STRUKTUR ROBOT

Definisi

Kata “ROBOT” pertama kali muncul pada tahun 1921 dalam sebuah drama berjudul R.U.R. (Rossum’s Universal Robots) karangan Karel Capek (dibaca chop’ek). Kata “ROBOT” berasal dari bahasa Ceko “ROBOTA” yang berarti Forced Labor. Kata “ROBOTICS” juga berasal dari sebuah karya cerita pendek fiksi ilmiah karangan Issac Asimov pada tahun 1942 yang berjudul “Runaround”. Cerita pendek tersebut kemudian dimasukkan oleh Isaac Asimov ke dalam buku karangannya yang sangat terkenal, “I, Robot”.

Sebuah robot adalah sebuah unit baik berupa mekanika atau fisikal maupun yang virtual memiliki kecerdasan. Pada umumnya, robot berupa rangkaian elektromekanik yang dapat bergerak dan memiliki akal. Namun sampai saat ini definisi dari sebuah mesin atau alat dapat dikategorikan sebagai robot masih diperdebatkan dan dibakukan.

Secara umum, sebuah robot harus memiliki sifat-sifat atau karakteristik sebagai berikut:

• Sebuah robot tidaklah alami, merupakan hasil rekaan.
• Dapat merasakan kondisi lingkungannya.
• Dapat memanipulasi benda-benda yang berasa di lingkungannya.
• Memiliki tingkat kecerdasan tertentu, mampu membuat keputusan berdasarkan lingkungannya, terkontrol secara otomatis (preprogrammed sequence).
• Dapat diprogram.
• Dapat bergerak dengan satu atau lebih aksis unntuk berputar dan berpindah.
• Dapat membuat pergerakan yang terkoordinasi dengan baik

International Standard ISO 8373 mendefinisikan robot sebagai: “An Automatically controlled, reprogrammable, multipurpose manipulator programmable in three or more axes, which may be either fixed or mobile for use in industrial automation applications.”

Tidak ada satu definisi pun tentang robot yang dapat memuaskan semua orang. Joseph Engelberger, seorang pioner dalam robotika industri pernah mengatakan: “I can’t define a robot, but I know one when I see one.” Kamus Cambrige Advanced Learner’s mendefinisikan robot sebagai: “A machine used to perform jobs automatically, which is controlled by a computer.”

Classification

1. Geometri Lengan (Arm Geometry)
2. Derajat Kebebasan Gerak (Degrees of Freedom)
3. Sumber Tenaga (Power Source)
4. Tipe Pergerakan (Types of Motion)
5. Bentuk
6. Kegunaan

Geometri Lengan (Arm Geometry)

 Sebuah robot harus dapat bergerak dalam sebuah ruang untuk mencapai suatu titik tertentu melalui tiga aksis yaitu bergerak maju dan mundur, bergerak kiri dan kanan, serta bergerak ke atas dan ke bawah. Dalam matematika dikenal dengan sumbu X, Y, dan Z dalam diagram cartesius.

Robot dapat diklasifikasikan berdasarkan tipe gerakannya untuk menyelesaikan suatu pekerjaan.

Rectangular Coordinated

Memiliki tiga sumbu linier untuk bergerak. Sumbu X merepresentasikan perkerakan ke kiri dan ke kanan, sumbu Y merepresentasikan pergerakan maju dan mundur, seta sumbu Z merepresentasikan pergerakam ke atas dan ke bawah. Ruang kerja dari robot tipe ini adalah sebuah kubus atau persegi sehingga setiap pekerjaan yang dilakukan robot tipe ini harus berada pada ruang kerjanya.

Keunggulan dari robot tipe Rectangular Coordinated ini adalah sebagai berikut:

1. Mampu mencapai ruang kerja yang luas. Jika ingin menambah volume ruang kerja maka cukup menambah panjang salah satu sumbunya.
2. Pergerakannya yang linier memudahkan dalam pengontrolan.
3. Memiliki akurasi dan kemampuan untuk mengulang pekerjaan yang sangat tinggi.
4. Mampu membawa beban berat karena kapasitas/daya angkatnya tidak berubah pada tiap lokasi.

Sedang kekurangan dari robot tipe Rectangular Coordinated yaitu, lebih sulit untuk dirawat karena pada umumnya berukuran besar dan pergerakannya terbatas, hanya satu pergerakan per satuan waktu.

Cylindrical Coordinated

Robot tipe ini memiliki dua gerakan linier dan satu gerakan memutar. Robot tipe ini mampu melakukan banyak gerakan yang merupakan hasil kombinasi dari gerakan linier dan memutarnya. Kemampuan untuk berputar juga menghasilkan gerakan yang lebih cepat dan ruang kerja yang lebih besar dibanding dengan rectangular coordinated. Robot tipe ini paling cocok untuk tipe pekerjaan pick and place operation.

Keunggulan dari robot tipe ini adalah sebagai berikut:

1. Struktur vertikalnya menghemat tempat.
2. Pergerakan horizontalnya yang jauh sangat berguna dalam Far-Reaching operation.
3. Mampu mengangkat beban berat.

Sedangkan kelemahan dari robot tipe ini adalah sebagai berikut:

1. Kemampuannya untuk mengulang pekerjaan dan tingkat ketepatannya rendah karena arah dari gerakan memutar.
2. Konfigurasinya membutuhkan sistem kontrol yang lebih canggih dari rectangular coordinated karena gerakan memutar lebih sulit dihitung dibanding dengan gerakan linear.

Spherical Coordinated

Robot tipe ini memiliki satu gerakan linear dan dua gerakan memutar. Ruang kerjanya berupa sebuah bola dan memiliki kapasitas ruang yang lebih besar dibanding dengan cylindrical dan rectangular coordinated.  Desain dari robot ini memberikan kemampuan untuk mengangkat beban berat. Keunggulan dan kelemahan dari robot tipe ini sama dengan kelemahan robot tipe cylindrical coordinated karena gerakan memutar yang dimilikinya.

Derajat Kebebasan Gerak (Degrees of Freedom)

Derajat kebebasan gerak atau degrees of freedom dari sebuah sistem robotik dapat dibandingkan dengan bagaimana tubuh manusia bergerak. Sama halnya dengan manusia, untuk setiap derajat kebebasan gerak pada robot dibutuhkan sebuah sendi. Secara umum, total derajat kebebasan gerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah lengan robot adalah enam buah. Meski enam derajat kebebasan gerak dibutuhkan untuk mencapai fleksibilitas maksimum, namun kebanyakan robot hanya menggunakan 3 sampai 5 derajat kebebasan gerak (DOF). Makin banyak derajat kebebasan gerak, makin kompleks pergerakan yang dapat dilakukan dan makin kompleks juga pemrogramannya.

Tiga buah derajat kebebasan gerak atau degrees of freedom yang terletak pada lengan adalah:

1. Rotational reverse.
2. Radial traverse.
3. Vertikal traverse.

Tiga buah derajat kebebasan gerak atau degrees of freedom yang terletak pada pergelangan tangan adalah:

1. Pitch atau Bend.
2. Yaw.
3. Roll atau Swivel.

Sumber Tenaga (Power Source)

Robot adalah benda elektro mekanik sehingga membutuhkan sumber tenaga untuk dapat bergerak. Ada tiga macam sumber tenaga yang sering digunakan, yaitu:

Listrik

Listrik digunakan untuk menghidupkan pompa yang menghasilkan tekanan pneumatic dan hydraulic. Listrik juga menjadi sumber tenaga bagi robot controller dan semua peralatan elektronik di dalamnya. Pada robot elektrik, semuanya menggunakan energi listrik sehingg menghemat tempat dan mengurangi suara bising serta tidak memerlukan konversi energi. Saat ini robot-robot yang dikembangkan hampir seluruhnya menggunakan sumber tenaga listrik.

Pnumatik (Pneumatic)

Menggunakan tenaga yang dihasilkan dari tekanan udara. Tenaga yang dihasilkan tidak besar sehingga hanya mampu mengangkat benda-benda ringan saja. Sumber tenaga pnumatik ini paling sering digunakan untuk robot dengan gerakan stop-to-stop sederhana.

Hidrolik (Hydraulic)

Hidrolik mampu memberikan energi yang cukup besar sehingga banyak digunakan di industri berat. Energi yang dihasilkan sangat efisien dan robot dengan sumber tenaga seperti ini pada umumnjya memiliki performa yang tinggi.

Tipe Pergerakan (Types of Motion)

Berdasarkan tipe pergerakannya, robot dapat dibagi ke dalam empat jenis, yaitu:

1. Slow motion, pergerakan yang paling sederhana. Diperintahkan dari satu titik ke titik lain dengan kecepatan tetap.
2. Joint-Interpolated motion, membutuhkan pengontrol untuk mengkalkulasikan waktu yang dibutuhkan pada setiap joint untuk mencapai tujuan pada kecepatan bervariasi.
3. Straight-Line Interpolation motion, gerakan lurus.
4. Circular Interpolation motion, gerakan memutar.

Bentuk

Fixed Robot (Non Mobile Robot)

Merupakan bentuk robot yang tidak dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain secara keseluruhan. Bentuk robot ini bersifat statis dari segi posisi dan sangat sulit untuk dipindahkan. Contoh dari bentuk robot ini adalah: robot di bidang industri.

Mobile Robot

Merupakan bentuk robot yang dapat secara dinamis berpindah tempat dari satu titik ke titik lainnya. Memiliki alat gerak untuk berpindah seperti, roda atau kaki.

Bug Robot (Robot with Animal Shape)

Merupakan robot yang memiliki bentuk menyerupai binatang. Disebut Bug Robot karena pada awalnya bentuk robot mengambil bentuk serangga.

Humanoid

Merupakan robot yang memiliki bentuk menyerupai bentuk manusia. Hal yang paling sulit dari bentuk robot ini adalah memikirkan bagaimana robot dapat berdiri tegak dan berjalan dengan seimbang.

Combination

Merupakan robot dengan bentuk gabungan dari keempat bentuk sebelumnya.

Kegunaan

Industri

Robot digunakan untuk otomatisasi proses produksi, welding, perakitan, dan penge-pak-an (packing). Penggunaan robot untuk bidang industri dianggap lebih baik karena dapat melakukan pekerjaan berat yang tidak dapat dilakukan oleh manusia.

Kedokteran

Robot digunakan oleh paramedis dan dokter dalam merawat pasien. Sampai saat ini robot yang paling banyak dibuat adalah robot untuk bidang operasi, dengan alasan dapat membantu dokter mendapatkan ketelitian saat mengoperasi.

Serving

Robot yang dibuat untuk tujuan melayani manusia atau mengambil alih beberapa pekerjaan yang dilakukan oleh manusia sehari-hari.

Toy/Pet

Robot dengan tujuan untuk dijadikan mainan atau peliharaan.

Education

Robot yang ditujukan untuk mempermudah orang dalam mempelajari fungsi-fungsi dasar dan mekanisme kerja dari sebuah robot. Robot seperti ini juga memotivasi orang-orang untuk lebih berperan serta dalam pengembangan robot di masa depan.

 Prinsip Kerja Robot

Sampai saat ini, belum ada robot yang mampu berinteraksi secara mandiri atau dengan kata lain bertindak seperti manusia yang dapat melakukan banyak hal tanpa harus mengunggu suatu rangsangan dari lingkungan, Robot terlihat hidup tapi sebenarnya hanya merespon rangsaungan yang diterimanya dari lingkungan sekitarnya.

Pada gambar di atas, lingkungan memberikan rangsangan yang akan diterima oleh sensor. Sensor akan mengirimkan sinyal-sinyal rangsangan ke otak (pusat pengolahan data dari robot). Otak kemudian memproses rangsangan tersebut dan memutuskan komponen yang akan bekerja. Komponen yang dipilih otak akan memberikan respon kepada lingkungan sehingga seolah olah robot mengerti dan memahami rangsangan dari lingkungan.

PERKEMBANGAN DUNIA ROBOT

Sejarah Robot

Jepang

Ketika robot kerap kali mendatangkan pertentangan di negara Barat, karena adanya kemungkinan mereka dapat menggantikan manusia di masa depan atau akan mengakibatkan emosi palsu, masyarakat Jepang secara umum malah memperlihatkan antusiasme tinggi terhadap segala jenis robot. Beberapa manga dan anime seperti astroboy mungkin memiliki konstribusi paling penting dalam pembentukan perspektif positif masyarakat Jepang terhadap robot.

Cikal bakal robot di Jepang telah ada sejak zaman Edo [1603-1867] yaitu sebuah boneka mekanik yang dikenal sebagai Karakuri Ningyo. Robot mulai benar-benar dikembangkan di Jepang sejak tahun 1973, oleh Professor Ichiro Kato dari universitas Waseda.

Asimo adalah robot humanoid yang diciptakan oleh Honda Motor Company. Tingginya 130 cm dengan berat 54 kg. Menyerupai astronot kecil yang membawa backpack dan bisa berjalan di atas dua kaki dengan kecepatan 6km/jam. Secara resmi, nama Asimo merupakan akronim dari advance Step in Innovative Mobility. Menurut pernyataan resmi Honda pemberian nama tersebut tidak ada hubungannya dengan nama penulis science fiction dana penemu Three Laws of Robotics, Isaac Asimov.

Selama 2007,telah ada 46 unit Asimo. Per unitnya dibuat dana mendekati satu juta US dolar, dan beberapa unit bisa disewa dengan biaya 166.000 US dolar per tahun. Asimo bisa memberi respon bila namanya dipanggil, menatap wajah seorang yang sedang mengajaknya bicara dan mengenali secara cepat bunyi benda jatuh atau benturan dan menghadap kearah asal suara. Asimo dapat mengenali wajah seseorang, meskipun ia atau orang tersebut sedang bergerak. Asimo dapat mengenali kira-kira 10 orang yang namanya sudah didaftarkan dan dapat memberikan salam kepada pengunjung yang datang dan memberi informasi atas kedatangan seseorang dengan mentransmisikan pesan dan foto pengunjung serta dapat membimbing pengunjung ke tempat yang telah ditentukan.

Actroid adalah robot humanoid dengan tampilan menyerupai manusia yang sesungguhnya dikembangkan oleh universitas Osaka dan diproduksi oleh Kokoro Company Ltd.[disvisi animatorik Sanrio]  Diperkenalkan pertama kali pada International Robot Exposition tahun 2003 di Tokyo,Jepang.

Banyak produk dengan versi yang berbeda diciptakan setelahnya. Biasanya robot ini dibuat sedemikian rupa sehingga mirip dengan wanita muda keturunan Jepang. Actrod adalah contoh pelopor untuk mesin nyata yang mirip android atau gynoid dalam fiksi ilmiah. Actroid mampu berekspresi seperti mengedipkan mata, berbicara,dan bernafas. Kulit Actroid terbuat dari silicon dan tampak menyerupai kulit manusia asli. Sebanyak 47 sensor penggerak dipasangkan di bagian tubuh atas Actroid sehingga mampu bereaksi secara alami seperti manusia.

Sistem pengindraan Actroid sensor penggerak mampu membuatnya bereaksi cukup cepat untuk melakukan atau menangkis tinju. Namun sejauh ini pergerakan tubuh bagian bawah masih terbatas. Actroid bisa disewa bersama kostumnya untuk memberi salam pada tamu kafe, pusat informasi, kompleks, perusahaan, ataupun museum, dengan biaya 400.000 yen untuk 5 hari termasuk biaya koreografi.

Selain jepang banyak negara – negara di eropa dan amerika yang menciptakan berbagai jenis robot, diantaranya Robotcar, Mobil Tanpa Sopir yang di kembangkan oleh Oxford University. Sebelumnya sudah ada robotcar yang sejenis yang di buat oleh perusahaan ternama yaitu google. Ada juga robot WILDCAT yaitu robot yang memiliki empat kaki yang dapat berjalan dan berlari layaknya cheetah, robot tersebut dapat berlari dengan kecepatan 16 mph dan di kendalikan sepenuhnya secara wireless.

Selain dua robot tersebut ada juga robot hewan yang mempunyai ukuran yang cukup kecil dan sama dengan ukuran hewan aslinya diantaranya yaitu BionicOpter Dragonfly adalah Robot Capung Unik Buatan Festo yang dapat terbang layaknya capung sungguhan.

Robot T8 Spiderbot ini diciptakan dengan meniru cara laba-laba bergerak dengan menggunakan basis robot hexapod atau robot dengan delapan kaki. Robot T8 Spiderbot ini diciptakan oleh Robugtix , bodi atau badan robot T8 Spiderbot ini dicetak menggunakan teknologi printer 3D.

Ada juga rumah RV RUMAH ROBOT MASA DEPAN yaitu Greg Lynn, ia berhasil membuat sebuah desain prototype rumah RV atau rumah kendaraan robot yang memiliki ukuran skala 1/5 dari rumah normal manusia. Struktur bangunan rumah robot ini meningkatkan ruang hidup dengan memutar sumbu yang berada dibawah dasar rumah robot. Robot ini dapat merespon lingkungan baik cuaca panas maupun dingin sehingga dapat memberikan efek suasana yang terjadi pada rumah robot tersebut.

Di dunia kedokteran teknologi robotika juga mulai di gunakan. Terbukti dengan adanya teknologi lengan robotik dimana lengan tersebut terbuat dari robot hal ini sangat membantu bagi orang yang lumpuh dan juga lengan robot tersebut dapat di kendalikan menggunakan pikiran. Sebuah teknologi yang luar biasa tentunya, teknologi yang bisa memberikan harapan jangka panjang untuk orang – orang yang mengalami kelumpuhan.

Indonesia

Sejauh ini, belum ada data yang dapat memberikan kepastian mengenai kapan robot, sebagai teknologi, mulai dikembangkan di Indonesia. Namun mulai tahun 80-an, kebijakan nasional dalam pengembangan riset teknologi telah memberikan dukungan pada litbang permesinan otomatis dalam rangka mencermati dan menunjang Sumber Daya Manusia Indonesia yang memiliki minat dan kemampuan untuk menguasai teknologi robot. Salah satu wujud konkretnya adalah dikembangkannya sejumlah laboratorium, seperti MEPPO (Mesin Perkakas Teknik Produksi dan Otomatis) yang diprakarsai oleh BPPT bekerjasama dengan ITB, Industri strategis, serta LET (Laboratorium Elektronika Terapan) di LIPI.

Sejak dikembangkannya sejumlah laboratorium tersebut, beraneka macam permesinan otomatis / robot telah berhasil dikembangkan, diproduksi, serta dikomersilkan oleh berbagai industri, baik industri strategis maupun industri lainnya di Indonesia. Bahkan dalam pengembangan robot terbaru saat ini, telah dikembangkan jenis robot yang memiliki kemampuan untuk mengontrol seluruh sistem operasi suatu pabrik.

Sejak tahun 80an, pendayagunaan dan pemanfaatan permesinan otomatis telah dilakukan terutama melalui sejumlah industri strategis, di antaranya: PT PINDAD (sistem, peralatan, dll.), PT LEN Industri (IT, perangkat lunak, komputasi), PT Bharata dan PTBBI (pengecoran presisi untuk membuat bagian-bagian mesin), dll. Di samping itu, PT DI dan PT PAL, yang merupakan pengguna mesin otomatis, telah menguasai pengetahuan mengenai operasionalisasi robot untuk teknologi pesawat terbang dan teknologi perkapalan.

Kontes Robot Indonesia pertama kali diselenggarakan oleh Depdiknas tahun 1990. Sebelas tahun berikutnya, tepatnya pada tahun 2001, salah satu perwakilan dari Indonesia, yaitu tim B-Cak dari PENS-ITS telah berhasil mencapai prestasi yang spektakuler, yakni dengan keluar sebagai Juara Pertama pada Asia Pasific Broadcasting (ABU) Robocon yang diselenggarakan di Tokyo.

Berita seputar kontes Robot

Lahirnya Kontes Robot Indonesia

Meski demikian, mereka tak putus asa dan akhirnya muncul ide untuk mengadakan kontes robot bernama Indonesian Robot Contest (IRC) yang kemudian menjadi Kontes Robot Indonesia (KRI).

Terdapat delapan tim dari empat institusi peguruan tinggi yang berlaga dalam IRC 1993 kala itu. Hingga tahun 2007, sudah 9 kali KRI digelar, di mana sejak tahun 2002, KRI rutin diadakan sekali dalam setahun hingga tahun ini.

Tidak hanya KRI, atas usulan pihak Universitas Indonesia, sejak tahun 2004 juga dilangsungkan Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI) bersamaan dengan digelarnya KRI. Beberapa tahun terakhir peminat KRI dan KRCI mengalami kenaikan yang signifikan.

Tahun 2007, tercatat 138 pendaftar untuk KRI dan 205 untuk KRCI. Menandakan bahwa robot semakin digandrungi di Indonesia. Di tahun ini ada berbagai kategori yang dipertandingkan dalam KRI, yaitu Robot Sepak Bola, Robot Menari, dan Robot Pemadam Api.

Robot Indonesia Masuk 8 Besar Dunia

Tim Robot EEPIS Robot Soccer (EROS) dari PENS-ITS dikabarkan masuk delapan besar dunia dalam Kontes Robot Dunia RoboCup 2013 di Eindhoven, Belanda pada 26-30 Juni 2013.

Dilaporkan Antara, langkah EROS terhenti di 8 besar dunia karena wakil Indonesia di ajang itu harus puas dengan skor 1-3 melawan tim robot sepak bola AUT-Man dari Iran di perempat final.

Pada pertandingan sebelumnya, EROS berhasil memenangkan pertandingan melawan TH-MOS dari Tsing Hua University China dengan skor 6-0. Pertandingan lainnya yang dimenangi EROS adalah saat melawan WF-Wolf dari Juara Jerman Open 2013 dengan skor 4-0.

Dua pertandingan lainnya melawan SnoBots dari Universitas Manitoba Canada juga menang dengan skor 5-0 dan pada saat melawan Cyberlords La Salle dari Universitas La Salle Mexico dengan skor 10-0.