MAULANA, MUHAMAD RAMDANI ANUGRAH (2025) RANCANG BANGUN PROTOTIPE ROBOT BEDAH LAPAROSKOPI 3 DOF UNTUK OPTIMASI GERAKAN PRESISI BERBASIS CNC SHIELD V3. S1 thesis, Universitas Mercu Buana Jakarta.
|
Text (HAL COVER)
01 COVER.pdf Download (856kB) | Preview |
|
![[img]](https://repository.mercubuana.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (BAB I)
02 BAB I.pdf Restricted to Registered users only Download (336kB) |
|
|
Text (BAB II)
03 BAB II.pdf Restricted to Registered users only Download (476kB) |
|
|
Text (BAB III)
04 BAB III.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) |
|
|
Text (BAB IV)
05 BAB IV.pdf Restricted to Registered users only Download (812kB) |
|
|
Text (BAB V)
06 BAB V.pdf Restricted to Registered users only Download (319kB) |
|
|
Text (DAFTAR PUSTAKA)
07 DAFTAR PUSTAKA.pdf Restricted to Registered users only Download (331kB) |
|
|
Text (LAMPIRAN)
08 LAMPIRAN.pdf Restricted to Registered users only Download (723kB) |
Abstract
This study aims to design and realize a prototype of a laparoscopic surgical robot with three degrees of freedom (3 DOF) to improve precision movements in laparoscopy surgical procedures. This system adopts the working principle of a CNC machine controlled via CNC Shield V3 and a Raspberry Pi microprocessor. As input, a potentiometer is used to generate a PWM signal that represents user movements, which is then processed to drive the Nema 17 stepper motor actuator on the robot. This system consists of a master robot, which is equipped with a potentiometer on each joint to measure user movements, and a slave robot as the executor. The system will calculate the translation delta generated by the master robot and convert it into movement on the slave robot. The integration between the two is implemented using an inverse kinematics algorithm approach to ensure the accuracy of the end-effector position. The mathematical calculation results of this approach are validated through movement visualization in the RoboAnalyzer software, which shows that the system is capable of replicating adequate movements. The conclusion of this research shows that the robot prototype is able to execute user movement commands with a precision level of x = 48.8%, y = 41%, z = 99.7%, RMSE values of x = 16.58%, y = 10.56%, z = 24.4%, and the latency value is 2.67 milliseconds. With these results, the robot prototype's precision level is below 50% and has an RMSE value above 10%. Therefore, this robot prototype has a poor level of accuracy and precision, but the slave robot can be controlled by the master robot which represents the user's movements. Keywords: surgical robot, laparoscopy, CNC Shield V3, Raspberry Pi, inverse kinematics, precision Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan merealisasikan prototipe robot bedah laparoskopi dengan tiga derajat kebebasan (3 DOF) untuk meningkatkan presisi gerakan dalam prosedur bedah laparoskopi. Sistem ini mengadopsi prinsip kerja mesin CNC yang dikendalikan melalui CNC Shield V3 dan mikroprosesor Raspberry Pi. Sebagai input, digunakan potensiometer untuk menghasilkan sinyal PWM yang merepresentasikan gerakan pengguna, yang kemudian diproses untuk menggerakkan aktuator motor stepper Nema 17 pada robot. Sistem ini terdiri dari master robot, yang dilengkapi dengan potensiometer pada setiap sendi untuk mengukur pergerakan pengguna, dan slave robot sebagai eksekutor. Sistem akan menghitung delta translasi yang dihasilkan oleh master robot dan akan dikonversi menjadi gerakkan pada slave robot. Integrasi antara keduanya diimplementasikan menggunakan pendekatan algoritma invers kinematics untuk memastikan akurasi posisi end-effector. Hasil perhitungan matematis dari pendekatan ini divalidasi melalui visualisasi gerakan pada perangkat lunak RoboAnalyzer, yang menunjukkan bahwa sistem mampu mereplikasi gerakan yang memadai. Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan bahwa prototipe robot mampu mengeksekusi perintah gerakan pengguna dengan tingkat presisi x = 48.8%, y = 41%, z = 99.7%, nilai RMSE x = 16.58%, y = 10.56%, z = 24.4%, dan nilai latensinya adalah 2.67 mili detik. Dengan hasil tersebut menunjukkan tingkat presisi prototipe robot dibawah 50% dan memiliki nilai RMSE di atas 10%. Maka, prototipe robot ini memiliki tingkat akurasi dan presisi yang kurang baik, namun slave robot dapat dikendalikan oleh master robot yang merepresentasikan gerakan pengguna. Kata kunci: robot bedah, laparoskopi, CNC Shield V3, Raspberry Pi, inverse kinematics, presisi
Actions (login required)
 |
View Item |
