Apa Sih Robot Itu?
Pengertian
Robot
Robot berasal dari kata “robota” yang dalam bahasa Ceko yang berarti
budak, pekerja atau kuli. Pertama kali kata “robota” diperkenalkan oleh Karel
Capek dalam sebuah pentas sandiwara pada tahun 1921 yang berjudul RUR (Rossum’s
Universal Robot). Pentas ini mengisahkan mesin yang menyerupai manusia yang dapat
bekerja tanpa lelah yang kemudian memberontak dan menguasai manusia(Gambar 1).
Istilah “robot” ini kemudian mulai terkenal dan digunakan untuk menggantikan
istilah yang dikenal saat itu, yaitu automaton.
Saat ini hampir tidak ada orang yang tidak
mengenal robot, namun pengertian robot tidaklah dipahami secara sama oleh
setiap orang. Sebagian membayangkan robot adalah suatu mesin tiruan manusia
(humanoid), meski demikian humanoid bukanlah satu-satunya jenis robot.
Untuk memahami pengertian robot kita coba
untuk menelusuri pengertian robot dari beberapa sumber. Pada kamus Webster
pengertian robot adalah
“An
automatic device that performs function ordinarily ascribed to human beings”
Dari kamus Oxford diperoleh pengertian robot
adalah
A
machine capable of carrying out a complex series of actions automatically,
especially one programmed by a computer.
Pengertian dari Webster mengacu pada pemahaman
banyak orang bahwa robot melakukan tugas manusia, sedangkan pengertian dari
Oxford lebih umum.
Beberapa organisasi di bidang robot membuat
definisi tersendiri. Robot Institute of America memberikan definisi robot
sebagai:
“A
reprogammable multifunctional manipulator designed to move materials, parts,
tools or other specialized devices through variable programmed motions for the
performance of a variety of tasks”.
International Standard Organization (ISO 8373)
mendefinisikan robot sebagai:
“An
automatically controlled, reprogrammable, multipurpose, manipulator programmable
in three or more axes, which may be either fixed in place or mobile for use in
industrial automation applications”.
Dari beberapa definisi di atas, kata kunci
yang ada yang dapat menerangkan pengertian robot adalah:
1. dapat
memperoleh informasi dari lingkungan (melalui sensor)
2. dapat
diprogram,
3. dapat
melaksanakan beberapa tugas yang berbeda
4. bekerja
secara otomatis
5. cerdas
(intelligent)
6. digunakan
di industri
Saat ini pemahaman bahwa robot digunakan hanya
di industri sudah tidak sesuai lagi. Perkembangan teknologi mobile robot
memungkinkan robot digunakan secara luas, hingga merambah bidang pertahanan,
eksplorasi tempat berbahaya, bahkan hiburan. Contoh robot yang cukup dikenal
adalah Asimo, humanoid buatan Honda yang dapat berjalan, berlari dan menaiki
tangga, serta AIBO, animoid berbentuk anjing.
Anatomi
Robot
1) sensor 2)aktuator 3)catu daya 4)kontroler
5)sistem komunikasi 6)sistem pemindah 7)manipulator/end effector 8)rangka
Gambar
4 Anatomi suatu mobile robot
Gambar 4 menunjukkan komponen mobile robot
yang mewakili anatomi suatu robot pada umumnya. Sebetulnya anatomi robot yang
mirip dengan manusia dari segi fungsinya. Ekivalensi komponen robot dengan
anggota tubuh manusia apat dilihat pada Tabel 1 Ekivalensi komponen robot
dengan anggota tubuh manusia.
Robot
|
Manusia
|
Sensor
|
Panca indra
|
Aktuator
|
Otot
|
Catu daya
|
Sistem pencernaan
|
Sistem komunikasi
|
Mulut dan telinga
|
Sistem pemindah
|
Kaki
|
Manipulator/end effector
|
Lengan/tangan
|
Rangka
|
Tulang
|
Kontroler
|
Otak
|
Program
|
Pikiran
|
Sensor adalah peranti untuk menerima suatu
besaran/sinyal fisik yang kemudian meneruskannya ke kontroler. Terdapat dua
jenis sensor pada robot, yaitu sensor internal yang menerima informasi dari
bagian robot dan sensor eksternal yang menerima informasi dari lingkungan di
luar robot. Contoh dari sensor internal adalah sensor kecepatan atau torsi
motor, sedangkan contoh sensor eksternal adalah sensor cahaya, temperatur,
suara, tekanan, vision, dan sensor-sensor lainnya.
Aktuator adalah peranti yang menghasilkan
gerakan pada robot. Motor listrik, pneumatika, dan hidrolika adalah contoh dari
aktuator. Selain output gerakan, pada suatu robot sering kali diperlukan output
dalam bentuk lain, misalnya display untuk menampilkan keadaan sensor ataupun
aktuator. Display dapat berupa LED, seven segment, ataupun LCD.
Robot memerlukan catu daya sebagai sumber
tegangan untuk seluruh rangkaian elektronik yang terdapat di dalamnya. Catu
daya dapat berupa batere, aki, listrik AC (via adaptor), dan sel surya.
Kontroler adalah peranti yang berfungsi untuk
mengolah informasi yang diberikan sensor dan kemudian memberikan perintah
kepada aktuator untuk melakukan hal tertentu. Misalnya pada suatu robot pencari
cahaya, maka jika terdapat cahaya sensor akan memberikan informasi kepada
kontroler yang kemudian akan memerintahkan kepada aktuator untuk bergerak
mendekati arah cahaya. Kebanyakan kontroler yang digunakan pada robot adalah
peranti digital yang dapat diprogram (atau secara umum disebut komputer) karena
alasan fleksibilitas. Banyak peranti yang dapat dijadikan kontroler robot,
seperti PC, mikrokontroler, PLC serta kontroler digital lainnya (misal FPGA),
namun yang paling banyak dipakai (terutama untuk mobile robot) adalah
mikrokontroler.
Selain bekerja secara mandiri, suatu robot
sering kali dituntut untuk dapat berkomunikasi dengan manusia, suatu pusat
kendali ataupun robot lainnya. Komunikasi dapat dilakukan melalui kabel, biasanya
menggunakan komunikasi serial (RS232/485), ataupun tanpa kabel (wireless).
Komunikasi tanpa kabel dapat memanfaatkan gelombang radio, transmisi inframerah
atau yang terbaru menggunakan teknologi blue tooth.
Dalam melaksanakan tugasnya robot sering kali
perlu untuk berpindah tempat. Untuk itu diperlukan suatu sistem pemindah
(locomotion system). Terdapat banyak variasi sistem pemindah, namun pada pada
dasarnya semua menggunakan salah satu dari roda, rantai (track), atau kaki
dengan jumlah kaki 2, 4, ataupun 6. Robot dengan dua kaki disebut sebagai
biped. Robot industri pada umumnya hanya berupa lengan robot yang bersifat
statis sehingga tidak memerlukan sistem pemindah ini.
Untuk memanipulasi obyek lain digunakan
manipulator. Proses manipulasi ini dapat berupa pengangkatan, pemindahan, atau
pengubahan orientasi dari suatu obyek. Untuk robot industri menipulasi berarti
pelaksanaan tugas spesifik menggunakan peralatan khusus, misalnya pengelasan,
pengecatan, penanganan material, perakitan, inspeksi, dan lain-lain. Ujung dari
manipulator tempat terdapat peralatan secara umum disebut sebagai end-effector
atau jika digunakan sebagai pencekam/pemegang secara khusus disebut gripper.
Rangka adalah tempat/wadah dari seluruh
komponen robot terpasang. Bermacam-macam material dapat digunakan sebagai
rangka, di antaranya plastik, kayu, ataupun logam.
Selain komponen berupa perangkat keras, robot
juga memerlukan perangkat lunak berupa program. Bahasa pemrograman yang
dipergunakan bermacam-macam dari bahasa pemrograman tingkat menengah
(assembly), bahasa pemrograman tingkat tinggi (Basic, C, Java), hingga bahasa
pemrograman visual (misalnya Microsoft Robotics, Robotic Invention System dari
Lego, dan GUI-bot dari Parallax).
Dari
Mana Memulainya?
Robot adalah suatu benda yang selalu
menimbulkan kekaguman bagi yang melihatnya karena diasosiasikan dengan
teknologi yang canggih. Namun orang jarang yang berusaha memahami sebetulnya
apa saja yang ada dalam suatu robot, bagaimana prinsip kerjanya, dan lebih
sedikit lagi yang ingin membangun serta mengendalikan suatu robot.
Untuk dapat membangun suatu robot diperlukan
dasar-dasar pengetahuan dari tiga bidang, yaitu mekanika, elektronika, dan
pemrograman. Integrasi dari ketiga bidang ini saat ini telah melebur menjadi
suatu bidang baru yang dikenal sebagai mekatronika.
Sebelum dapat membuat suatu robot yang dapat
melakukan hal-hal yang rumit, maka lebih mudah tentunya untuk mempelajari dan
membangun suatu robot yang hanya dapat mengerjakan suatu tugas sederhana.
Alih-alih membayangkan robot berbentuk manusia (humanoid), lebih baik mencoba
membangun robot sederhana, contohnya platform beroda yang dapat melewati
rintangan ataupun dapat mengikuti garis. Dengan memulai dari yang sederhana
selain lebih mudah untuk dipelajari, perangkat yang diperlukan juga lebih mudah
untuk diperoleh dan lebih murah biayanya.
Saat ini telah banyak alat bantu untuk semua
orang yang berminat robot. Anda bisa membangun robot dari nol, mulai dari
mendesain, membuat rangka, memasang sensor, motor listrik yang kemudian
dirangkaikan dengan kontroler hingga memprogramnya. Anda juga dapat menggunakan
kit robot yang ada di pasaran dengan berbagai macam kelengkapan dan kisaran
rentang harga.
Contoh kit robot yang paling terkenal adalah
Boe-Bot dari Parallax, dan Lego Mindstorm. Selain itu juga terdapat beberapa
produk dari produsen lain seperti Fischer Technik, Lynx, Microbric dan Delta
Electronics. Kit robot tersebut ada yang berupa mobile robot, robot berkaki,
lengan robot, hingga kit robot kompetisi.
Selain kedua cara di atas, anda dapat juga
membangun robot dari modifikasi, misalnya mainan ataupun peranti lain. Mainan
yang mudah dan relatif murah untuk diperoleh, seperti mobil tamiya atau Remote
Control (mobil, kapal, helikopter), dapat digunakan sebagai platform robot,
untuk kemudian dimodifikasi sesuai kebutuhan. Pilihan manapun yang anda pilih,
yang terpenting adalah disesuaikan dengan ketrampilan dan dana yang anda punya
tentunya.
Keterampilan apa saja yang diperlukan
seseorang untuk memulai membuat robot? Telah disebutkan bahwa suatu robot
tersusun atas komponen mekanika, elektronika, dan pemrograman, namun untuk
mulai seseorang tidaklah harus sudah menjadi ahli di ketiga bidang tersebut.
Ketrampilan dasar elektronika yang perlu anda
pelajari antara lain kemampuan membaca diagram rangkaian elektronik dan data
sheet komponen yang diperlukan serta tahu fungsi komponen dasar elektronika
seperti resistor, kapasitor, dioda, dan transistor. Dimulai dengan membuat
rangkaian sederhana dengan jumlah komponen sedikit, anda kemudian dapat
melakukan troubleshoot rangkaian, membuat rangkaian dan memodifikasi rangkaian
yang telah ada sesuai dengan kebutuhan.
Walaupun terdapat berbagai macam kontroler dan
bahasa pemrograman, anda cukup dapat menyusun program secara mahir menggunakan
bahasa pemrograman. Kontroler yang banyak dipergunakan pada robot adalah
mikrokontroler selain juga PC. Tidak seperti di masa lalu saat mikrokontroler
hanya dapat diprogram menggunakan bahasa Assembly, saat ini telah terdapat
banyak kompiler menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi. Selain bahasa
Basic dan C, saat ini juga terdapat bahasa visual untuk memprogram
mikrokontroler.
Untuk membangun robot tidak lupa diperlukan
latar belakang pengetahuan mekanika. Pengetahuan mengenai roda gigi, puli, sabuk,
bantalan, sambungan material, serta hubungan antara kecepatan, gaya dan torsi
hanyalah sebagian pengetahuan yang perlu dipunyai. Tambahan kemampuan yang
sangat berharga dalam membangun robot adalah ketrampilan mengoperasikan mesin
perkakas, seperti gergaji, mesin bor, bubut dan frais.
Di luar ketrampilan dasar yang telah
disebutkan, anda harus punya dua ketrampilan penting yang tidak dapat
dipelajari dari buku, yaitu kesabaran dan kemauan untuk belajar. Kedua hal ini
diperlukan karena dalam membangun robot hampir tidak pernah robot yang dibuat
langsung dapat beroperasi seperti yang diharapkan. Selalu diperlukan kalibrasi,
penyesuaian-penyesuaian dan perbaikan supaya robot dapat beroperasi secara
sempurna. Namun justru karena adanya masalah dan hambatan tersebut ketrampilan
dan pengetahuan anda menjadi semakin bertambah.
Komentar
Posting Komentar