Tuesday, June 22, 2010

KUKA : Sebuah contoh Mobile Manipulator Robot

Satu contoh mobile manipulator robot, detailnya bisa dilihat di sini.

Ini videonya:

KUKA Mobile Manipulator Robot

Ini gambarnya :



Saya copy-paste-kan spesifikasinya :
Hardware Specs:
youBot arm: Serial kinematics with 5 degrees of freedom (655mm height, 0.513 m³ work envelope, 6kg weight, 0.5kg payload, 0.1 mm repeatability, 80W power limit (for safety)). Fix axes serial structure with a two finger gripper at the flange. Links are made of very lightweight, but stiff magensium cast. Custom, lightweight motor-gear combinations.
youBot gripper: detachable, 2-finger gripper attached to the arm (10mm stroke/finger = 20m opening stroke; different mounting allows to grip objects up to 70mm diameter)
youBot platform: omnidirectional mobile platform with 4 KUKA omniWheels (530x360x106mm, 15 mm clearance, 20kg total weight, 20kg payload, 0.8m/s speed, EtherCAT communication, 24V)
Energy supply: one set of two batteries (Two 12 V, 5 Ah, maintenance-free lead acid rechargeable batteries; approximate runtime: 90 minutes) embedded into mobile platform
On-board PC: mini ITX board form factor (embedded CPU, passively cooled, 512 MB RAM, 4 GB Compact Flash, WLAN, USB), embedded into the mobile platform
Software Specs:
Open source robot controller with open interfaces (position, velocity and current control)
BRIDE (BRics Integrated Development Environment) based on Eclipse to simplify application development
BROCRE (BRICS Open Code Repository) offers interoperable interfaces and best practice algorithms libraries:
    - BRICS_MM for mobile manipulation
    - BRICS_3D for 3D perception and modelling
    - BRICS_RN for robust navigation)
Blender simulation model
Sample applications

Wednesday, June 16, 2010

Taksonomi Riset Robotika menurut IEEE

Dapat dari blog robotiknya ITENAS, jadi melengkapi artikel saya terdahulu:

Aerial Robotics
• Agricultural Robotics
• Biorobotics
• Computer and Robot Vision
• Humanoid Robotics
• Human-Robot Interface and Coordination
• Intelligent Transportation Systems
• Micro/Nano Robotics
• Networked Robotics
• Programming Environment in Robotics
• Prototyping for Robotics
• Rehabilitation Robotics
• Robo-Ethics
• Safety Security and Rescue Robots
• Service Robots
• Surgical Robotics
• Underwater Robotics

Saturday, June 12, 2010

Cabang riset robotika

Robotika merupakan satu bidang ilmu yang tidak baru tetapi tidak juga lama. Bidang ini merupakan kolaborasi berbagai macam disiplin ilmu, seperti matematika, fisika, elektronika, mekanika, dan belakangan ini malah biologi pun ikut berkolaborasi dalam robotika.
Dengan adanya kolaborasi berbagai disiplin ilmu tersebut, riset di bidang robotika berkembang sangat luas. Dalam artikel ini saya coba bedah kategorisasi bidang riset robotika, yang pasti belum lengkap dan pasti akan terus berkembang. Kategorisasi tersebut antara lain:


















1. Menurut struktur mekanisnya, riset robotika dibagi atas :
  • Mobile robot / Wheeled robot: robot yang mobilisasinya dilakukan dengan menggunakan roda. Target utama dari sebuah wheeled robot biasanya adalah : mencapai satu titik target tertentu dan orientasi tertentu.
  • Legged robot / robot berkaki: robot yang mobilisasinya dilakukan dengan menggunakan kaki. Sama dengan wheeled robot, biasanya targetnya adalah: mencapai satu titik target tertentu dan orientasi tertentu.
  • Manipulator robot: robot ini berbentuk lengan dengan beberapa buah sendi / joint. Targetnya adalah mencapai sebuah titik (biasanya di ruang 3 dimensi).
  • Kombinasi: Kombinasi ketiga struktur di atas. Misalnya, robot manipulator, biasanya bertumpu pada tumpuan statis. Dengan mengkombinasikan struktur manipulator dengan wheeled robot, saat ini berkembang riset tentang "mobile manipulator". Robot berkaki dan manipulator biasanya bergabung dalam satu riset "Humanoid robotics".








2. Menurut jumlah robotnya, riset robotika dibagi atas:
  • Single robot: penelitian dilakukan untuk robot yang beroperasi tunggal. Biasanya yang diteliti di sini adalah akurasi robot dalam melakukan task. Misalnya untuk task "Line Following", yaitu robot bergerak mengikuti sebuah track referensi. Contoh lain adalah "Point stabilization", yaitu robot, dari posisi mana saja di workspace, bergerak mendekati sebuah target tujuan dan jika waktu bergerak sampai ke tak-berhingga, robot tetap stabil di titik tujuan tersebut.
  • Multiple robot: penelitian dilakukan untuk beberapa robot yang beroperasi bersama. Biasanya yang diteliti di sini adalah koordinasi antar robot dalam melakukan satu task. Task yang dimaksud misalnya : leader-follower (sekelompok robot bergerak mengikuti robot yang menjadi leader). Jadi dalam riset multiple robot, aspek komunikasi dan decision making sangat dominan.




















3. Menurut lokasi workspace-nya, riset robotika dapat dibagi menjadi :
  • Robot yang beroperasi di udara, misalnya Unmanned Aerial Vehicle (UAV), yaitu robot/kendaraan yang dapat melaksanakan tugas di udara tanpa bantuan manusia. Secara aplikasi, UAV sudah banyak dibuat untuk berbagai keperluan, seperti pemotretan udara yang bersifat mata-mata ataupun untuk tujuan riset.
  • Robot yang beroperasi di darat, misalnya Automated Guided Vehicle (AGV), yaitu robot/kendaraan yang dirancang untuk melakukan tugas di darat tanpa bantuan manusia. Beberapa pabrik, dan warehouses di negara-negara maju bahkan sudah menerapkan AGV dalam proses produksi mereka.
  • Robot yang beroperasi di laut, misalnya Autonomous Underwater Vehicle (AUV), yaitu robot/ kendaraan yang dirancang untuk melakukan tugas di laut tanpa bantuan manusia.











4. Menurut keperluannya dalam implementasi, riset robotika dapat dibagi menjadi:
  • Robot untuk keperluan perang. Robot untuk keperluan perang biasanya ditujukan untuk meminimalisasi korban manusia (di pihak operator robot). Beberapa keperluan perang yang sudah diimplementasikan dalam bentuk robot adalah : misi mata-mata, pesawat tempur tanpa awak.
  • Robot untuk keperluan dasar manusia (service robots). Robot ini beragam sekali bentuk implementasinya. Mulai dari robot pengantar obat untuk pasien di rumah sakit (yang haya berbentuk kotak berjalan), sampai robot yang bisa menjadi pembantu rumah tangga.
  • Robot untuk hiburan (entertaining robots). Di Jepang, robot jenis ini sangat dicari, karena terlalu banyak orang stress di sana.









5. Menurut perencanaan gerak / task yang dilakukan:
  • Path planning. Riset di area perencanaan jalur yang harus dilalui oleh robot agar task / misi-nya berhasil. Sebuah robot dalam aplikasi tertentu membutuhkan jalur untuk diikuti (path to track). Sebuah algorithma path planning menghasilkan jalur referensi yang dapat diikuti oleh robot.
  • Motion planning. Obyektif dari riset di area motion planning adalah menghasilkan referensi gerak (kecepatan / percepatan) bagi robot agar robot dapat menyelesaikan tugasnya. Misalnya pada posisi tertentu, motion planner akan memberikan referensi gerak kepada robot, yaitu bergerak maju dengan kecepatan 2 m/s ke arah Timur.
  • Task planning. Obyektif dari riset di area task planning adalah menghasilkan urutan task yang harus dilakukan oleh robot (biasanya multiple robots). Task planner biasanya beroperasi untuk mengatur pembagian tugas kepada setiap robot untuk mengeksekusi suatu task, misalnya mengangkat barang, sehingga tidak terjadi crash antar robot.
Kategori-kategori di atas masih prematur dan masih dapat berkembang lagi lebih detail.

NB: silakan klik pada gambar-gambar di atas untuk melihat sumber dari gambar-gambar tersebut.

Saturday, May 22, 2010

Serangga Mata-mata: Ancaman Pertahanan Masa Depan !

Tulisan ini pernah saya masukkan ke Kompasiana, saya repost lagi di sini.

Ilmu pengetahuan dan teknologi lebih cepat berkembang di saat perang, baik perang fisik yang kasar (misalnya Perang Dunia I dan II ) atau perang non-fisik yang halus (misalnya perang di bidang ekonomi). Sebagai contoh, Perang Dunia I memberikan pemicu yang baik untuk perkembangan teknologi dirgantara, Perang Dunia II menyebabkan munculnya teknologi-teknologi perang seperti tank, panser, pesawat terbang, dan lain-lain (dan konon kabarnya Adolf Hitler begitu pede untuk melawan Rusia dan sekutu karena pada masa itu teknologi termutakhir dimiliki oleh Jerman). Perang dingin memberi kontribusi besar pada teknologi persenjataan, mata-mata, bahkan perang dingin juga memicu kesadaran untuk memperkuat pertahanan dalam negeri. Bahkan teknologi internet yang kita gunakan sampai saat ini, pada awalnya juga bermula dari teknologi jaringan komunikasi untuk pertahanan yang dilakukan oleh DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), yaitu sebuah institusi di bawah Departemen Pertahanan Amerika Serikat yang bertanggung jawab di bidang pengembangan teknologi baru untuk digunakan oleh militer.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini tidaklah berhenti begitu saja. Masih banyak perang dalam artian denotatif dan konotatif yang menjadi motivasi para peneliti untuk terus mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi (dan memang nature peneliti itu harus terus berkreatifitas membuat inovasi-inovasi baru di bidang teknologi). Satu inovasi yang relatif baru adalah penggunaan mahluk hidup sebagai media pembawa peralatan canggih. Dalam artikel ini saya ambil penggunaan serangga, misalnya lalat atau ngengat, untuk digunakan sebagai sarana pengangkut sirkuit elektronik untuk tujuan mata-mata (misalnya kamera).

Sebuah artikel tahun 2007 yang dimuat di Washington Post mengindikasikan bahwa teknologi mata-mata kecil ini sudah digarap para ilmuwan di Amerika Serikat sejak beberapa tahun terakhir ini. Dalam bayangan saya, mungkin inovasi mereka adalah sebuah robot seukuran serangga. Ternyata, DARPA sendiri membuat satu inovasi yang berbeda melalui proyek The Hybrid Insect Micro-Electro-Mechanical Systems, atau gabungan sistem elektrik dan mekanik berukuran sangat kecil (mikro), yang tujuannya saya terjemahkan dari teks aslinya: “Membuat serangga pengangkut (kamera) yang memiliki saraf-saraf yang tumbuh dalam chip silikon internal, sehingga pengendali (manusia) dapat mengendalikan aktivitas mereka”.

Jelas bahwa inovasi ini mengusung teknologi neurocybernetics, yaitu teknologi komunikasi yang biasanya diaplikasikan ke dalam sistem mekanik dan elektrik, dengan menggunakan saraf mahluk hidup sungguhan. Catatan: bidang ilmu cybernetics sendiri biasanya hanya melakukan peniruan terhadap cara berkomunikasi pada saraf-saraf mahluk hidup, jadi tidak melakukan komunikasi menggunakan saraf mahluk hidup. Sedangkan neurocybernetics melakukan hal yang lebih “gila”, yaitu dengan menggunakan saraf mahluk hidup sebagai jalur komunikasi.

Bukan hal yang aneh dalam perkembangan riset dunia saat ini, di mana saraf mahluk hidup menjadi sasaran untuk inovasi lebih lanjut. Serangga mata-mata merupakan satu inovasi yang mendobrak, terutama karena penggunaan saraf mahluk hidup sebagai jalur transmisi sistem mekanik dan elektrik yang dicangkokkan pada serangga.

Riset teranyar yang sempat saya dapatkan adalah tentang implantasi sirkuit pengendali serangga dipublikasikan pada jurnal IEEE Transactions on Biomedical Engineering terbitan Juni 2009 oleh Prof. Amit Lal dan timnya, dengan judul publikasi Insect-Machine Interface Based Neurocybernetics. Prof. Amit Lal adalah salah satu peneliti di DARPA dan juga profesor pada School of Electrical and Computer Engineering , Cornel University, Amerika Serikat. Dalam publikasi tersebut pada intinya mengemukakan tentang prosedur Early Metamorphosis Insertion Technology (EMIT), yaitu prosedur implantasi chip Insect-Machine Interface (IMI) yang berfungsi sebagai antarmuka (atau “jembatan” ) komunikasi antara saraf serangga dengan pengendali eksternal di luar tubuh serangga tersebut. Dengan terimplantasinya IMI dalam tubuh serangga, berarti saraf serangga tersebut sudah dapat dikendalikan dari jarak jauh. Jadi misalnya si pengendali ingin melihat apa yang terjadi dalam area di sekitar rumahnya, dia tinggal memberi instruksi melalui sistem pengendali berbasis computer kepada IMI di tubuh serangga untuk mengarahkan serangga agar terbang ke luar rumahnya dan memotret semua titik di sekitar rumahnya.

Implantasi IMI ke jaringan saraf lalat (Amit Lal, et.al, "      Insect–Machine Interface Based Neurocybernetics", IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 56, June 2009.)

Implantasi IMI ke jaringan saraf Manduca sexta(Amit Lal, et.al, " Insect–Machine Interface Based Neurocybernetics", IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 56, June 2009.)

IMI sendiri adalah sirkuit elektronik yang merupakan satu bentuk mini dari Brain-Machine Interface (BMI) yang merupakan jembatan komnukasi antara sistem saraf di otak dan tubuh manusia. Riset tentang BMI sendiri sudah lama dilakukan, dan biasanya ditujukan untuk menghasilkan peralatan-peralatan bantu bagi orang-orang lumpuh. Prinsip dasar dari IMI / BMI adalah melakukan penterjemahan sinyal-sinyal yang lalu-lalang di jaringan saraf mahluk hidup ke dalam sinyal listrik, melakukan kodifikasi ke dalam bahasa computer level atas. Sinyal tersebut kemudian dikirim ke sistem pengendali melalui transmitter, pengendali kemudian memberikan sinyal instruksi kepada IMI / BMI untuk kemudian didekodifikasi ke dalam sinyal-sinyal saraf untuk dibawa oleh saraf menuju pusat pengendali saraf mahluk hidup (untuk manusia: otak).

Nah, dampak ke depannya, jika teknologi ini sudah jadi, inilah satu teknologi mata-mata yang sangat sulit diantisipasi oleh pihak yang dimata-matai. Saya berimajinasi, kalau di masa depan, pemilik teknologi ini akan dengan mudahnya melakukan pemotretan area yang termasuk rahasia oleh pihak yang dimata-matai. Sudah bukan zamannya lagi memata-matai menggunakan agen rahasia, atau pesawat anti radar. Kaum serangga akan menggantikan mereka. Untuk Indonesia, ini merupakan ancaman pertahanan negara yang harusnya disikapi dengan sangat serius. Bayangkan saja, sebuah rapat kabinet mendadak, sangat genting, ternyata "dihadiri" juga oleh ngengat, kupu-kupu, atau lalat yang telah diimplantasi sistem IMI yang ikut mendengarkan dengan seksama dan mengirimkan informasi ke negara pengirim dalam tempo yang sesingkat-singkatnya !