PENGANTAR ROBOTIK

XIV

Kecerdasan Buatan & Robotik

I. Kecerdasan Buatan (Artificial Intelegence / AI)

I.1. Sejarah kecerdasan buatan

Pada tahun 1950an para peneliti dan pakar mulai berpikir bagaimana caranya untuk menciptakan sebuah mesin yang dapat melakukan pekerjaan yang bisa dikerjakan oleh manusia. Alan turing seorang ahli matematikawan asal inggris mengusulkan pertama kali mengusulkan diadakanya tes untuk melihat bias tidaknya sebuah mesin dikatakan cerdas, yang kemudian dikenal dengan TURING TEST.

Pada tes tersebut si mesin menyamar seolah – olah sebagai seorang manusia dalam sebuah permainan yang mampu memberikan respon tehadap serangkaian pertanyaan yang di ajukan. Dalam konsepnya turing beranggapan bahwa jika sebuah mesin dapat membuat seseorang percaya bahwa dirinya dapat berkomunikasi dengan orang lain, maka mesin tersebut dapat dikatakan cerdas seperti layaknya manusia.

AI (kecerdasan buatan) sendiri di munculkan oleh Jhon McCharty seorang professor dari masshacutes institute of technology pada tahun1956 dalam Dartmounth conference yang dihadiri oleh para pakar dan peneliti AI. Pada konfrensi tersebut juga disepakati tujuan dari AI yaitu untuk mengetahui dan memodelkan cara / proses – proses berpikir manusia serta mendesain mesin agar dapat meniru tingkah laku manusia tersebut.

Beberapa program AI yang mulai di buat pada tahun 1956 – tahun 1967

1.      LOGIC THEORIST

Di perkenalkan pada konfrensi Dartmounth tahun1956, program ini dapat membuktikan teorema – teorema matematika

2.      SAD SAM

Program ini dibuat oleh Robert K Lindsay tahun 1960, program ini dapat mengetahui kalimat – kalimat sederhana yang ditulis dalam bahas inggris dan mampu memberikan jawaban dari fakta – fakta yang didengar dalam sebuah perbincangan / pembicaraan

3.      ELIZA

Program ini dibuat oleh Joseph Weinzenbaum tahun 1967, program ini mampu memberikan terapi kepada pasien dengan mengajukan beberapa pertanyaan

I.2. Definisi kecerdasan buatan

Menurut Jhon McCharty AI adalah suatu kemampuan untuk mencapai sukses dalam menyelesaikan suatu permasalahan

Banyak cara untuk mendefinisikan AI/ kecerdasan buatan, diantaranya adalah :

1. Suatu studi yang membuat / mengupayakan bagaimana agar komputer berlaku cerdas.
2. Studi yang membuat komputer dapat menyelesaikan persoalan yang sulit.
3. Teknologi yang mensimulasikan tingkah laku / kecerdasan manusia, yaitu bagaimana mendefinisikan dan mencoba menyelesaikan persoalan menggunakan komputer dengan meniru bagaimana manusia menyelesaikan dengan cepat.

AI dapat juga di definisikan sebagai salah satu cabang sains komputer yang mempelajari otomatisasi tingkah laku cerdas (intelligent) yang didasarkan pada prinsip-prinsip teoritikal dan terapan yang menyangkut struktur data yang digunakan dalam representasi pengetahuan (knowledge representation), algoritma yang diperlukan dalam penerapan pengetahuan itu, serta teknik-teknik bahasa dan pemrograman yang dipakai dalam implementasinya. Yang paling banyak menerapkan AI adalah dunia robotika.

satu contoh AI dalam dunia komputer, yaitu ketika Deep Blue bertanding catur melawan seorang juara dunia asal Rusia, yaitu Gary Kasparov yang terjadi pada tanggal 10 Februari 1996.

I.3. Ruang lingkup kecerdasan buatan

Makin pesatnya perkembangan teknologi menyebabkan adanya perkembangan dan perluasan lingkup yang membutuhkan kehadiran kecerdasan buatan. Karakteristik cerdas sudah mulai dibutuhkan di berbagai disiplin ilmu dan teknologi

Dewasa ini, kecerdasan buatan juga memberikan kontribusi yang cukup besar di bidang manajemen. Adanya sistem pendukung keputusan, dan sistem informasi manajemen juga tidak lepas dari andil kecerdasan buatan. Untuk memudahkan hal tersebut, maka pengklasifikasian lingkup kecerdasan buatan didasarkan pada output yang diberikan.

Lingkup utama dalam kecerdasan buatan adalah:

1. Sistem pakar (expert system). Disini computer digunakan sebagai sarana untuk menyimpan pengetahuan para pakar. Dengan demikian komputer akan memiliki keahlian untuk menyelesaikan permasalahan dengan meniru keahlian yang dimiliki oleh pakar.
2. Pengolahan bahasa alami (natural language processing). Dengan pengolahan bahasa alami ini diharapkan user dapat berkomunikasi dengan komputer dengan menggunakan bahasa sehari-hari.
3. Pengenalan ucapan (speech recognition). Melalui pengenalan ucapan diharapkan manusia dapat berkomunikasi dengan komputer menggunakan suara.
4. Robotika & sistem sensor (robotics & sensory systems).
5. Computer vision, mencoba untuk dapat menginterpretasikan gambar atau obyek-obyek tampak melalui komputer.
6. Intelligent computer-aided instruction. Komputer dapat digunakan sebagai tutor yang dapat melatih dan mengajar.
7. Game playing. Kebanyakan permainan dilakukan dengan menggunakan sekumpulan aturan. Dalam permainan digunakan apa yang disebut dengan pencarian ruang keadaan (state space search). Permainan dapat menghasilkan sejumlah besar pencarian ruang. Teknik untuk menentukan alternatif dalam menyimak problema ruang disebut dengan heuristik.

I.4. Ruang lingkup kecerdasan buatan pada aplikasi komersil

Sejalan dengan berkembangnya permasalahan manusia, maka manusia harus menggunakan sumber daya secara eficien. Untuk melakukan hal tersebut, maka kita membutuhkan bantuan dengan kualitas yang tinggi dari komputer. Dalam kehidupan manusia, komputer dapat membantu dalam bidang :

Ø  Pertanian, komputer dapat mengkontrol robot yang melakukan kontrol terhadap hama, pemangkasan pohon, pemilihan hasil panen.

Ø  Pabrik, komputer dapat menkontrol robot yang harus mengerjakan pekerjaan berbahaya dan membosankan, inspeksi dan melakukan maintenance pekerjaan.

Ø  Kesehatan, komputer dapat membantu untuk mendiagnosis penyakit, melakukan monitoring kondisi pasien, memberikan treatment yang cocok.

Ø  Pekerjaan rumah tangga, komputer dapat memberikan nasihat dalam memasak dan berbelanja, membantu membersihkan lantai, memotong rumput, mencuci pakaian, dan melakukan maintenance terhadap pekerjaan.

I.5. Kecerdasan buatan dan kecerdasan alami

Jika dibanding kecerdasan alami, kecerdasan buatan memiliki keuntungan komersial, antara lain:

1. Kecerdasan buatan lebih bersifat permanen. Kecerdasan alami akan cepat mengalami perubahan.
2. Kecerdasan buatan lebih mudah diduplikasi dan disebarkan.
3. Kecerdasan buatan bersifat konsisten.
4. Kecerdasan buatan dapat didokumentasi.
5. Kecerdasan buatan dapat mengerjakan pekerjaan lebih cepat dibanding dengan kecerdasan alami.
6. Kecerdasan buatan dapat mengerjakan pekerjaan lebih baik dibanding dengan kecerdasan alami.

Keuntungan kecerdasan alami:

1. Kreatif.
2. Kecerdasan alami memungkinkan orang untuk menggunakan pengalaman secara langsung. Sedang pada kecerdasan buatan harus bekerja dengan input-input simbolik.
3. Pemikiran manusia dapat digunakan secara luas, sedangkan kecerdasan buatan sangat terbatas.

II. Robotik

II.1. Sejarah Ilmu Robot

Teknologi modern dewasa ini, khususnya dalam dunia teknologi robot mengalami perkembangan yang sangat pesat. Banyak negara maju (Amerika, Jerman, Inggris, Jepang, Prancis) berlomba-lomba menciptakan robot-robot mutakhir dengan keistimewaan keistimewaan khusus. Istilah robot pertama kali muncul pada tahun 1920, berasal dari kata 'robota' yang dalam bahasa Ceko (negeri Eropa Timur) berarti kerja paksa. Kata itu muncul dalam drama pentas Rossum's Universal Robots karya Karel Capek, seorang penulis dari negara Ceko. Kemudian pada tahun 1950, Isaac Asimov mengemukakan dalam novelnya 'Robot', tiga aturan perobotan yaitu:

1. Sebuah robot tidak boleh mencederai manusia
2. Robot harus mematuhi perintah yang diberikan manusia, kecuali bila itu melanggar aturan pertama
3. Robot harus melindungi eksistensinya sendiri sebagai mesin yang harus mematuhi manusia.

Seiring berkembangnya teknologi, berbagai robot dibuat dengan spesialisasi atau keistimewaan. Robot dengan keistimewaan khusus sangat erat kaitannya dengan kebutuhan dalam dunia industri modern. Dewasa ini mereka semakin menuntut adanya suatu alat dengan kemampuan tinggi yang dapat membantu menyelesaikan pekerjaan manusia ataupun menyelesaikan pekerjaan yang tidak mampu diselesaikan manusia. Pemanfaatan teknologi robot mempunyai sisi lain yang merupakan ancaman bagi sebagian orang, karena menghilangkan kesempatan kerja.

Negara yang paling getol mengadakan penelitian mengenai berbagai macam robot ini adalah Jepang. Hal ini tak lain karena Jepang juga gigih dalam melakukan penelitian teknologi infrastruktur seperti komponen dan piranti mikro(microdevices) yang akhirnya bidang ini terbukti sebagai inti dari pengembangan robot modern. Sebenarnya, robot bukanlah 'barang baru' bagi masyarakat Jepang. Robot pertama Jepang sudah diciptakan berabad-abad yang lalu. Tentunya tidak dengan bentuk yang ada saat ini. Mulai dari robot yang bisa menyirami sawah buatan Kaya-no-Miko seperti yang diceritakan dalam koleksi cerita abad ke-12, Konjaku Monogatari Shu, hingga boneka robot karakuri-ningyo yang dikembangkan dengan tingkat teknologi yang cukup tinggi dan ditampilkan dalam bentuk boneka sebagai hiburan di teater dan dalam festival (hingga sekarang tetap ditampilkan dalam Festival Takayama di Prefektur Gifu). Pada tahun 1927 muncul robot Jepang yang pertama yang dikembangkan dengan mempergunakan teknologi Barat, diberi nama Gakutensoku. Robot ini bisa tersenyum, mengedip-ngedipkan mata dan bahkan bisa menulis.

Pada awalnya, aplikasi robot hampir tak dapat dipisahkan dengan industri sehingga muncul istilah industrial robot dan robot manipulator. Definisi yang populer ketika itu, robot industri adalah suatu robot tangan (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 of effector) dapat dimuati dengan tool tertentu sesuai dengan tugas robot. Dalam dunia mekanikal, manipulator ini memiliki dua bagian, yaitu tangan atau lengan (arm) dan pergelangan (wrist). Pada pergelangan ini dapat diinstall berbagai tool. Begitu diminatinya penggunaan manipulator dalam industri ini, menyebabkan banyak perusahaan besar di dunia menjadikan robot industri sebagai unggulan. Bahkan beberapa perusahaan di Jepang masih menjadikan manipulator sebagai produk utamanya, seperti Fanuc Inc. yang memiliki pabrik utamanya di lereng gunung Fuji itu.

Dewasa ini mungkin definisi robot industri itu sudah tidak sesuai lagikarena teknologi mobile robot juga sudah dipakai meluas sejak awal 80-an. Seiring itu pula kemudian muncul istilah robot humanoid (konstruksi mirip manusia), animaloid (mirip binatang), dan sebagainya. Bahkan kini dalam industri spesifik seperti industri perfilman, industri angkasa luar dan industri pertahanan atau mesin perang, robot arm atau manipulator bisa jadi hanya menjadi bagian saja sistem robot secara keseluruhan. Lain lagi bagi insan film. Kini dunia robotik bagi mereka dapat direkayasa secara virtual saja. Robot dalam imajinasi mereka berkembang menjadi tokoh animasi yang tidak lagi perlu dibuat secara riil. Dari sinilah nampaknya kemudian muncul cabang disiplin baru yang dikenal sebagai virtual reality. Sebelum suatu robot betul-betul diputuskan untuk dibuat, pakar robot cukup mencobanya dahulu secara virtual, secara imajinasi. Baik dalam hal fisik maupun dalam hal pergerakan yang sesungguhnya. Bahkan apakah program kemudi yang dikembangkan dapat berfungsi dengan baik dalam mengendalikan robot itu, cukup diujicoba secara virtual dulu. Hal ini erat kaitannya dengan kecanggihan komputer-komputer era baru dan teknologi pemrograman yang terus menerus dikembangkan.

II.2. Struktur Robot

Pada dasarnya dilihat dari struktur dan fungsi fisiknya (pendekatan visual) robot terdiri dari dua bagian, yaitu:

1. Mobile Robot

Robot mobil atau mobile robot adalah konstruksi robot yang cirri khasnya adalah mempunyai aktuator berupa roda untuk menggerakkan keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik lain. Mobile robot adalah tipe robot yang paling populer dalam dunia penelitian robot. Sebutan ini biasa digunakan sebagai kata kunci utama untuk mencari rujukan atau referensi yang berkaitan dengan robotik di internet. Publikasi dengan judul yang berkaitan mobile robot sering menjadi daya tarik, tidak hanya bagi kalangan peneliti, tapi juga bagi kalangan awam. Dari segi manfaat, penelitian tentang berbagai tipe mobile robot diharapkan dapat membantu manusia dalam melakukan otomasi dalam transportasi, platform bergerak untuk robot industri, eksplorasi tanpa awak, dan masih banyak lagi.

2. Non Mobile Robot

Dari kelompok non mobile robot, merupakan robot yang hanya berdiri pada satu titik tempat secara terus menerus dalam menjalankan fungsinya. Robot jenis ini biasa disebut robot manipulator atau arm robot, atau robot industri. Karena pada penerapannya, robot ini lebih berperan seperti layaknya tangan manusia. Salah satu contoh robot industri adalah robot yang terdapat di pabrik-pabrik perakitan mobil yang biasa berperan sebagai penyambung (las) pada bagian-bagian kendaraan. Pada jenis robot ini sistem mekanik dari robot terdiri dari dua susunan rangka (link) dan engsel (joint) yang mampu menghasilkan gerakan terkontrol. Terdapat dua tipe dasar dari jenis yang digunakan dalam industri, yaitu:

v  Revolute Joint (R), perputaran pada sumbu tertentu

v  Prismatic Joint (P), pergeseran sepanjang sumbu tertentu

Pada akhirnya kombinasi antara mobile robot dengan non mobile robot dapat menghasilkan kelompok kombinasi konvensional (mobile dengan nonmobile) serta kelompok non-konvensional. Untuk kelompok pertama sengaja diberi nama konvensional, karena nama yang dipakai dalam konteks penelitian adalah nama-nama yang dianggap umum, seperti mobile manipulator, robot pemanjat (climbing robot), dan walking robot. Sedangkan kelompok non-konvensional dapat berupa robot humanoid, animaloid, extra-ordinary, atau segala bentuk inovasi penyerupaan yang bisa dilakukan. Kelompok ini banyak dimanfaatkan sebagai ikon keunggulan dalam penelitian robotik, seperti robot Advanced Step in Innovative Mobility (ASIMO) buatan Jepang. Sementara robot bawah air dan robot terbang lebih banyak dikembangkan sebagai peralatan untuk membantu penelitian yang berkaitan dan untuk proyek pertahanan atau mesin perang.

Dibawah ini adalah blok diagram dari klasifikasi robot dan objek penelitiannya.

Gambar 2.1. Blok diagram klasifikasi robot dan objek penelitiannya