Tugas Interaksi Manusia Komputer Pengenalan Robot

BAB 1

PENDAHULUAN ROBOTIKA

PENGENALAN ROBOT

1.1. Sejarah

Pertama kali kata “ROBOT” digunakan di New York pada Oktober 1922 pada sebuah pentas theater yang berjudul “RVR”, dinaskahi oleh Karel Caper. Kata Robot itu sendiri berasal dari sebuah kata robota yang berarti kerja.

Tahun 1956, UNIMATION memulai bisnis robot dan baru pada tahun 1972 mendapatkan laba dari usahanya tersebut. Istilah robot makin populer setelah ada film Starwars dan Robot R2D2 yaitu sekitar tahun 70-an.

1.2. Definisi Robot & Robotik

Banyak terdapat tanggapan mengenai konsep robot, dimana robot diandalkan sebagai tiruan manusia. Karena itu dicoba dibuat sebuah definisi untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan. Definisi yang paling dapat diterima adalah dari “Robot Institute Of America”.

“Sebuah robot adalah sesuatu yang dapat di program dan diprogram ulang, dengan memiliki manipulator mekanik / pengerak yang didisain untuk memindahkan barang-barang, komponen-komponen atau alat-alat khusus dengan berbagai program yang fleksibel / mudah disesuaikan untuk melaksanakan berbagai macam tugas”

Dari definisi tersebut dapat dikatakan robot sebagai automasi yang dapat diprogram ( Programmable Automation).

Sedangkan istilah Robotik Berdasarkan Webster adalah :

"Teknologi yang behubungan dengan mendesain, membuat, dan mengoperasikan robot."

Robotik ruang lingkupnya mencakup artificial intelegen, ilmu komputer, engineering mekanik, Psikologi, Anatomi, and bidang ilmu lainnya.

Kata Robotik sendiri pertama kali digunakan oleh Issac Asimov pada tahun1942.

1.4. Komponen Dasar Sebuah Robot

1. Manipulator

• Mekanik

• Penyangga gerakan ( appendage)

  Base (pondasi / landasan robot)

2. Controler Adalah jantung dari robot untuk mengontrol (MP, RAM, ROM, Sensor dll).

3. Power Supply

Sumber tenaga yang dibutuhkan oleh robot, dapat berupa energi listrik, energi tekanan cairan ( hidrolik ), atau energi tekanan udara ( Pneumatik ).

4. End Effector

Untuk memenuhi kebutuhan dari tugas robot atau si pemakai.

Tingkat Teknologi Robot

1. Robot teknologi rendah

2. Robot teknologi menengah

3. Robot teknologi tinggi

1. Robot teknologi rendah

Robot teknologi rendah digunakan dalam lingkungan industri untuk pekerjaaan seperti mesin pemasang & pelepas, penangganan material, operasi pengepressan dan operasi perakitan sederhana.

Karakteristik Robot teknologi rendah :

􀂙 Siku, memiliki 2 sampai dengan 4 pergerakan siku dan biasanya robot teknologi rendah merupakan robot non servo.

􀂙 Beban kerja, beban kerja untuk jenis robot teknologi rendah berkisar 3 sampai dengan 13,6 kg.

􀂙 Waktu siklus, adalah waktu yang perlukan sebuah robot untuk bergerak dari satu posisi ke posisi berikutnya. Dimana waktu siklus ini tergntung atas 2 faktor yaitu : beban kerja dan panjang lengan manipulator. Robot teknologi rendah biasanya memiliki waktu siklus yang cukup tinggi yaitu : 5 sampai dengan 10 Sekon.

􀂙 Ketelitian, adalah seberapa dekat sebuah robot dapat menggerakan manipulatornya sesuai dengan titik yang telah diprogramkannya. Erat hubungannya dengan ketelitian yaitu keseragaman. Keseragaman menggambarkan seberapa sering sebuah robot melakukan program yang sama, mengulangi gerakannya pada titik yang telah diberikan. Baik ketelitian dan keseragaman sangat penting dalam sistem operasi berbagai robot. Untuk robot teknologi rendah ketelitiannya berkisar 0,050 sampai dengan 0,025 mm.

􀂙 Aktuasi, adalah metode pergerakan siku suatu robot. Aktuasi dapat dicapai dengan menggunakan pneumatic, hidrolik, maupun elektrik. Untuk robot yang berteknologi rendah biasanya menggunakan motor listrik karena harganya murah dan operasinya mudah dikendalikan.

2.Robot teknologi menengah

Robot teknologi menengah umumnya digunakan untuk pekerjaaan mengambil dan meletakan dan mesin pemasang & pelepas. Robot teknologi menengah memiliki kerumitan yang lebih tinggi.

Karakteristik Robot teknologi menengah :

􀂙 Siku, Robot teknologi menengah memiliki jumlah siku yang lebih banyak dibandingkan dengan robot teknologi rendah dan memiliki batere kerja yang lebih besar. Lengan robot ini juga memiliki kekuatan manuver yang lebih untuk memanipulasi. Siku Robot teknologi menengah berjumlah 5 sampai dengan 6 pergerakan siku.

􀂙 Beban kerja, beban kerja untuk jenis robot teknologi menengah berkisar 68 sampai dengan 150 kg. Dengan bertambahnya kemampuan beban kerja maka robot ini mampu menggantikan pekerja dalam situasi dimana mengangkat bagian yang berat secara konstan ketika diperlukan.

􀂙 Waktu siklus, Robot teknologi menengah memiliki waktu siklus yaitu : dalam pergerakan siku sepanjang 25 sampai dengan 65 dapat ditempuh dalam waktu 1,0 Sekon. Semakin tinggi kompleksitas pekerjaan dan makin berat beban kerja yang diberikan maka makin bersar pula nilai waktu siklus yang diperoleh.

􀂙 Ketelitian, dengan bertambahnya jumlah siku akan juga berpengaruh dengan meningkatnya ketelitian. Untuk robot teknologi menengah ketelitiannya berkisar 0,2 sampai dengan 1,3 mm.

􀂙 Aktuasi, Untuk robot yang berteknologi menengah digerakkan oleh 2 tipe motor yaitu: listrik atau hidrolik. Alasan menggunakan 2 tipe motor karena beban kerja yang berat.

3.Robot teknologi tinggi

Robot teknologi rendah digunakan dalam lingkungan industri untuk pekerjaaan yang kompleksitasnya tinggi.

Karakteristik Robot teknologi tinggi :

􀂙 Siku, memiliki 8 sampai dengan 10 pergerakan siku dan biasanya robot teknologi tinggi memiliki jenis pekerjaan yang komplek dan manuver gerakan yang beragam.

􀂙 Beban kerja, beban kerja untuk jenis robot teknologi tinggi berkisar 150 sampai dengan 250 kg.

􀂙 Waktu siklus, karena bertambahnya gerakan dan kompleksitas kerja yang tinggi maka Waktu siklus untuk robot teknologi tinggi berkisar : 10 sampai dengan 25 Sekon.

􀂙 Ketelitian, dengan bertambahnya jumlah siku akan juga berpengaruh dengan meningkatnya ketelitian. Untuk robot teknologi tinggi ketelitiannya berkisar 1,5 sampai dengan 3,0 mm.

􀂙 Aktuasi, Untuk robot yang berteknologi tinggi biasanya digerakkan oleh 3 tipe aktuator motor yaitu: listrik, hidrolik dan pneumatik.

GEOMETRI ROBOT

2.1. Geometri Robot dan Istilah-Istilahnya

Degrees Of Freedom (DOF) adalah setiap titik sumbu gerakan mekanik pada robot, tidak terhitung untuk End Effector.

Degrees Of Movement (DOM) adalah kebebasan / kemampuan untuk melakukan sebauh gerakan.

Sebagai contoh, robot dengan 6 derajat kebebasan :

1. Base Rotation (dudukan untuk berputar)

2. Shoulder Flex (lengan atas / pundak)

3. Elbow Flex (lengan bawah)

4. Wrist Pitch (pergelangan angguk)

5. Wrist Yaw (pergelangan sisi)

6. Wrist Roll (pergelangan putar)

2.2. Joint Dan Link

Joint memungkinkan terjadinya gerakan pada dua bagian tubuh robot, sedangkan Link menghubungkan tiap-tiap joint.

2.3. Tipe-tipe Joint

1. Linear Joint

Gerakan antara In & Out, link adalah gerakan linear (tipe L-Joint).

2. Orthogonal Joint

Ini juga Linear Joint. Tetapi antara In & Out, Link-nya saling tegak lurus (tipe O-Joint).

3. Rotational Joint

Merupakan penghubung dimana perputaran terjadi tegak lurus terhadap In & Out Link (tipe R-Joint).

4. Twisting Joint

Mengakibatkan gerakan berputar, tapi putaran pararel dengan In & Out Link (tipe T-Joint).

5. Revolving Joint

Input Link, pararel dengan axis perputaran dari joint. Output tegak lurus dengan putaran.

2.4. Robot Konfigurasi

Dikarenakan robot mempunyai bermacam-macam bentuk dan ukuran, sehingga memiliki beragam kemampuan gerakan. Secara fisik, ada beberapa konfigurasi yang dapat dibentuk. Yaitu,

1. Konfigurasi Koordinat Kartesian

Sistem koordinat kartesian berbasis akan 3 sumbu atau bidang, yaitu sumbu x, y dan z.

2. Konfigurasi Koordinat Silinder

Sistem koordinat silinder memiliki 3 derajat kebebasan (DOF) atau 3 axis, yang terdiri dari θ (theta) mewakili sumbu putar, sumbu z mewakili gerakan naik-turun serta sumbu R yang mewakili gerakan memanjang atau memendek.

SISTEM KONTROL

3.1. Jenis Robot Control

Ada beberapa jenis pengatur gerakan pada robot, diantaranya :

1. Limite Sequence Robot

Ciri – ciri : - Paling sederhana

- Paling murah

- umumnya menggunakan driver pneumatic

- Operasinya Pick & Place

2. Point to Point

Ciri - ciri : - Lebih canggih dari Limite Sequence Robot

- Menyimpan titik-titik dari langkah robot

- Menggunakan driver hydraulic

- Motor elektronik

3. Countouring

Ciri – ciri : - Peningkatan Point to Point

- Speed & Countour

- Menggunakan driver hydraulic

4. Line Tracker

Ciri – ciri : - Untuk benda bergerak

- Senior dan program

- Menggunakan driver hydraulic

5. Intelligent Robot

Ciri – ciri : - Dapat bereaksi dengan lingkungan

- Dapat mengambil keputusan

- Advance I/O

- Advance sensor

3.2. Bagian-Bagian Pada Kontrol Robot

Kontrol pada robot dapat dikelompokan dari level rendah, menengah dan tinggi. Secara detail adalah sebagai berikut :

• Low Technology Controllers

Mungkin dapat diprogram untuk praktis atau tidak praktis. Tidak ada internal memory amp.

• Medium Technology Controllers

Mempunyai 2 sampai 4 sumbu bergerak dan memiliki mikroprosesor serta memori (terbatas). Tetapi I/O-nya terbatas, delay setiap gerakan serta dapat diprogram jika kerja telah lengkap.

• High Technology Controllers

Memiliki memori yang besar serta punya mikroprosesor dan co-mikroprosesor. Bermacam-macam I/O, re-program dalam waktu singkat. Mempunyai sampai dengan 9 axis. Dalam kontrolernya ada 5 bagian penting, yaitu Power Supply, Interface, Axis Drive Board, Option Boards dan Mikroprosesor.

3.3. Sensor

Sensor pada robot industri ada dua kategori, yaitu :

• Internal Sensor

Digunakan untuk mengontrol posisi, kecermatan dan lain-lain. Contohnya adalah potensiometer, optical encoder.

• External Sensor

Digunakan untuk mengontrol dan mengkoordinasi robot dengan environment. Contohnya adalah switch sentuh, infra merah.

Menurut jenis dan fungsinya dapat dilihat beberapa tipe sensor di bawah ini :

• Kontak Sensor

Dapat digunakan untuk mendeteksi kontak atau gaya. Ada dua jenis yaitu Touch Sensor dan Stress / Force Sensor.

• Proximity Sensor

Jika jarak antara obyek dan sensor dekat. Misalnya untk mengetahui jarak dari objek.

• Optical Sensor

Untuk mengetahui ada atau tidaknya suatu barang.

• Vision Sensor

Untuk mendefinisikan benda, alignment dan inspection.

• Voice Sensor

Untuk mengenali jenis benda dan melakukan perintah lewat suara.

Dan masih banyak jenis-jenis sensor lainnya. Biasanya sensor digunakan untuk pengukuran kondisi fisis, seperti temperature, tekanan, aliran listrik dan lain-lain.

Read more

Perkembangan Human Interfacing Komputer

Perkembangan Human Interfacing Komputer

Interaksi Manusia dan Komputer (IMK) atau yang sering disebut dengan Human Computer Interaction (HCI) merupakan sebuah studi yang mempelajari tentang manusia, teknologi, dan bagaimana mereka saling berinteraksi. HCI merupakan hubungan antara manusia dengan komputer baik itu secara langsung mau pun tidak langsung. Human yang dimaksud di sini adalah seseorang atau organisasi yang terdiri dari banyak orang yang bekerja secara bersama-sama untuk tujuan atau visi tertentu. Sedangkan komputer merupakan sebuah alat atau pun device seperti desktop, PC, mobile, smartphone, dan lain sebagainya yang juga bisa digunakan untuk berkomunikasi, untuk browsing internet, untuk membuat program, untuk bermain game, atau pun hal-hal lain yang bisa dilakukan oleh manusia dan mendukung kegiatan manusia tersebut. Sedangkan interaction merupakan sebuah hubungan timbal balik atau komunikasi antar komputer dan manusia baik secara langsung mau pun tidak langsung dan hubungan ini memiliki manfaat yang lebih bagi manusia itu sendiri.

HCI sendiri memiliki 3 karakteristik, yaitu useful, usable, dan used. Useful memiliki ciri yaitu produk tersebut harus berguna untuk memenuhi kebutuhan manusia, sebagai contohnya pada masa lalu manusia mengetik/membuat surat hanya dengan menggunakan mesin ketik, tapi pada zaman sekarang karena teknologi semakin maju, maka dibuatlah komputer yang juga bisa digunakan untuk mengetik. Apa perbedaan antara keduanya? mesin ketik hanya bisa digunakn untuk mengetik saja, sedangkan komputer selain dapat digunakan untuk mengetik, komputer juga dapat digunakan oleh manusia untuk melakukan hal-hal lain yang  mendukung kegiatan manusia seperti browsing internet, membuat kode program, memainkan musik, dan lain-lain. Sedangkan usable memiliki ciri yaitu software/device tersebut dapat dipelajari dengan cepat oleh user dan cara mengaplikasikannnya pun mudah/tidak terlalu rumit, sebagai contohnya adalah pada e-mail yang sering kita jumpai di internet dan juga sering kita gunakan untuk mengirim e-mail ke orang lain. Ketika kita ingin membuat e-mail dan mengirimnya, kita tinggal melakukan klik pada tombol new kemudian send sehingga e-mail tersebut akan terkirim ke e-mail yang kita tuju. Kita bisa melakukan pengiriman e-mail ini dengan mudah karena desain yang dibuat oleh e-mail tersebut mudah untuk kita pelajari sehingga kita tidak perlu berhari-hari untuk mempelajarinya. Karakteristik yang ketiga dari HCI adalah used, di mana used memiliki ciri-ciri yaitu memiliki desain yang menarik untuk dilihat, desain software yang digunakan pun tidak asal-asalan tapi juga sesuai dengan kebutuhan dan juga berdasarkan ilmu pengetahuan. Sebagai contohnya adalah mouse pada zaman dulu memiliki bentuk kotak yang tidak begitu nyaman jika kita gunakan tetapi pada zaman sekarang berubah menjadi agak melengkung sehingga nyaman jika digunakan oleh manusia.

Dalam sejarah perkembangannya, HCI di masa lalu dan di masa sekarang memiliki karakteristik yang berbeda. HCI di masa lalu memiliki beberapa karakteristik, yaitu berpusat pada fungsi/proses (function process centered), tidak banyak menggunakan grafis, dan berkembangnya pada segi hardware. Sedangkan karakteristik HCI pada masa sekarang adalah berpusat pada pengguna (user centerd), banyak menggunakan grafis, perkembangannya dari segi hardware mau pun software, dan teknologinya ditujukan pada natural feel dan motion capture touch screen.

Prediksi untuk HCI di masa mendatang, secara prinsip ciri-ciri komputer masa mendatang adalah lebih canggih dan lebih murah dan juga memiliki banyak kemampuan. Diantaranya adalah melihat, mendengar, berbicara, dan berpikir serta mampu membuat kesimpulan seperti manusia. Ini berarti komputer memiliki kecerdasan buatan yang mendekati kemampuan dan perilaku manusia. Kelebihan lainnya lagi adalah kecerdasan untuk memprediksi sebuah kejadian yang akan terjadi, bisa berkomunikasi langsung dengan manusia, dan bentuknya pun semakin kecil. Yang jelas komputer masa depan akan lebih menakjubkan dibandingkan komputer pada masa sekarang. Dan kemungkinan teknologi di masa mendatang pastinya akan didominasi oleh penerapan artificial intelligent (kecerdasan buatan).

Ada pun beberapa teknologi yang sangat berperan dalam HCI di masa mendatang, yaitu sebagai berikut :

1.Holografi

Holografi merupakan teknik yang memungkinkan cahaya dari suatu benda yang tersebar direkam dan kemudian direkonstruksi sehingga objek seolah-olah berada pada posisi yang relatif sama dengan media rekaman yang direkam.

2.Biometric

Biometric merupakan sebuah ilmu untuk mengukur karakteristik tubuh perorangan. Alat keamanan biometric mengidentifikasi seseorang melalui sidik jari, karakteristik tangan, mata atau wajah, intonasi suara dan ciri-ciri biologis lainnya.

3.VirtualReality

Virtual Reality atau realitas maya adalah program informasi “immersive” (atau area yang luas), multi-sensory, yang digenerate melalui komputer yang men-track pengguna secara real time.

Read more