Inovasi dalam Pengenalan dan Pengajaran Ilmu Robotik

Seiring dengan lajunya perkembangan penelitian di bidang robotika, terutama dalam limabelas tahun terakhir ini, pengajaran mata kuliah yang berkaitan dengan robotika untuk para mahasiswa semakin dinamis. Jika sebelumnya topik robotika masuk dalam mata kuliah seperti Sistem Kontrol, otomasi industry ataupun teknik mikroprosesor dan interfacing, kini mata kuliah ini telah disajikan secara khusus. Bahkan setelah beberapa disiplin ilmu pendukung seperti teknik Kontrol, instrumentasi (sensor & aktuator), teknik telekomunikasi, piranti elektronik (devices), piranti nano (nano devices), mekanikal (permesinan atau machining, material, otomotof modern, teknologi marine (kelautan), teknologi penerbangan (aeronautik), dll.) dan terutama sekali teknologi komputer dan informasi, khususnya kecerdasan buatan (artificial intelligence) berkembang pesat, ilmu robotik malah menjadi domain kurikulum baru yang di dalamnya dapat berisi berbagai mata kuliah lintas disiplin (inter-discipline).

THE FUTURE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN IRELAND - https://discoverresearchdublin.com/

Sebagai contoh, teknik adaptasi dalam kontrol yang tak habis-habisnya diteliti justru memperoleh obyek yang sangat mendukung ketika berbagai teknik baru yang diusulkan diujicoba melalui media robotika. Kemajuan di bidang jaringan komputer dan internet pada akhirnya juga melahirkan ide-ide seperti web-based robotic, network-based robot. Bahkan muncul ide, suatu saat nanti setiap autonomous robot memiliki IP tanpa awak baik untuk mesin perang maupun untuk eksplorasi angkasa luar telah melahirkan berbagai disiplin silang yang baru.

Cloud Robotics and Automation - http://goldberg.berkeley.edu/

Bidang astronomi mau tak mau harus berkolaborasi dengan ilmu robotika untuk menciptakan perangkatperangkat penelitian yang modern. Bidang kelautan dengan proyek penelitian kendaraan bawah air (underwater vahicle) tanpa awak malah bisa lebih bersifat robotik daripada ilmu perkapalan. Persoalannya sekarang adalah bagaimana mengajarkan kepada mahasiswa tentang ilmu robotik ini pada tahap-tahap awal. 

Robotik yang telah diadopsi dalam berbagai aspek kehidupan dengan teknologi yang demikian kompleksnya dalam duapuluh tahun terakhir ini nampaknya telah membawa perubahan pola pengajaran keilmuannya dalam dunia pendidikan teknik. 

Cara klasik pengajaran ilmu robotik dapat diperoleh dari referensi buku seperti buku teks karangan Fu, et al. (1987) hingga karangan Craig (2005). Meteri yang penuh dengan kajian matematis dari analisa kinematik, dinamik dan kontrol robot manipulator menjadi tumpuan utama pengajaran. 

Meski masih tetap dianggap sangat penting bahwa mengawali belajar dan meneliti bidang robotika melalui robot manipulator adalah pilihan terbaik sebagai prosedur saintifik, namun seiring dengan kualitas dan kuantitas materi makin mendalam dan banyak akhirnya dijumpai berbagai improvisasi dalam teknik dan teknologi pengajarannya untuk meraih efektifitas dalam penyampaian dan pembangkitan minat di kalangan mahasiswa.

Role of AI in Customer Experience - https://www.pointillist.com/

Buku karangan Braunl (2003) adalah sebuah contoh menarik tentang inovasi dalam pengenalan dan pengajaran ilmu robotik kepada mahasiswa. Ia langsung memulainya dengan bahasan-bahasan yang menurutnya dapat langsung menyentuh minat keingintahuan dari mahasiswa, yaitu disain mobile robot. 

Ia tak lagi memulai materi dengan menyodori berbagai model matematik robot dan simulasi komputer yang menurutnya kurang memberikan sentuhan kepada mahasiswa. Ia langsung memperkenalkan bagaimana membuat mobile robot dengan salah satu contoh robot soccer (robot sepakbola). 

Robot teams face off in the 2015 Robocup finals, held in Hefei, China - http://america.aljazeera.com/

Ia beranggapan bahwa tugas robot adalah perkara sangat bersifat praktis, real-world hardware, dapat dilihat dan dirasakan langsung, dan seringkali realitas dalam disain robot tidak memerlukan analisa matematik secara sempurna seperti dalam simulasi komputer. Keadaan “sempurna” seperti yang disimulasikan seringkali tidak muncul dalam robot sebenarnya. 

Pertimbangannya, setiap aktuator riil yang biasa digunakan tidaklah sesempurna seperti yang diharapkan dalam kajian matematikanya. Aktuator yang sesungguhnya hanya dapat dioperasikan dalam ketelitian gerak hingga sekian derajat saja dan dengan linieritas yang sangat terbatas. Sensor riil juga tidak selalu sempurna seperti definisi teoritisnya. Noise, nonlinieritas, dan keterbatasan jangkauan operasi hampir selalu mengiringi instalasi sensor dalam rangkaian. 

Oleh karena itu, ia mengatakan bahwa perkara robot adalah perkara yang sangat logis dalam pemrogramannya. Apa yang dihadapi pemrogram ketika unjuk kerja robot tidak sesuai seperti kajian matematisnya adalah lebih kepada rekayasa solusi penggunaan kode-kode atau instruksi di dalam program.

Setelah mobile robot menjadi obyek penelitian yang sangat intensif, ajang kontes robot menjadi salah satu cara untuk menarik minat mahasiswa dalam ikut berkiprah di dunia robotika. Kontes Robot (Robot Contest) yang telah cukup lama digelar di berbagai penjuru dunia telah diakui manfaatnya dalam dunia pendidikan.

STEAM Coding Contest - https://www.makeblock.com

Jika materi ilmu robotika sudah cukup lama diberikan kepada mahasiswa di jurusan teknik elektro, informasi dan komputer, namun subyek mata kuliah resmi yang berbentuk kontes robot mungkin hal yang baru. Sebuah contoh terobosan metoda pengajaran yang amat menarik ditunjukan oleh MIT (Massachusette Institute of Technologi). Di sini justru kompetisi robot (robot competition) telah dimasukan sebagai subyek baru mata kuliah/workshop sejak awal 2005 ini (MIT Open Course Ware, 2005). 

MIT OpenCourseWare - https://www.3playmedia.com/

Peserta workshop diwajibkan membuat mobile robot berbasis kit robot LEGO, memprogramnya dan diadu dalam kontes sesama peserta. Spesifikasi robot yang diminta membuat mahasiswa peserta harus menyediakan waktu lebih dalam workshop agar robotnya mampu memenangi kompetisi ataupun sekedar memperoleh nilai lulus mata kuliah. Bahkan dalam dua minggu terakhir masa workshop menuju hari kompetisi, mahasiswa dianjurkan untuk “hidup di laboratorium”. 

kit robot LEGO - https://techcrunch.com/

Belajar, bekerja, makan, tidur dan mandi di Lab.

Dalam materi tutor malah sampai diingatkan untuk “jangan lupa mandi di akhir minggu”. Sesuatu yang menarik untuk dicermati bahwa, pengajaran keilmuan robotika di bangku kuliah resmi dapat dibuat menjadi semacam ajang kontes yang bersifat pesta.

portal_kuliah