Robot Sepeda Motor Tanpa Pengemudi, Bagaimana Cara Kerjanya?

Selama ini kita tahu bahwa sepeda motor atau sepeda kayuh tidak dapat berdiri sendiri atau tidak dapat berjalan sendiri apabila tidak ada yang mengemudi. Sepeda yang kita dirikan secara tegak akan kembali jatuh ke samping kanan atau kiri apabila tidak ada penyangganya. Salah satu syarat agar sepeda dapat seimbang adalah dengan adanya pengendara yang mengayuh atau mengemudi. Namun dunia penelitian di bidang robotika telah berhasil membuat purwarupa sepeda atau sepeda motor yang dapat berdiri tegak dalam keadaan diam maupun berjalan tanpa ada kemudi yang disebut sebagai Auto-Balanced Robotic Bicycle (ABRB).

Auto-Balanced Robotic Bicycle (ABRB), (Aamer Almujahed et al)

Pada dasarnya, agar sepeda dapat berdiri secara mandiri harus memiliki 3 roda atau kaki penyangga agar tidak terjatuh. Namun hal ini dapat diatasi agar sepeda dapat berdiri sendiri yaitu dengan memerhatikan sifat fisisnya seperti torsi (torque), percepatan (acceleration), inersia (inertia), dan kekekalan (conservation).  Pada umumnya sepeda agar dapat mencapai keadaan seimbang dengan cara memberikan percepatan dengan cara dikayuh. Namun, Aamer Almujahed dkk pada tahun 2009 berhasil mengembangkan robot sepeda yang dapat berdiri sendiri menggunakan roda reaksi (reaction wheel) sebagai penyeimbang. Sepeda robot ini mampu melaju dan juga berhenti total tanpa kehilangan keseimbangan dan tidak akan terjatuh kesamping.

Bicycle’s mechanical frame design for ABRB, (Aamer Almujahed et al)

Kemudian robot sepeda dapat mencapai keadaan seimbang dengan cara membaca input sensor kemiringan (Gyroscope sensor). Sinyal kemiringan dari pembacaan sensor akan diolah oleh unit kontrol (mikrokontroller) pada robot untuk memberikan aksi pada roda putar agar memberikan reaksi keseimbangan. Sebuah sensor giroskop mampu membaca kecepatan sudut yang sangat cepat, sinyal input berupa data error dari sensor ke unit kontrol yang terintegrasi secara digital mampu menyeimbangkan posisi robot dari waktu ke waktu. Untuk dapat mengimbangi keadaan stabil robot ini digunakan dari setiap kesalahan antara kemiringan sensor giroskop dan kemiringan absolut (sebenarnya) berupa sensor inclinometer. Jadi, keakuratan pembacaan sinyal umpan balik (kesalahan) dalam sistem kontrol adalah kunci untuk berhasil menyeimbangkan ABRB.

Baca juga:
Gyroscopic drift compensation, (Aamer Almujahed et al)

Sistem kontrol pada robot semacam ini dapat menggunakan beberapa sistem kendali konvensional maupun sistem kendali cerdas. Pada robot ABRB ini mereka menggunakan sistem kendali PID (Proportional, Integral, dan Derivative) [1]. Sedangkan pada Self-Balancing Bicycle Robot With a Reaction Wheel yang diteliti oleh Kiattisin Kanjanawanishkul tahun 2015sistem kendali yang digunakan berupa Linear Quadratic Regulator (LQR) dan Linear Model Predictive Control (LMPC) [2]. Kemudian pada penelitian yang dilakukan oleh Yunki Kim et al pada tahun 2013, mereka merancang robot RWBR (Reaction Wheel Bicycle Robot) dengan menggunakan PID juga sebagai kendali sistem namun untuk kontrol pada keseimbangan dan stabilitas, pengontrol roda penyeimbang dirancang dengan menggunakan algoritma pemodelan sistem untuk memberikan siklus terpendek pada sistem agar seimbang [3]. Jadi, pada dasarnya beberapa sistem kendali sangat efektif untuk mengendalikan sistem agar seimbang. Pada pembuatan alat tidak semua kendali yang dipakai, hanya dipakai satu kendali yang dianggap paling efektif.

Berikut video demontrasi Auto-Balanced Robotic Bicycle (ABRB) oleh Aamer Almujahed et al

Di masa depan hasil penelitian seperti ini diharapkan dapat membantu dalam berbagai bidang pengembangan teknologi transportasi. Salah satu pengembang teknologi dan telah menerapkan teknologi ini pada motor adalah perusahaan motor Honda milik Jepang. Nama motor hasil besutan mereka adalah  Honda Unveils Self-Balancing Motorcycle, dimana motor tersebut dikembangkan dapat menyeimbangkan diri dan juga bisa berjalan pelan mengikuti orang didepannya. Sensor yang dipakai pada Honda Unveils Self-Balancing Motorcycle berupa sensor giroskop (kemiringan).

Berikut video demontrasi dari Honda Unveils Self-Balancing Motorcycle,

 

Referensi:

[1] Almujahed, A., et al. 2009. “Auto-Balanced Robotic Bicycle (ABRB)”. ECE-492/3 Senior Design Project
Spring (2009).

[2] Kanjanawanishkul, K. 2015. “LQR and MPC controller design and comparison for a stationary self-balancing bicycle robot with a reaction wheel”. Kybernetika, Vol. 51 (2015), No. 1, 173–191.

[3] Kim, Y., et al. 2013. “Stable Control of the Bicycle Robot on a Curved Path by Using a Reaction Wheel”. Springer, Journal of Mechanical Science and Technology 00 (2013).

[4] Vijayraghvan, S. 2017. “CES 2017: Honda Unveils Self-Balancing Motorcycle”. https://auto.ndtv.com/news/ces-2017-honda-unveils-self-balancing-motorcycle-1645812 (diakses 7 November 2017).

 

 

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Wayan Dadang

Wayan Dadang

Mahasiswa S1 Teknik Elektro Universitas Sriwijaya, menekuni Kecerdasan Buatan, Sistem Kontrol, dan Robotika. Mencintai kegiatan membaca Paper Sains, Belajar, Menulis, dan Riset.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *