133 lines
9.8 KiB
TeX
133 lines
9.8 KiB
TeX
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
\chapter{\babSatu}
|
|
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
%% \todo{tambahkan kata-kata pengantar bab 1 disini}
|
|
|
|
|
|
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
\section{Latar Belakang}
|
|
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
Multi-robot adalah sekelompok mobile robot yang bekerja sama untuk mencapai tujuan
|
|
tertentu. Tujuan tersebut dapat menjadi sebuah topik dalam penelitian seperti
|
|
yang dipaparkan dalam literatur oleh \kutip{Parker2003},
|
|
yaitu mendemonstrasikan atau menerapkan tingkahlaku biologis;
|
|
komunikasi antara robot secara langsung atau tidak langsung;
|
|
pengembangan arsitektur kendali yang memungkinkan untuk diterapkan pada robot yang lebih
|
|
banyak; memecahkan masalah dalam eksplorasi, pemetaan, dan lokalisasi; memecahkan
|
|
masalah dalam transportasi obyek pada multi-robot;
|
|
permasalahan dalam koordinasi pergerakan, seperti kendali formasi;
|
|
dan topik yang lebih terkemuka seperti \textit{machine learning} terhadap robot.
|
|
Pada penelitian ini akan ditujukan ke permasalah kendali formasi.
|
|
Kendali formasi ini adalah salah satu permasalahan dalam kerjasama antar robot.
|
|
Kendali formasi memiliki tujuan untuk mengendalikan sekelompok agen dalam mencapai formasi tertentu
|
|
dan dapat mempertahankan formasi tersebut ketika bermanuver menuju arah yang diinginkan.
|
|
Sehingga kemampuan ini tepat diterapkan dalam bidang militer,
|
|
seperti patroli yang dilakukan oleh sejumlah kendaraan tanpa awak
|
|
untuk tugas penyelamatan dan pencarian didaerah berbahaya.
|
|
Dalam literatur yang dipaparkan oleh \kutip{Guanghua2013}, permasalahan
|
|
kendali formasi ditujukan pada pengembangan arsitektur.
|
|
Pengembangan dilakukan karena untuk memecahkan permasalahan dalam hal mendistribusikan tugas pada setiap robot yang terbatas dan juga berdasarkan keterbatasannya pada robot itu sendiri.
|
|
Selain itu juga dilakukan pengembangan dalam algoritma strategi,
|
|
contoh strategi tersebut adalah \textit{leader-follower}, struktur virtual,
|
|
berdasarkan tingkahlaku, menggunkana teori graph, dan memanfaatkan medan potensial buatan.
|
|
|
|
Dalam literatur oleh \kutip{OH2015424}, kendali formasi dikategorikan menjadi 3 bagian,
|
|
yaitu berdasarkan posisi, perpindahan, dan jarak.
|
|
Ketiga bagian tersebut tertuju pada jawaban dari pertanyaan, "variable apa yang digunakan
|
|
sebagai sensor" dan "variable apa yang aktif dikendalikan oleh sistem multi-agent untuk
|
|
mencapai formasi yang diinginkan".
|
|
Untuk menetapkan variable sebagai sensor dapat dilakukan berdasarkan ketentuan kemampuan
|
|
individu agent. Berikut adalah penjelasan singkat dari ketiga bagian tersebut:
|
|
Pada formasi berdasarkan posisi,
|
|
dimana agent diharuskan memiliki kemampuan untuk mengetahui koordinatnya sendiri berdasarkan koordinat global.
|
|
Sehingga, koordinat tujuan didistribusikan kepada setiap agent dan agent bekerja untuk mencapai koordinat tersebut.
|
|
Karena itu, kebutuhan individu untuk berinteraksi dengan individu lain sangat kecil.
|
|
Metode formasi ini pada praktiknya, interaksi antar individu dilakukan untuk menangani masalah disturbance,
|
|
saturasi akselerasi, dan lain-lain.
|
|
Karena metode ini membutuhkan kemampuan untuk mengetahui koordinat global,
|
|
dibutuhkan biaya yang lebih dibanding metode lain dalam perangkat sensor yang \textit{advance}, seperti sensor GPS;
|
|
Pada formasi kendali berdasarkan perpindahan, secara individu agent tidak mengetahui koordinatnya berdasarkan koordinat global.
|
|
Akan tetapi, individu agent memiliki koordinatnya sendiri terhadap individu agent tetangganya dan
|
|
harus dilakukan penyearahan terhadap koordinat setiap robot dengan koordinat global.
|
|
Koordinat relatif itulah yang menjadi variable yang dikendalikan oleh agent.
|
|
Oleh karena itu agent diharuskan memiliki kemampuan untuk mengetahui perpindahan dari
|
|
individu lain berdasarkan koordinat agent itu sendiri,
|
|
dan semua agent harus menyearahkan koordinatnya berdasarkan koordinat global,
|
|
serta dibutuhkan interaksi antara individu lain untuk mencapai formasi yang dinginkan.
|
|
Permasalahan pada metode ini ditujukan pada kendali formasi pada agent yang bersifat heterogent,
|
|
pemeliharaan dalam komunikasi, dan kemampuan dalam menghindari rintangan;
|
|
Pada formasi berdasarkan jarak, dimana setiap individu agent memiliki koordinatnya masing-masing dan
|
|
tidak perlu disearahkan dengan koordinat global.
|
|
Variable yang dikendalikan pada meteode ini adalah variabel jarak antar agent yang terhubung,
|
|
sehingga dibutuhkan kemampuan untuk agent saling berkomunikasi antar agent lain.
|
|
Permasalah pada metode ini ditujukan pada analisa stabilitas secara general;
|
|
tapi hasil penelitian untuk formasi segitiga telah dipaparkan kestabilannya.
|
|
Permasalah pada praktik juga masih perlu untuk dilakukan investigasi pada penerapan model yang lebih nyata.
|
|
Pemeliharaan komunikasi juga menyumbang dalam permasalahan secara praktik, dan
|
|
kemampuan untuk menghindari rintangan juga dibutuhkan.
|
|
|
|
Dari ketiga metode tersebut, formasi berdasarkan jarak merupakan metode yang dimungkinkan untuk diterapkan sensor lebih sedikit dari metode lainnya.
|
|
Teknologi komunikasi sekarang pun juga sudah bisa dikatakan bisa untuk diterapkan pada metode tersebut secara praktiknya.
|
|
Pemaparan dengan menggunakan model yang lebih real sangat dibutuhkan sebagai kontribusi dalam bidang kendali multi-robot.
|
|
Dengan harapan penerapan real model tersebut dapat bermanfaat terhadap masyarakat luas.
|
|
|
|
%% Penelitian oleh \kutip{Khaledyan2018} juga memaparkan formasi berdasarkan jarak, tapi
|
|
%% ditujukan penerapan terhadap mobile-robot nonholonomic dengan memberikan kecepatan
|
|
%% refrensi nya terhadap semua robot.
|
|
|
|
|
|
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
\section{Identifikasi dan Perumusan Masalah}
|
|
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
Tiga kategori metode formasi yaitu berdasarkan posisi, perpindahan, dan jarak hampir diperlukan analisa terhadap model yang nyata.
|
|
Pada penelitian oleh \kutip{Rozenheck2015}, yang memaparkan permasalahan kendali formasi berdasarkan jarak menggunakan kendali \textit{Proportional-Integral}(PI).
|
|
Peneliti memberikan kecepatan refrensi secara konstan terhadap salah satu dari agent.
|
|
Lalu agent lainya memberikan respon untuk tetap menjaga formasi yang diinginkan.
|
|
Tidak dejalaskan alasan oleh peneliti kenapa salah satu agent diberi kecepatan refrensi,
|
|
akan tetapi metode tersebut hampir sama dengan strategi \textit{leader-follower}.
|
|
\textit{Leader-follower} mengharuskan agent tetangga untuk beradaptasi terhadap perubahan tetangga lainnya secara spesifik.
|
|
Akan tetapi ada perbedaan antara \textit{leader-follower} dengan metode berdasarkan jarak,
|
|
yaitu terhadap metode pertukaran informasinya.
|
|
Pada \textit{Leader-follower}, agent yang berperan sebagai \textit{leader} tidak memberikan informasi terhadap \textit{follower}-nya. Tugas \textit{follower} adalah untuk beradaptasi terhadap pergerakan \textit{leader}, sedangkan \textit{leader} bertugas untuk bermanuver sesuai jalur yang diinginkan.
|
|
Sedangkan pada metode berdasarkan jarak, terdapat dua jenis, \textit{direct} dan \textit{undirect}. Strategi \textit{leader-follower} lebih sama dengan jenis \textit{direct}.
|
|
Kedua jenis ini berhubungan dengan configurasi jaringan.
|
|
Jenis \textit{direct} adalah jaringan satu arah,
|
|
dimana alur informasi diberikan secara satu arah dari agent ke tetangga atau sebaliknya.
|
|
Sedangkan jenis \textit{undirect} adalah jaringan dua arah,dimana setiap agent dengan tetangganya
|
|
saling bertukar informasi.
|
|
Metode tersebut menghasilkan formasi pada multi agent tetap terjaga ketika salah satu agent diberikan kecepatan secara konstan dan memberikan respon yang baik ketika pengaturan konstanta PI dengan tepat.
|
|
Tetapi model yang digunakan masih menggunakan model orde satu, dengan kata lain metode tersebut dimungkinkan untuk diterapkan model yang lebih komplek.
|
|
Penelitian oleh \kutip{CORREIA20127}, memaparkan formula model orde dua \textit{holonomic mobile robot} secara detail dan komplek.
|
|
Model tersebut dapat digunakan untuk diterapkan metode formasi berdasarkan jarak sebagai langkah awal analisa terhadap model yang nyata.
|
|
Karena kendali formasi yang digunakan adalah kendali-PI, maka untuk kendali robot keseluruhan akan dikembangkan menggunakan
|
|
metode \textit{self-tune control}.
|
|
|
|
Dalam penelitian ini akan digunakan batasan-batasan permasalahan sebagai berikut :
|
|
\begin{enumerate}
|
|
\item Variable sensor yang digunakan adalah jarak antar individu robot.
|
|
\item Komunikasi antar robot diasumsikan ideal, dalam artian percobaan tidak dilakukan diluar jarak jangkauan prangkat komunikasi.
|
|
% \item Rintangan yang digunakan adalah rintangan statis.
|
|
\end{enumerate}
|
|
|
|
Berikut adalah beberapa point permasalahan yang ditujukan pada penelitian ini, yaitu:
|
|
\begin{enumerate}
|
|
\item Bagaimanakan strategi untuk kendali formasi apabila variable yang dikendalikan adalah jarak antar robot?.
|
|
\item Bagaimanakah pergerakan kendali formasi berdasarkan jarak apabila model yang digunakan adalah holonomic mobile robot ?.
|
|
\end{enumerate}
|
|
|
|
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
\section{Tujuan dan Manfaat}
|
|
%-----------------------------------------------------------------------------%
|
|
%% \todo{tulis tujuan sebagai jawaban pertanyaan permasalahan}
|
|
Tujuan dari penelitian ini adalah
|
|
\begin{enumerate}
|
|
\item Mengetahui strategi untuk kendali formasi apabila variable yang dikendalikan adalah jarak antar robot.
|
|
\item Mengetahui pergerakan kendali formasi berdasarkan jarak apabila model yang digunakan adalah holonomic mobile robot.
|
|
\end{enumerate}
|
|
|
|
Manfaat dari penelitian ini adalah
|
|
\begin{enumerate}
|
|
\item Memberikan refrensi untuk permasalahan kendali multi-robot, kususnya pada permasalhaan kendali formasi, terhadap model yang lebih nyata.
|
|
\item Membuka peluang penelitian dibidang kendali mengenai kendali formasi pada kendali multi-robot dilingkungan Fakultas Teknik Elektro, Universitas Brawijaya.
|
|
\end{enumerate}
|