PENGEMBANGAN APLIKASI ‘ANATOMI SISTEM RANGKA DAN SISTEM OTOT

TUBUH MANUSIA SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN DENGAN TEKNOLOGI

AUGMENTED REALITY

Makmun, S.Kom, MT.

Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Gunadarma

Abstraksi

Augmented Reality adalah integrasi informasi digital dengan lingkungan pengguna secara real

time. Berbeda dengan virtual reality yang menciptakan lingkungan 3D yang benar-benar buatan.

Teknologi augmented reality menggunakan lingkungan yang ada di dunia nyata kemudian

menambahkan informasi baru di atasnya. Penerapan dan perkembangan teknologi Augmented

Reality (AR) di Indonesia masih dalam tahap awal dimana masyarakat belum secara luas

memanfaatkan teknologi ini di kehidupan sehari-hari. Padahal jika dimaksimalkan, peran AR

dapat memajukan banyak bidang, termasuk pendidikan. Teknologi ini dapat membantu siswa

dalam memahami pelajaran yang membutuhkan visualisasi. Salah satu materi yang cukup sulit

namun bisa dipahami lebih baik dengan teknologi Augmented Reality adalah materi tentang otot

dan rangka yang ada di jenjang SD, SMP, dan SMA. Untuk itu dibuatlah media pembelajaran

anatomi sistem rangka dan otot tubuh manusia dengan teknologi Augmented Reality. Dengan

media ini, sistem otot dan rangka dapat terlihat dengan jelas. Pada akhir aplikasi ada kuis yang

akan meningkatkan pemahaman siswa. Perangkat lunak yang dibutuhkan dalam pembuatan

media belajar ini adalah Android SDK Manager, Unity, Blender, dan Vuforia SDK.

Kata kunci: Augmented Reality, Android SDK Manager, Unity, Blender, Vuforia SDK.

Pendahuluan

Augmented Reality (AR) dalam bahasa Indonesia disebut realitas tertambah adalah

teknologi yang menggabungkan benda maya dua dimensi dan ataupun tiga dimensi ke dalam

sebuah lingkungan nyata lalu memproyeksi benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata.

Benda-benda maya berfungsi menampilkan informasi yang tidak dapat diterima oleh manusia

secara langsung. Hal ini membuat realitas tertambah berguna sebagai alat untuk membantu

persepsi dan interaksi penggunanya dengan dunia nyata. Informasi yang ditampilkan oleh benda

maya membantu pengguna melaksanakan kegiatan-kegiatan dalam dunia nyata.1 Menurut

definisi Ronald Azuma pada tahun 1997, ada tiga prinsip dari augmented reality. Yang pertama

yaitu augmented reality merupakan penggabungan dunia nyata dan virtual, yang kedua berjalan

secara interaktif dalam waktu nyata (realtime), dan yang ketiga terdapat integrasi antar benda

dalam tiga dimensi, yaitu benda maya terintegritas dalam dunia nyata.2

Secara sederhana augmented reality bisa didefinisikan sebagai lingkungan nyata yang

ditambahkan obyek virtual. Penggabungan obyek nyata dan virtual dimungkinkan dengan

teknologi display yang sesuai, interaktivitas dimungkinkan melalui perangkat-perangkat input

tertentu. Augmented reality merupakan variasi dari Virtual Environments (VE), atau yang lebih

dikenal dengan istilah Virtual Reality (VR). Teknologi virtual reaity membuat pengguna

tergabung dalam sebuah lingkungan virtual secara keseluruhan. Ketika tergabung dalam

lingkungan tersebut, pengguna tidak bisa melihat lingkungan nyata di sekitarnya. Sebaliknya,

augmented reality memungkinkan pengguna untuk melihat lingkungan nyata, dengan obyek

virtual ditambahkan atau tergabung dalam lingkungan nyata. Tidak seperti virtual reality yang

1 Jacko, Julie A. (2003). Handbook of Research on Ubiquitous Computing Technology for Real Time Enterprises. CRC Press.

hlm. 459 2 Azuma, Ronald T. 1997. A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and Virtual Environments 6

sepenuhnya menggantikan lingkungan nyata, augmented reality sekedar menambahkan atau

melengkapi lingkungan.

Mengutip pendapat Jorge Bacca, dkk dijelaskan, beberapa tahun belakangan ini, penelitian

tentang pemanfaatan teknologi dalam pembelajaran (TEL) semakin fokus pada augmented

reality, pembelajaran ubiquitous (u-learning), pembelajaran mobile (m-learning) dan

pembelajaran analitis.3 Dengan penerapan teknologi AR inilah diharapkan para siswa dapat

memiliki pengalaman yang tinggi sehingga bisa menciptakan tingkat kreatifitas yang mumpuni

dan menghasilkan inovasi untuk dunia Pendidikan.

Perangkat yang dibutuhkan untuk membuat aplikasi berbasis Augmented Reality ada lima,

yaitu:4

Unity, Blender, Software Develoment Kit AR, Vuforia, dan Android. Unity merupakan suatu

aplikasi yang digunakan untuk mengembangkan game multiplatform yang didesain untuk mudah

digunakan. Pada dasarnya, Unity 3D merupakan game engine yang berbasis 3D. Tetapi Unity

juga bisa dalam membentuk game 2D. Unity menggunakan sistem navigasi bebas dalam

pembuatan game, sehingga pengguna dapat dengan mudah untuk melihat setiap sisi 3D dalam

pembuatan objek. Sama halnya seperti menggunakan Blender 3D. Blender adalah perangkat

lunak sumber terbuka grafika komputer 3D. Perangkat lunak ini digunakan untuk membuat film

animasi, efek visual, model cetak 3D, aplikasi 3D interaktif dan permainan video. Software

Develoment Kit AR adalah Perancangan AR dapat menggunakan bermacam-macam aplikasi

untuk berbagai platform. Salah satunya menggunakan software development kit (SDK) yang

dapat mendukung terciptanya aplikasi AR di pasar. Vuforia adalah Augmented Reality Software 3 Jorge Bacca "Augmented Reality Trends in Education: A Systematic Review of Research," dalam

jurnal Educational Technology & Society (2014) 4 Ardhianto, Eka, Wiwien Hadikurniawati, dan Edy Winarno, 2012. Augmanted Reality Objek 3 Dimensi dengan Perangkat

ARToolkit dan Blender, Semarang: Jurnal Teknologi Informasi Dinamik Vol. 17, No. 2: 107-117

Development Kit (SDK) untuk perangkat mobile yang memungkinkan pembuatan aplikasi AR.

SDK Vuforia juga tersedia untuk digabungkan dengan Unity yaitu bernama Vuforia

AR Extension for Unity. Vuforia merupakan SDK yang disediakan untuk membantu para

developer membuat aplikasi-aplikasi Augmented Reality (AR) di mobile phones (iOS, Android).

Terakhir adalah android yang merupakan sistem operasi mobile yang open-source dan

dikembangkan oleh Google. OS Android digunakan untuk komputer Tablet dan Smartphone.

Namun berdasarkan dari arti kata dan wujudnya, Android merupakan sebuah robot pintar yang

dibuat menyerupai manusia.

METODE PENELITIAN

Aplikasi Augmented Reality ini menjadikan anatomi sistem rangka dan otot tubuh

manusia sebagai objek. Sistem rangka adalah sistem yang memiliki fungsi untuk menyimpan

bahan mineral, tempat pembentukan sel darah, tempat melekatnya otot rangka, melindungi tubuh

yang lunak dan menunjang tubuh. Terdiri dari tengkorak, tulang rusuk, tulang belakang, rangka

penopang tulang bahu, rangka penopang tulang pinggul, tulang angota badan atas dan bawah.

Sistem otot adalah sistem tubuh yang memiliki fungsi untuk alat gerak, menyimpan glikogen dan

menentukan postur tubuh. Terdiri atas otot polos, otot jantung dan otot rangka.

Struktur Navigasi

Jenis struktur program yang digunakan pada aplikasi ini adalah struktur navigasi campuran, yaitu

gabungan dari struktur program hierarki dan linear.5 Dengan struktur navigasi ini, dapat dilihat

bagian-bagian aplikasi secara utuh, seperti yang terlihat pada gambar 1.

5 Andre, Struktur Navigasi. http://www.andre.web.id/2014/05/struktur-navigasi.html. 2014. Diakses 30 April 2018

Gambar 1 Struktur Navigasi

Segala sesuatu yang muncul pada layar monitor dan dapat berhubungan langsung dengan

user disebut desain antarmuka (storyboard). Storyboard menggambarkan proses berjalannya

program pada menu utama AR. Gambar 2 merupakan storyboard media pembelajaran sistem

rangka dan otot tubuh manusia dengan teknologi augmented reality.

Gambar 2 Storyboard Aplikasi

Rancangan Tampilan

Menu-menu yang akan digunakan untuk memulai program akan ditampilkan pada

rancangan tampilan menu utama seperti terlihat pada gambar 3.

Gambar 3 Rancangan Tampilan Menu Utama

Keterangan:

Button 1 : AR Kamera, untuk menuju ke kamera.

Button 2 : Panduan, untuk menuju panduan aplikasi.

Button 3 : Tentang, untuk melihat informasi aplikasi dan profil pembuat.

Button 4 : Keluar, untuk keluar dari aplikasi.

Rancangan Tampilan Pilihan Menu Augmented Reality

Tampilan menu Augmented Reality ini menyajikan 7 pilihan button yaitu informasi

anatomi dan kembali. Seperti yang terlihat pada gambar 4.

Menu Utama

Button 1

Button 2

Button 3

Button 4

Button 7

7

Button 1 Button 4

Button 2 Button 5

Button 6 Button 3

Gambar 4 Rancangan Tampilan Menu Augmented Reality

Rancangan Tampilan Menu Quiz

Pada scene ini menampilkan soal kuis serta pilihan jawaban dan untuk kembali ke menu

utama menggunakan button back yang terdapat pada smartphone.

Gambar 5 Rancangan Tampilan Menu Panduan

Keterangan:

Button 1 : Untuk pilihan jawaban A.

Button 2 : Untuk pilihan jawaban B.

Button 3 : Untuk pilihan jawaban C.

Button 4 : Untuk pilihan jawaban D.

Button 5 : Untuk soal selanjutnya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Aplikasi Augmented Reality dibangun dalam beberapa tahap yaitu membuat model,

membuat marker, dan mengintegrasikan model dengan marker. Sehingga Augmented Reality ini

menggabungkan dunia nyata dengan dunia virtual. Objek atau model 3 dimensi nantinya akan

Soal

Button 1

Button 2 Button 4

Button 3

Button 5

diintegrasikan dengan dunia nyata. Pembuatan model atau objek dapat dilbuat dengan software

pembuat objek 3 dimensi seperti Blender 3D. Setelah model dibuat, dilanjutkan dengan

pembuatan marker yang berfungsi sebagai penanda untuk mendeteksi dan menangkap fungsi

suatu objek. Objek akan ditampilkan sesuai dengan model yang telah diintegrasikan pada setiap

markernya. Ada dua jenis penggunaan marker yaitu Single Marker dan Multi Marker. Single

Marker digunakan untuk satu objek sedangkan Multi Marker digunakan untuk beberapa objek

yang berbeda. Tahapan terakhir adalah pengintegrasian objek dengan marker dengan melakukan

penyesuaian untuk setiap objek baik berupa Single Marker maupun Multi Marker. Dalam tahap

ini dapat dilakukan dengan menggunakan software penyedia layanan Augmented Reality seperti

ARToolkit, FlarToolkit, NyarToolkit, SlarToolkit, Qcar, Popcode, dan Vuforia.

Pembuatan marker digunakan dengan menggunakan website developer.vuforia.com

dengan cara mengunggah gambar kedalam website tersebut kemudian melakukan pengunduhan

hasil gambar yang diunggah kedalam ekstensi unity package. Setiap gambar akan diberikan

rating atau penilaian terhadap marker. Semakin tinggi penilaiannya, akan semakin mudah

marker terdeteksi terhadap smartphone.

Dalam pembuatan marker terdapat beberapa hal yang harus dilakukan terlebih dahulu

yaitu pendaftaran pada website vuforia.com, pembuatan license key, dan pembuatan database

target. Langkah-langkah yang akan dilakukan adalah; Lakukan pendaftaran pada website

vuforia.com serta isi seluruh biodata yang disediakan oleh vuforia.com. Setelah mendaftar,

dilanjutkan dengan pembuatan license key. Klik tab Develop, tab License Manager, dan klik Add

License Key, seperti gambar 7.

Gambar 7 Tampilan Add License

Isilah parameter yang dibutuhkan, setelah itu klik next serta confirm agar license key menjadi

aktif. Jika license key sudah aktif akan terlihat pada tab develop dan tab License Manager seperti

gambar 8. ManagerKlik Name License Key, setelah itu akan terbuka halaman yang berisi license

key untuk digunakan pada unity sehingga aplikasi AR dapat berjalan. Tampilan License Key

dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 8. Tampilan License

Gambar 9. Tampilan License Key

Buatlah database marker. Dengan menuju tab Develop, tab Target Manager kemudian klik Add

Database. Tampilan halaman target manager dapat dilihat pada gambar 10. Setelah itu, isilah

parameter dan klik create, sampai tercipta database.

Gambar 10. Tampilan Target Manager

Langkah setelah database terbentuk adalah dengan mengklik nama database dan klik add

target maka akan muncul window baru. Setelah itu, pilih tipe, file, lebar, dan nama dari marker

yang akan digunakan seperti gambar 11. Setelah berhasil, akan terdapat rating pada marker

seperti terlihat pada gambar 13 . Centanglah, kemudian Download Database untuk melakukan

unduhan. Pilih Unity Editor setelah muncul window baru dan klik Download.

Gambar 11. Tampilan Add Target Parameter

Pembuatan Aplikasi

Bahasa pemrograman yang digunakan pada aplikasi ini adalah C#, berikut langkah-

langkah untuk membuat project baru pada Unity 5.5.2f1 32 bit dan membuat scene menu utama :

Pertama, pilih tab project masukkan nama project tentukan direktori penyimpanan create.

Tampilan akan terlihat seperti gambar 14

Gambar 12. Membuat Project Baru

Setelah itu kita akan membuat menu utama dengan beberapa komponen yaitu canvas dan

image. Klik kanan pada bagian hierarchy pilih UI image, lalu masukkan image ke dalam

canvas dengan cara klik kanan pada canvas lalu pilih UI image. Gambar pembuatan Canvas

seperti gambar 15.

Gambar 12. Membuat Canvas

Setelah itu, masukkan background dengan terlebih dahulu memilih gambar yang

dinginkan. Pada gambar yang dipilih, ubah texture type menjadi Sprite (2D and UI) drag and

drop gambar tersebut kebagian hierarchy, ubah tab source image yang berada di sebelah kanan

layar, sepeti gambar 14.

Gambar 14. Memasukkan Background

Untuk memasukkan script pada button, pertama kita pilih button kemudian pada sisi

kanan layar terdapat pilihan add component script pada bagian onclick pilih runtime only

pilih class yang telah dibuat dalam script. Lihat gambar 15

Gambar 16. Mengaktifkan Fungsi Tombol

Ulangi langkah diatas untuk mengaktifkan fungsi tombol lainnya, dalam menu utama script yang

digunakan adalah menuku.cs

Gambar 17. Script Coding Button

Penerapan Objek Augmented Reality pada Aplikasi

Penerapan objek augmented reality pada unity 3D diawali dengan proses drag and drop

dari pemasukkan objek dan penerapan objek. Objek pada penulisan ini adalah otot dan rangka.

Diawali dengan memasukkan unitypackage kedalam unity dimana package tersebut adalah

package vuforia dan database marker. Dengan memilih Asset, Import Package, Custom

Package, akan muncul window baru seperti gambar 18 dan gambar 19

Gambar 18. Unity Package

Gambar 19. Importing Package

Selanjutnya, memasukkan ARCamera dan ImageTarget pada Assets, Vuforia, Prefabs

kedalam hierarchy. Setelah itu atur ARCamera yang terdapat pada hierarchy dari license key,

load data set story dan active. License key diisi dari developer-vuforia.com dengan license yang

telah dibuat sebelumnya. Langkah selanjutnya, masuk ke bagian script Database Load Behavior

dan centang Load Data Set Story dan Active. Saat dicetang, kamera akan mendeteksi adanya

marker. Hal ini dapat dilihat pada gambar 20.

Gambar 20. Pengaturan ARCamera

Atur ImageTarget dengan menggunakan marker yang telah diunggah ke website developer-

vuforia.com. Pengaturan pada script target behavior dengan mengubah Data Set dan Image

Target sebagai contoh disini adalah Rangka menjadi seperti gambar 21.

Gambar 21. Pengaturan Image Target

Selanjutnya, tambahkan objek. Drag objek yang ingin kita tampilkan, lalu drop pada bagian

Hierarchy, dan letakan sebagai child dari image target contoh disini rangka.

Gambar 22. Drag and Drop Objek

Sesuaikan masing-masing objek terhadap marker. Maka hasil akan seperti gambar 23

Gambar 23. Hasil Penggabungan Marker dan Objek Rangka dan Otot

Hasil Aplikasi Augmented Reality

Jika semua menu dari aplikasi Augmented Reality selesai dibuat, aplikasi tersebut

kemudian dimasukkan ke dalam smartphone berbasis Android. Untuk memasukkan aplikasi

yang dibuat ke dalam smartphone, pilih menu File yang ada pada menu bar, kemudian pilih

Build Setting. Gambar 24 merupakan gambar yang digunakan untuk memilih Build Setting.

Gambar 24. Proses Build Aplikasi

Saat proses Build dilakukan, setting untuk menampilkan tampilan landscape pada layar

smartphone dilakukan dengan cara klik Player Settings pada kotak dialog dan diteruskan dengan

memilih landscape left dan landscape right selanjutnya mulai proses build. Proses ini seperti

terlihat pada gambar 25.

Gambar 25. Setting Tampilan pada Android

Setelah proses build selesai, bukalah aplikasi Augmented Reality tersebut di smarphone

dengan cara memindahkan file apknya ke dalam smartphone. Setelah itu install aplikasi yang

sudah dipindahkan tersebut sebelumnya iemudian di dalam smartphone.

Gambar 28. Hasil Apk Berbasis Android

Hasil dari tampilan menu utama yaitu sesuai dengan rancangan tampilan menu utama

yang terdapat pada gambar 29, di mana terdapat 4 menu yaitu menu AR Kamera yang digunakan

untuk masuk ke dalam augmented reality, menu panduan yang digunakan untuk mengetahui

panduan aplikasi, menu tentang untuk mengetahui informasi tentang aplikasi, dan keluar yang

digunakan untuk keluar dari program.

Gambar 29. Tampilan Menu Utama

Model anatomi rangka dan otot akan muncul setelah pengguna mengarahkan kamera ke

marker. Akan ditampilkan model anatomi dan informasi singkat anatomi yang bisa dilihat pada

saat marker terdeteksi. Gambar 30 merupakan hasil tampilan scan model anatomi dan gambar 31

untuk informasi singkat model anatomi.

Gambar 30. Tampilan Objek Anatomi Rangka

Gambar 31. Tampilan Info anatomi rangka

Media belajar ini menyediakan fitur kuis untuk mengetahui apakah siswa sudah memahami

materi sistem otot dan sistem rangka dengan baik. Gambar 32 merupakan tampilan kuis pada

aplikasi.

Gambar 32. Tampilan Fitur Quiz

Tampilan informasi tentang panduan aplikasi akan ditampilkan seperti gambar 33

Gambar 33. Tampilan Fitur Panduan

Aplikasi yang telah selesai ini diuji pada 3 jenis smartphone yang mempunyai Versi

Operating System berbeda. Setelah dilakukan uji coba dengan menginstall file .apk pada

smartphone Xiaomi Redmi 4A dan Samsung Galaxy Alpha. Pada dua smartphone ini, aplikasi

ini berjalan dengan baik. Sedangkan pada smartphone IMO S50 hasil kurang begitu baik. Hal ini

disebabkan karena kamera pada HP ini kurang mendukung dan RAM yang terlalu kecil sehingga

membuat aplikasi berat saat dijalankan. Uji coba dapat dilihat pada tabel 1

Tabel 1. Tabel Uji Coba Aplikasi

Device Resolusi Versi Os Keterangan

Xiaomi Redmi 4A

5.0 inch 720 x 1080

pixels

6.0.1 (Marshmallow)

Berjalan

dengan baik

Samsung Galaxy

Alpha

5.0 inch 1080 x 1920

pixels

5.1.2 (Lolipop)

Berjalan

dengan baik

IMO S50

4.0 inch 480 x 800

pixels

4.4 (Kit Kat )

Berjalan

kurang baik

Analisis Pengujian

Analisis pengujian aplikasi dengan menggunakan 3 media smartphone, yang pertama

menggunakan xiaomi redmi 4A dengan resolusi 5.0 inch 720 x 1080 pixels dan versi sistem

operasinya 6.0.1 (Marshmallow) aplikasi berjalan dengan baik. Yang kedua menggunakan

Samsung Galaxy Alpha dengan resolusi 5.0 inch 1080 x 1920 pixels dan versi sistem operasinya

5.1 (Lolipop) aplikasi berjalan dengan baik. Yang ketiga menggunakan IMO S50 dengan resolusi

4.0 inch 480 x 800 pixels dan versi sistem operasinya 4.4 (Kit Kat), di smartphone ini aplikasi

berjalan kurang baik.. Dari ketiga smartphone yang diuji, hanya pada saat pengujian

menggunakan IMO S50 yang mengalami kendala.

Maka setelah dilakukan beberapa uji coba didapatkan minimum spesifikasi untuk

menggunakan aplikasi ini, antara lain RAM minimal 1GB dan memiliki camera dengan resolusi

yang tinggi yaitu minimal 5 mega pixels agar saat marker discan melalui camera tersebut lebih

terang dan model dapat terlihat dengan jelas.

KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan hasil analisa dan pembahasan pada bab sebelumnya, aplikasi ini dapat

berjalan dengan baik pada smartphone berbasis android. Aplikasi ini dilengkapi fitur penjelasan

tentang sistem rangka dan sistem otot pada manusia dan game interaktif di dalamnya.

Berdasarkan hasil uji coba yang di lakukan, penulis menyimpulkan bahwa aplikasi

edukasi sistem rangka dan sistem otot manusia ini dapat berjalan dengan baik, semua tampilan

dan menu pada aplikasi ini juga dapat berjalan dengan baik. Aplikasi ini dapat dijalankan pada

smartphone berbasis Android mulai dari versi 4.2. ke atas. Agar didapatkan performa yang

maksimal dari aplikasi, Android yang digunakan harus menggunakan sistem operasi Android

versi 4.2 (Jelly Bean). Kedepannya diharapkan agar aplikasi ini dapat dipakai di segala macam

perangkat termasuk yang bukan berbasis android.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Jacko, Julie A. (2003). Handbook of Research on Ubiquitous Computing Technology for

Real Time Enterprises. CRC Press. hlm. 459

[2] Azuma, Ronald T. 1997. A Survey of Augmented Reality. Presence: Teleoperators and

Virtual Environments 6

[3] Jorge Bacca "Augmented Reality Trends in Education: A Systematic Review of

Research," dalam jurnal Educational Technology & Society (2014)

[4] Ardhianto, Eka, Wiwien Hadikurniawati, dan Edy Winarno, 2012. Augmanted Reality

Objek 3 Dimensi dengan Perangkat ARToolkit dan Blender, Semarang: Jurnal Teknologi

Informasi Dinamik Vol. 17, No. 2: 107-117.

[5] Andre, Struktur Navigasi. http://www.andre.web.id/2014/05/struktur-navigasi.html. 2014.

Diakses 30 April 2018