CARA – Anjing Robot Presisi Tinggi yang Menggunakan Tali

 (aaedmusa.com)
3 poin oleh GN⁺ 2025-07-24 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • CARA adalah anjing robot presisi tinggi yang memanfaatkan mekanisme tali, berbeda dari pendekatan konvensional
  • Untuk kalibrasi posisi awal, setiap sendi menjalani proses homing yang mendeteksi perubahan arus untuk menemukan batas fisik
  • Melalui tiga jenis persamaan, inverse kinematics (IK), forward kinematics (FK), dan rotational kinematics (RK), posisi dan postur kaki dikendalikan dengan presisi
  • Menggunakan pola berjalan berbasis lintasan sikloid untuk mewujudkan perpindahan yang alami dan gerakan yang halus
  • Dengan gait trotting, kaki diagonal bergerak secara bersamaan, mendukung berbagai gerakan seperti arah maju dan rotasi

Pemrograman

Urutan Homing

  • Tahap pertama dalam pemrograman CARA adalah pengembangan urutan homing sendi (kalibrasi posisi otomatis)
  • Pada homing, hanya dengan encoder posisi absolut pada poros motor tiap sendi, yang dapat diukur hanyalah posisi relatif sendi
  • Saat mulai, sendi diputar hingga batas fisik, lalu kedatangan di titik tersebut dideteksi melalui kenaikan arus
  • Setelah mencapai batas fisik, posisi absolut sendi dapat ditetapkan
  • Proses ini wajib dijalankan sekali setiap kali sistem dinyalakan

Kinematika

  • Untuk mengendalikan gerakan bodi, digunakan total tiga jenis persamaan: inverse kinematics (IK), forward kinematics (FK), dan rotational kinematics (RK)
  • Persamaan IK: menghitung sudut sendi untuk menempatkan kaki (ujung kaki atau end effector) pada posisi X, Y, Z yang diinginkan
  • Persamaan FK: menerima sudut sendi saat ini sebagai input lalu menghitung posisi X, Y, Z kaki
  • Saat perencanaan lintasan, posisi saat ini terlebih dahulu dihitung dengan FK, lalu dilakukan perhitungan waypoint antara menuju titik target (menggunakan library Arduino RAMP), dan pada tiap waypoint sudut sendi dihitung dengan IK
  • Persamaan RK: digunakan untuk menghitung posisi kaki yang diperlukan untuk rotasi bodi berdasarkan roll, pitch, dan yaw (sumbu rotasi)
    • Berdasarkan posisi kaki yang dihitung dengan RK, sudut kemudian kembali dihitung dengan IK
    • Digunakan untuk kontrol postur (pose control) dan menjaga stabilitas, membantu robot melakukan rotasi bodi di tempat atau menjaga keseimbangan

Gait

  • Gait CARA menerapkan trajektori langkah berbasis lintasan sikloid untuk mewujudkan gerakan yang halus dan realistis
  • Lintasan langkah berbentuk segitiga dan persegi juga diuji, tetapi kalah dalam hal kehalusan, penghindaran rintangan oleh kaki, dan gerakan yang alami
  • Gait utamanya adalah trotting gait (kaki diagonal bergerak bersamaan), dengan gerakan yang terdiri dari fase swing (bergerak maju di udara) dan fase stance (mendorong ke belakang di tanah)
  • Saat berjalan, fase swing dan stance diulang secara bergantian oleh pasangan kaki diagonal untuk menciptakan langkah yang berkelanjutan
  • Untuk berjalan ke arah selain maju dan mundur, pola trotting tetap dipertahankan, tetapi hanya sudut langkah kaki yang diubah
  • Saat berputar, satu pasangan melangkah ke luar dan pasangan lainnya ke dalam, sehingga belokan melengkung atau rotasi di tempat dapat diwujudkan

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2025-07-24
Komentar Hacker News
  • Saya sudah menonton berulang-ulang video capstan drive buatan Aaed, benar-benar karya yang keren, cepat dan bertorsi tinggi, cukup compliant, dan nyaris tanpa backlash, luar biasa melihat pola pikir engineering seperti itu
    • Saya juga baru menemukan videonya belakangan ini, dan setiap kali menonton, ide-ide yang ingin saya buat terus bermunculan di kepala; sayang sekali waktu saya kurang (breadboard di sebelah saya juga masih menunggu perhatian saya). Bagian yang menarik adalah algoritme YouTube: topik yang saya lihat lebih dulu di YouTube sering muncul di Hacker News seminggu atau dua minggu kemudian. Saya bingung apakah ini pertanda algoritmenya bagus, atau justru gagal. Jelas beberapa video populer memang ditunjukkan dengan baik kepada orang yang tertarik, tetapi saya penasaran apakah yang saya tonton benar-benar yang terbaik, atau hanya segelintir karya hebat yang kebetulan mendapat sorotan. Kadang saya baru menemukan kanal bermanfaat yang sudah ada bertahun-tahun; itu membuat saya merasa sebenarnya ada jauh lebih banyak konten bagus yang layak ditonton, hanya saja saya belum melihatnya entah karena kurang beruntung, baru sekarang beruntung, atau karena algoritme secara acak mendeteksi ambang tertentu atau ciri minat saya lalu merekomendasikannya
    • Dulu kami memutar rol film pada peralatan pemindai dengan capstan, cepat sekaligus akurat dan tanpa backlash, teknik yang sangat bagus. Jadi saya kira ini jarang dipakai karena kurang torsi tinggi atau cepat aus, tetapi tampaknya belum tentu begitu
    • Aaed adalah salah satu kreator favorit saya; tentu di YouTube ada engineer atau ahli yang lebih hebat darinya, atau orang yang lebih menghibur, tetapi dia benar-benar menunjukkan keseimbangan yang bagus. Saya juga berlangganan banyak kanal tech, pop science, dan industrial design; kalau tertarik, saya bisa membagikan daftar rekomendasi, sekarang saya sedang merapikan daftar kanal saya
    • Saya belum menonton yang tentang anjing di antara video capstan drive-nya, tetapi video penjelasan dasar ini (High Precision Speed Reducer Using Rope) adalah yang terbaik. Sudah setahun saya memimpikan teknologi ini, terutama karena pada periode yang sama ada juga orang yang membahas aktuator robot da Vinci (kontrol presisi tinggi dengan kabel), jadi makin berkesan. (Building a DIY Surgical Robot)
  • Minggu lalu saya menonton video ini dan benar-benar tercengang; dia teknisi yang hebat sekaligus sangat pandai menjelaskan. Dia menjabarkan strategi pengujiannya dengan cukup rinci sehingga saya bisa memahami pola pikir dan metodologinya, lalu merangkumnya dengan pas tanpa bertele-tele; benar-benar karya luar biasa
  • Minggu lalu saya benar-benar bertemu Aaed, saat dia sedang mencetak komponen proyeknya (kami bekerja di perusahaan yang sama), dan rasanya seperti mimpi melihat ini naik ke peringkat #1 di HN
  • Presentasinya benar-benar luar biasa, menurut saya seseorang harus segera merekrut orang ini
    https://www.aaedmusa.com/
    • Untuk putra saya yang berusia 12 tahun, setelah menyelesaikan kurikulumnya saya ingin memberinya inspirasi agar membangun situs web pribadinya seperti ini: "CARA (Capstans Are Really Awesome) adalah robot quadruped terbaru saya, penerus ZEUS, ARES, dan TOPS. Robot ini saya bangun selama satu tahun, dan sejauh ini merupakan robot quadruped paling dinamis dan paling matang desainnya yang pernah saya buat"
    • Orang yang bakat, motivasi, dan kemampuan eksekusinya sudah terbukti seperti ini justru kurang cocok menempuh jalur kerja perusahaan yang biasa. Jauh lebih baik mendukung startup miliknya
    • Bisa juga dia sudah cukup puas dengan proyek-proyeknya dan aktivitas YouTube-nya
  • Bukan cuma implementasi robotiknya yang luar biasa, tetapi juga cara dia menyampaikannya kepada penonton lewat video. Saya merasa kualitas video di internet belakangan ini benar-benar menakjubkan. Alat-alat yang bisa dipakai di bengkel pribadi juga makin bagus, dan perubahan seperti ini akan membuat lebih banyak hal ditemukan ke depannya
  • Sepertinya dulu pernah ada posting tentang dia juga di HN, dan saya kembali kagum melihat dia membuat hal-hal sekeren ini sendiri lalu mengajarkannya lewat video; kali ini saya pasti berlangganan supaya tidak kelewatan lagi
  • Ini benar-benar karya yang luar biasa dan mengundang kekaguman
  • Professor of Upstairs Neighboring. https://youtu.be/8s9TjRz01fo?t=1128
  • Saya penasaran kenapa perlu begitu banyak usaha untuk mendapatkan rasio gir yang "presisi" seperti ini; banyak digit tidak otomatis berarti "presisi". Saya juga penasaran seberapa tahan struktur ini terhadap keausan atau kelelahan material
    • Sebenarnya mungkin tidak perlu usaha sebanyak itu; kalau sering 3D printing, biasanya memang harus cetak ulang dua atau tiga kali juga, jadi menyesuaikan rasio gir dalam proses itu terasa wajar. Dan kalau ingin mengusung desain "presisi tinggi" lalu memberi saran ke orang lain soal desain transmission gear, Anda tidak bisa menargetkan rasio gir 8 tetapi puas dengan hasil kira-kira 7,9 sampai 8,2
    • Ini masalah kinematika; makin presisi girnya, makin cocok modelnya dengan kenyataan. Karena itu para ahli memasang motor langsung ke sendi alih-alih memakai gir atau tali pada adegan dengan benturan tinggi. Menghitung deformasi/elastisitas sampai detail seperti itu secara realistis tidak memungkinkan. Setidaknya begitu dalam robotika yang saya lihat belakangan ini

    • banyak digit tidak membuatnya lebih presisi
      Bukankah justru semakin banyak angka di belakang koma itu memang definisi dari precision (presisi)?

    • Bagian itu agak membingungkan di video ini, mungkin karena ada keterbatasan alat yang digunakan
  • Terima kasih sudah membagikan video yang seru dan dibuat dengan sangat baik ini, proyeknya benar-benar menyenangkan untuk diikuti, dan kemampuan menjelaskannya terasa luar biasa; kemampuan komunikasi seperti ini benar-benar keren dan membuat saya ingin bisa lebih baik juga