknologi X3D
2. Membangun sistem berbasis web yang dapat membangkitkan kode XML
untuk memodelkan bentuk dari objek 3D melalui X3D.
3. Objek yang dikembangkan merupakan objek 3D berbasis web dengan plug-in
Octaga pada browser.
4. Lengan robot dikontrol oleh button control yang didefenisikan.
5. Pengujian dilakukan pada browser google chrome dan firefox.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Merancang aplikasi interaktif berbasis web sebagai media simulasi.
2. Membuat suatu simulasi pergerakan robot lengan dalam memindahkan benda
dari koordinat satu kekoordinat lainya, Sehingga kedepannya lengan robot
Universitas Sumatera Utara
dapat diaplikasikan sebagai media pembelajaran untuk praktikum robotik
mahasiswa di Universitas Sumatera Utara.
3. Mengimplementasikan teknologi X3D untuk mendukung aplikasi interaktif
berbasis web sebagai media simulasi lengan robot.
1.5 Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh dari pengembangan aplikasi ini adalah :
1. memberikan gambaran 3D dari pemodelan bentuk lengan robot seperti
halnya lengan robot yang nyata sehingga dapat membantu para simulator
untuk mensimulasikannya
seperti menggunakan lengan robot
yang
sebenarnya.
2. Menjadikan
media
pemebelajaran
agar
lebih
efektif,
kreatif
dan
menyenangkan sehingga dapat mengkomunikasikan gagasan atau konsep
dalam bentuk simulasi dalam format digital.
3. Dapat digunakan sebagai simulator bagi user yang ingin mempelajari cara
kerja lengan robot.
4. Sebagai simulator online yang dapat digunakan sacara bersamaan oleh
multiuser.
1.6 Metodologi Penelitian
Adapun metodologi penelitian yang diterapkan penulis adalah sebagai berikut
1. Tahap pengumpulan data mengenai lengan robot
Pengumpulan data-data dan informasi yang dibutuhkan mengenai lengan
robot dengan cara membaca, buku-buku, artikel, makalah, dan sumber
lainnya.
2. Memahami cara kinerja lengan robot
Setelah informasi dikumpulkan, selanjutnya akan dilakukan analisa kemudian
memahami cara kinerja lengan robot
3. Membuat aplikasi simulasi 3D lengan robot
Menyusun kode program simulasi 3D lengan robot
Universitas Sumatera Utara
4. Review dan Evaluaion
Aplikasi yang dibangun ditinjau dan dievaluasi kemudian dilakukan
perbaikan jika terdapat kesalahan.
5. Penyusunan laporan tugas akhir.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB 1 : PENDAHULUAN
Penguraian latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan
manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2 : LANDASAN TEORI
Menguraikan beberapa hal dan penjelasan yang berhubungan dengan aplikasi
yang akan dibuat.
BAB 3 : IMPLEMENTASI X3D UNTUK DESAIN SIMULASI
LENGAN ROBOT 3 DIMENSI
Pengimplementasian X3D terhadap lengan robot.
BAB 4 : PENUTUP
Berisi kesimpulan dan saran dari laporan Tugas Akhir.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi yang semakin pesat saat ini membawa dampak yang cukup
signifikan terhadap segala aspek kehidupan manusia. Saat ini teknologi informasi dan
komunikasi (TIK) banyak digunakan dalam berbagai bidang, seperti bisnis, hiburan,
pemerintahan, pendidikan, kesehatan dan lain-lain. Hal ini dikarenakan teknologi
informasi dan komunikasi seperti komputer sudah menjadi kebutuhan untuk
masyarakat di era hi-tech sekarang ini. Penggunaan komputer dapat membantu
pekerjaan manusia menjadi lebih efektif dan efisien.
Tuntutan masyarakat yang menginginkan sesuatu yang praktis membuat internet
menjadi hal yang harus ada. Dengan adanya internet pertukaran informasi menjadi
lebih mudah dan dapat diakses setiap saat dan dapat dilakukan dimana saja. Media
online dewasa ini semakin berkembang dengan berbagai macam kemudahan, misalnya
teknologi 3 dimensi (3D) yang menggambarkan suatu bentuk nyata berada di dunia
virtual sehingga mampu memberikan visualisasi mengenai informasi yang ingin
disampaikan. Teknologi 3D tersebut dapat dikombinasikan dengan website
menggunakan Virtual Realtiy Modelling Language (VRML) sehingga dapat diakses
dimanapun dan kapanpun. VRML adalah tekonologi untuk membentuk objek 3D
sekaligus dapat diberikan aksi pada objek 3D tersebut. Salah satu teknologi VRML
yang dapat kita gunakan untuk membuat objek 3D adalah X3D. Oleh karenanya X3D
editor dapat digunakan sebagai media presentasi visual yang praktis yang dapat
digabungkan dengan aplikasi viewer yaitu Octaga . Teknologi 3D dapat
menggambarkan suatu bentuk nyata berada di dunia virtual, sehingga dapat
memvisualisasikan suatu bentuk objek secara utuh yang dapat dilihat dari segala sisi.
Kombinasi objek-objek inilah yang dapat dibentuk menjadi simulasi robotik.
Ada banyak definisi yang dikemukakan oleh para ahli mengenai robot. Orang
awam beranggapan bahwa robot mengandung pengertian suatu alat yang menyerupai
Universitas Sumatera Utara
manusia, dimana struktur tubuhnya terbuat dari logam (Novia, Leli, 2004). Dari
berbagai definisi, robot dapat dinyatakan sebagai sebuah sistem mekanik yang
dikendalikan oleh seperangkat sistem komputer menurut sequence program yang
ditanam pada komputer tersebut untuk melakukan berbagai tugas sesuai dengan
perintah baik secara semi ataupun otomatis penuh.
Pada awalnya aplikasi robot hampir tidak dapat dipisahkan dengan industri
sehingga muncul istilah industrial robot. Definisi yang populer ketika itu, robot
industri adalah suatu robot lengan (arm robot) yang diciptakan untuk berbagai
keperluan dalam meningkatkan produksi, memiliki bentuk lengan-lengan kaku yang
terhubung secara seri dan memiliki sendi yang dapat bergerak berputar (rotasi) atau
memanjang/memendek (translasi atau prismatik). Satu sisi lengan yang disebut
sebagai pangkal ditanam pada bidang atau meja yang statis (tidak bergerak),
sedangkan sisi yang lain yang disebut sebagai ujung (end effector) dapat ditambah
dengan tool tertentu sesuai dengan tugas robot, misalnya gripper.
Dalam dunia industri, robot merupakan alat yang dapat digunakan sebagai alat
bantu manusia yang memiliki beberapa kelebihan. Kelebihan tersebut salah satunya
adalah dapat digunakan pada tempat-tempat yang tidak memungkinkan untuk di
jangkau atau berbahaya bagi manusia. Sebuah industri laboratorium riset kimia adalah
contoh tempat yang kadang tidak memungkinkan manusia berada di tempat itu karena
bahaya gas beracun. Manfaat lainya yaitu pada untuk melaksanakan tugas antara lain
adalah mengelas, mengambil dan menempatan, memasang dan melepaskan serta
masih banayak lagi. Contohnya pembuatan disk yang perlu beroperesi pada ruangan
steril dan industri perakitan elektronik. Oleh karena itu dalam pelaksanaan kerjanya,
diperlukan adanya batasan jarak antara manusia itu sendiri terhadap obyek yang akan
dikerjakan. Dengan adanya batasan tersebut, maka penggunaan robot sebagai alat
bantu kerja merupakan alternatif yang aman bagi manusia yang berkerja tersebut.
Dengan pesatnya perkembangan robot khususnya di Indonesia saat ini, maka
banyak siswa SD sampai dengan mahasiswa tertarik belajar tentang robot. Mereka
belajar dari yang sederhana misalnya line-follower sampai dengan yang komplek
seperti misalnya humanoid robot. Sementara itu, untuk mempelajari robot dasar yang
dipakai untuk industri tentunya butuh peralatan (tools) penunjang yang harganya tidak
murah. Oleh sebab itu, maka penelitian ini akan membahas pembuatan simulator arm
Universitas Sumatera Utara
robot yang merupakan prototipe robot manipulator yang dibutuhkan di dunia industri
dengan biaya yang terjangkau untuk kepentingan dunia pendidikan.
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, penulis bermaksud mengangkat
permasalahan tersebut sebagai bahan perancangan. Oleh karena itu, penulis memilih
topic ini untuk Tugas Akhir dengan judul “SIMULASI LENGAN ROBOTIK 3
DIMENSI BERBASIS WEB”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan yang akan dibahas adalah “Bagaimana
merancang dan membangun objek lengan robot 3D menggunakan X3D untuk
digunakan sebagai simulasi online yang interaktif?”.
1.3 Batasan Masalah
Dalam pembuatan aplikasi pembelajaran matakuliah psikiatri (ilmu kejiwaan) pada
fakultas kedokteran berbasis android ini penulis membatasi permasalahan yang akan
dibahas meliputi :
1. Objek lengan robot dikembangkan menggunakan teknologi X3D
2. Membangun sistem berbasis web yang dapat membangkitkan kode XML
untuk memodelkan bentuk dari objek 3D melalui X3D.
3. Objek yang dikembangkan merupakan objek 3D berbasis web dengan plug-in
Octaga pada browser.
4. Lengan robot dikontrol oleh button control yang didefenisikan.
5. Pengujian dilakukan pada browser google chrome dan firefox.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Merancang aplikasi interaktif berbasis web sebagai media simulasi.
2. Membuat suatu simulasi pergerakan robot lengan dalam memindahkan benda
dari koordinat satu kekoordinat lainya, Sehingga kedepannya lengan robot
Universitas Sumatera Utara
dapat diaplikasikan sebagai media pembelajaran untuk praktikum robotik
mahasiswa di Universitas Sumatera Utara.
3. Mengimplementasikan teknologi X3D untuk mendukung aplikasi interaktif
berbasis web sebagai media simulasi lengan robot.
1.5 Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh dari pengembangan aplikasi ini adalah :
1. memberikan gambaran 3D dari pemodelan bentuk lengan robot seperti
halnya lengan robot yang nyata sehingga dapat membantu para simulator
untuk mensimulasikannya
seperti menggunakan lengan robot
yang
sebenarnya.
2. Menjadikan
media
pemebelajaran
agar
lebih
efektif,
kreatif
dan
menyenangkan sehingga dapat mengkomunikasikan gagasan atau konsep
dalam bentuk simulasi dalam format digital.
3. Dapat digunakan sebagai simulator bagi user yang ingin mempelajari cara
kerja lengan robot.
4. Sebagai simulator online yang dapat digunakan sacara bersamaan oleh
multiuser.
1.6 Metodologi Penelitian
Adapun metodologi penelitian yang diterapkan penulis adalah sebagai berikut
1. Tahap pengumpulan data mengenai lengan robot
Pengumpulan data-data dan informasi yang dibutuhkan mengenai lengan
robot dengan cara membaca, buku-buku, artikel, makalah, dan sumber
lainnya.
2. Memahami cara kinerja lengan robot
Setelah informasi dikumpulkan, selanjutnya akan dilakukan analisa kemudian
memahami cara kinerja lengan robot
3. Membuat aplikasi simulasi 3D lengan robot
Menyusun kode program simulasi 3D lengan robot
Universitas Sumatera Utara
4. Review dan Evaluaion
Aplikasi yang dibangun ditinjau dan dievaluasi kemudian dilakukan
perbaikan jika terdapat kesalahan.
5. Penyusunan laporan tugas akhir.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB 1 : PENDAHULUAN
Penguraian latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan
manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2 : LANDASAN TEORI
Menguraikan beberapa hal dan penjelasan yang berhubungan dengan aplikasi
yang akan dibuat.
BAB 3 : IMPLEMENTASI X3D UNTUK DESAIN SIMULASI
LENGAN ROBOT 3 DIMENSI
Pengimplementasian X3D terhadap lengan robot.
BAB 4 : PENUTUP
Berisi kesimpulan dan saran dari laporan Tugas Akhir.
Universitas Sumatera Utara