APLIKASI PENGENALAN ANATOMI TUBUH MANUSIAPADA SISTEM KERANGKA, SISTEM PENCERNAAN DAN

SISTEM PERNAPASAN BERBASIS TEKNOLOGIAUGMENTED REALITY

[1] Muhammad Firdaus, ST.,M.Kom [2] Nuzulul Mas’ud

Program Studi Teknik Informatika Universitas 17 Agustus 1945 SurabayaJalan Semolowaru 45 Surabaya

Telp: (031) 5931800firdaus@untag-sby.ac.id, nuzul.sealovers@gmail.com

Abstract

The anatomy of the human body is a study of the structure of the human body. In the humanbody consists of several arrangements of organs, from the arrangement of these organs toform an organ system. In this study developed an application of the introduction of humananatomy on the skeletal system, digestive system and respiratory system using augmentedreality technology. This application development using marker based augmented realitytechnology with waterfall method. Based on the test results, the application can run on somehardware that has different specifications. This application can ideally detect markers with adistance of 10-60 cm, with a 45 ° -90 ° inclination angle with a closed marker state of up to60%. The results of the test respondents to this application shows 1.11% states less, 18.44%enough, 53.78% agree and 26.67% strongly agree.

Keywords : android, augmented reality, human anatomy

Abstrak

Anatomi tubuh manusia merupakan suatu studi yang mempelajari tentang struktur tubuhmanusia. Dalam tubuh manusia terdiri dari beberaapa susunan organ, dari susunan organtersebut membentuk suatu sistem organ. Pada penelitian ini dikembangkan sebuah aplikasipengenalan anatomi tubuh manusia pada sistem kerangka, sistem pencernaan dan sistempernapasan menggunakan teknologi augmented reality. Pengembangan aplikasi inimenggunakan teknologi marker based augmented reality dengan metode waterfall.Berdasarkan pada hasil pengujian, aplikasi dapat berjalan pada beberapa hardware yangmemiliki spesifikasi yang berbeda. Aplikasi ini secara ideal dapat mendeteksi marker denganjarak 10-60 cm, dengan sudut kemiringan 45°-90° dengan keadaan marker tertutup hingga60%. Hasil pengujian responden terhadap aplikasi ini menunjukkan 1,11% menyatakankurang, 18,44% cukup, 53,78% setuju dan 26,67% sangat setuju.

Kata Kunci : android, augmented reality, anatomi tubuh manusia

I. PENDAHULUAN

Anatomi berasal dari bahasa yunaniyang berarti memotong, ilmu anatomi merupakancabang ilmu pengetahuan mengenai strukturtubuh pada manusia, hewan dan makhluk lainnya.Anatomi adalah ilmu yang mempelajari strukturtubuh dengan cara menguraikan tubuh menjadibagian yang lebih kecil kebagian yang palingkecil, dengan cara memotong atau mengiristubuh kemudian diangkat, dipelajari, dandiperiksa menggunakan mikroskop. Tubuhmanusia tersusun oleh serangkaian sistem yangkomplek, dimulai dari sel, jaringan, organ dangabungan dari beberapa organ sehingga menjadisebuah sistem organ yang mempunyai fungsidan peran tersendiri dalam tubuh manusia.

Dalam dunia medis anatomi tubuhmanusia merupakan sebuah pelajaran wajib.Semua dokter, perawat dan para medik diajarkanuntuk mengetahui bentuk, letak dan fungsi-fungsisemua organ tubuh. Pada saat ini pembelajaranmengenai anatomi tubuh manusia masihtergolong konvensional dengan bantuan bukudan juga alat peraga. Sedangkan denganperkembangan teknologi yang semakin pesatsistem pembelajaran seharusnya dapat menjadilebih mudah dan interaktif.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut,dalam penelitian ini akan dikembangkan aplikasiberbasis android dengan memanfaatkanteknologi augmented reality. Denganmemanfaatkan teknologi augmented realitybentuk anatomi tubuh manusia dapatdivisualisasikan melaui pemodelan virtual tigadimensi. Dengan memanfaatkan smartphonebentuk tiga dimensi akan dimunculkan di atassebuah marker yang diletakkan dalam sebuahbuku cetak. Dengan memanfaatkan teknologiaugmented reality diharapkan dapat menjadialternatif untuk membantu pengguna dalammengenal anatomi tubuh manusia secara lebihinteraktif dan mudah. Media ini juga diharapkandapat menambah daya tarik pengguna untukbelajar dengan perpaduan interaksi manusia dankomputer.

II. METODE PENELITIAN

2.1. Metode yang DigunakanMetode yang digunakan pada penelitian

aplikasi pengenalan anatomi tubuh manusiaberbasis teknologi augmented reality adalahmetode waterfall. Waterfall memiliki modelpengembangan yang berurutan dalammenyelesaikan suatu pengembangan perangkatlunak. Selain itu, model waterfall memiliki

tahapan-tahapan yang jelas dan mudah dipahami.Sehingga metode waterfall dirasa cocok untukdigunakan pada penelitian ini. Modelpengembangan perangkat lunak waterfallmemiliki empat tahapan yaitu analisis kebutuhan,perancangan sistem, implementasi sistem dan ujicoba sistem.

2.2. Analisis Kebutuhan

Kebutuhan FungsionalAdapun kebutuhan fungsional dari

aplikasi pengenalan anatomi tubuh manusiaberbasis teknologi augmented reality adalah :1. Sistem dapat mendeteksi marker.2. Sistem dapat memunculkan objek 3D pada

AR Camera.3. Sistem dapat memunculkan deskripsi dari

objek.4. Sistem dapat memunculkan detail objek5. Sistem dapat memuat view control pada

objek.6. Sistem dapat memuat suara dari objek.7. Sistem dapat memunculkan materi

pembelajaran8. Sistem dapat memunculkan informasi cara

penggunaan.9. Sistem dapat memunculkan menu kuis.

Kebutuhan Non FungsionalAdapun kebutuhan non fungsional dari

aplikasi pengenalan anatomi tubuh manusiaberbasis teknologi augmented reality adalah:

a. Kebutuhan SoftwareSoftware yang dibutuhkan antara lain:

sistem operasi windows 7, blender untukmodelling 3D, adobe photoshop untukpembuatan marker, Unity dan Vuforia SDKuntuk pembuatan aplikasi berbasisaugmented reality serta sistem operasiandroid dengan versi minimal 4.1.2 JellyBean.

b. Kebutuhan HardwareHardware yang dibutuhkan untuk adalah

hardware dengan spesifikasi minimum untukmenjalan software yang dibutuhkan.

c. Kebutuhan PenggunaSuatu aplikasi dapat berjalan optimal

apabila pengguna memiliki kemampuanuntuk menjalankan aplikasi yangbersangkutan. Untuk menjalankan aplikasipengenalan anatomi tubuh manusiaberbasis teknologi augmented realitysetidaknya pengguna harus memiliki :1. Mempunyai pengalaman mengope-

rasikan smartphone android.

2. Dapat menjalankan aplikasi padaperangkat android.

3. Mampu menggunakan petunjuk ataumenu bantuan pada aplikasi.

4. Menguasai bahasa indonesia.5. Mengetahui cara kerja dari augmented

reality.

2.3. Perancangan SistemPerancangan sistem digunakan untuk

memberikan gambaran secara jelas danlengkap mengenai sistem yang akan dibangun.Gambaran dari aplikasi pengenalan anatomitubuh manusia berbasis teknologi augmentedreality pada dilihat pada gambar 1. Terdapat 5menu yaitu menu mulai AR, menu materi, menubantuan, menu kuis dan menu keluar.

Gambar 1. Flowchart Aplikasi

1. Use Case DiagramUse case diagram aplikasi dapat dilihatpada gambar 2.

Gambar 2. Use Case Diagram

2. Activity DiagramActivity diagram aplikasi dapat dilihat padagambar 3.

Gambar 3. Activity Diagram

3. Sequence DiagramSequence diagram menu AR dapat dilihatpada gambar 4.

Gambar 4. Sequence Diagram menu AR

Sequence diagram menu materi dapatdilihat pada gambar 5.

Gambar 5. Sequence Diagram menu materiSequence diagram menu bantuan dapatdilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Sequence Diagram menu bantuan

Sequence diagram menu kuis dapat dilihatpada gambar 7.

Gambar 7. Sequence Diagram menu kuis

2.4. Implementasi Sistem

Pengimplementasian sistem mengguna-kan aplikasi Unity 2017.4.0f1 64 bit dan VuforiaSDK untuk pembuatan aplikasi augmentedreality. Menggunakan Blender 2.78 untuk 3DModelling Objek dan Adobe Photoshop CC2015 untuk pembuatan marker dan userinterface.

2.5. Pengujian Sistem

Pada tahap ini dilakukan pengujianaplikasi pengenalan anatomi tubuh manusiaberbasis teknologi augmented reality. Sebelumaplikasi diujikan kepada pengguna, akandilakukan uji coba oleh pengembang terlebihdahulu terhadap device bersistem operasiandroid. Pengujian yaitu dengan melakukan ujicoba terhadap masukan ke dalam sistem dankeluaran yang dihasilkan oleh sistem tersebut.Kemudian dilakukan pengujian kompatibilitasuntuk mengetahui apakah aplikasi dapatdijalankan di device dengan spesifikasi yang

berbeda. Setelah itu akan dilakukan pengujianaplikasi kepada pengguna untuk mengetahuikeefektifan aplikasi sebagai mediapembelajaran untuk pengenalan anatomi tubuhmanusia.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini menguraikan tahapanbagaimana membangun atau mengimple-mentasikan rancangan sistem aplikasipengenalan anatomi tubuh manusia berbasisteknologi augmented reality. Implementasi sistemmerupakan tahapan membangun aplikasi sampaidengan aplikasi tersebut siap digunakan. Dimulaidari pembuatan marker, pembuatan objek 3dimensi, pembuatan user interface danimplementasi ke dalam aplikasi unity denganvuforia. Langkah selanjutnya adalah melakukanpengujian sistem, baik secara software maupuncompatibility aplikasi terhadap hardware.

3.1. Implementasi Marker

Aplikasi pengenalan anatomi tubuhmanusia pada penelitian ini menggunakanmarker based augmented reality. Oleh karena itupengaplikasian augmented reality ke dalamaplikasi membutuhkan sebuah marker ataupenanda untuk dapat memunculkan objek 3dimensi ke dalam AR Camera. Marker dibuat dariaplikasi pengolah foto yaitu adobe photoshop.Contoh implementasi marker dapat dilihat padagambar 8.

Gambar 8. Implementasi Marker

3.2. Implementasi Objek 3D

Objek 3D dibuat menggunakan programaplikasi blender. Objek 3D yang dibuat akandimunculkan pada AR camera pada saatmarker dikenali. Setiap Objek 3D yang dimuatakan berbeda-beda berdasarkan marker yangdiproses oleh vuforia. Hasil dari pemodelan 3Dpada blender kemudian disimpan ke dalamformat *.blend atau *.fbx untuk diolah lebih

lanjut di dalam aplikasi unity. Contoh hasil daripemodelan 3D dilihat pada gambar 9.

Gambar 9. Model 3D Anatomi Tubuh

Kemudian dilakukan proses pemberian materialatau texture pada objek yang telah dimodelkansebelumnya sehingga akan tampak suatu kesanyang nyata. Pemberian material atau texturepada objek 3D akan mendefinisikan rupa danjenis bahan dari objek 3D. Contoh pemberiantexture pada model 3D dapat dilihat pada gambar10.

Gambar 10. Texturing pada Model 3D

3.3. Implementasi Aplikasi

Berikut adalah hasil dari screenshottampilan aplikasi pengenalan anatomi tubuhmanusia berbasis augmented reality yangdipasang pada perangkat android denganresolusi 18:9 (2160x1080). Tampilan halamanutama aplikasi dapat dilihat pada gambar 11.

Gambar 11. Halaman Utama AplikasiTerdapat dua macam model pembelajaranberupa model augmented reality dan 3D Modelbiasa. Dapat dilihat pada gambar 12 dan gambar13.

Gambar 12. Model Augmented Reality

Gambar 13. Model 3D view

Pada menu materi terdapat materi pembelajaranmengenai anatomi tubuh manusia, sistemkerangka, sistem pencernaan dan sistempernapasan. Seperti yang dapat dilihat padagambar 14.

Gambar 14. Tampilan Menu Materi

Pada menu bantuan terdapat informasi mengenaicara penggunaan aplikasi. Seperti yang dapatdilihat pada gambar 15.

Gambar 15. Tampilan Menu Bantuan

Pada menu kuis terdapat soal dan jawabanberupa pilihan ganda. Seperti yang dapat dilihatpada gambar 16.

Gambar 16. Tampilan Menu Kuis

3.4 Pengujian Fungsionalitas

Sistem yang telah dibangun ataudiimplementasikan diuji secara langsungmenggunakan device dengan sistem operasiandroid. Hasil pengujian fungsionalitas dapatdilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Hasil Pengujian Fungsionalitas Aplikasi

3.5 Pengujian Kinerja Aplikasi

Pengujian kinerja aplikasi dilakukanuntuk mengetahui performa dari aplikasi yangtelah dibangun. Aspek yang akan diuji antara lainialah waktu pemrosesan, pemakaian resourcedan daya. Pada pengujian ini perangkat yang

digunakan memiliki spesifikasi CPU Octa-Core,RAM 4 GB, Android OS 7.1.2 (Nougat) danbaterai 4000 mAh. Hasil pengujian kinerjaaplikasi dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Hasil Pengujian Kinerja Aplikasi

3.6 Pengujian Kompatibilitas

Pengujian kompatibilitas dilakukan untukmengetahui apakah aplikasi dapat berjalandengan baik pada beberapa device android yangmemiliki spesifikasi yang berbeda. Hasilpengujian kompatibilitas aplikasi pada beberapadevice dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Hasil Pengujian Kompatibilitas Aplikasi

3.7 Pengujian Marker

Pengujian marker dilakukan untukmengetahui kemampuan sistem dalammengenali marker dan menampilkan objek 3Dberdasarkan kondisi tertentu. Pada penelitian inidiambil tiga kondisi untuk melakukan pengujianmarker. Yaitu kondisi jarak marker dansmartphone, sudut antara marker dansmartphone dan kondisi marker pada saatterhalang oleh objek lain. Pada pengujian marker,menggunakan metode sampling yaitupengambilan 5 marker dari 19 marker yang

tersedia untuk dilakukan testing. Hasil pengujianjarak dan sudut marker dapat dilihat pada tabel 4.

Tabel 4. Hasil Pengujian Marker Berdasarkan Jarakdan Sudut

Keterangan :Ya = berhasil menampilkan objekTidak = gagal menampilkan objek

Setelah melakukan pengujianberdasarkan jarak dan sudut marker, dilakukanpengujian berdasarkan marker yang terhalangoleh objek lain. Hasil pengujian yang diambilberdasarkan besarnya area marker yangterhalang. Besarnya area yang terhalang dihitungberdasarkan prosentase. Hasil pengujian dapatdilihat pada tabel 5.

Tabel 5. Hasil Pengujian Marker yang TerhalangObjek Lain

Keterangan :Ya = berhasil menampilkan objekTidak = gagal menampilkan objek

3.8 Pengujian Usabilitas

Pengujian usabilitas pada penelitian inimenggunakan metode kuisioner. Digunakanuntuk mengetahui tingkat manfaat dan kegunaandari aplikasi yang telah dibangun. Kuisionerberjumlah 15 buah pertanyaan yang dibagimenjadi empat aspek yaitu kegunaan,kemudahan penggunaan, kemudahan dipahamidan kepuasan. Kuisioner dilakukan pada 30responden yang telah mengoperasikan aplikasi.Responden diminta untuk memberikan pendapatmengenai aplikasi berdasarkan empat aspekusabilitas yang telah ditentukan. Hasil darikuisioner aspek kegunaan dengan total 4 butirsoal kepada 30 responden berupa tabel dapatdilihat pada tabel 6.

Tabel 6. Hasil Kuisioner Aspek Kegunaan

Berikut adalah diagram dari kuisioner aspekkegunaan dengan pemberian total 4 butir soalkepada 30 responden. Dengan prosentasejawaban sangat setuju 20%, setuju 67,5 % ,cukup setuju 12,5% dapat dilihat pada gambar 17.

Gambar 17. Diagram Aspek Kegunaan

Hasil dari kuisioner aspek kemudahanpenggunaan dengan total 4 butir soal kepada 30responden berupa tabel dapat dilihat pada tabel7.

Tabel 7. Hasil Kuisioner Aspek KemudahanPenggunaan

Berikut adalah diagram dari kuisioner aspekkemudahan penggunaan dengan pemberian total4 butir soal kepada 30 responden. Denganprosentase jawaban sangat setuju 32,5%, setuju50 % , cukup setuju 17,5% dapat dilihat padagambar 18.

Gambar 18. Diagram Aspek Kemudahan Pengunaan

Hasil dari kuisioner aspek kemudahan dipahamidengan total 3 butir soal kepada 30 respondenberupa tabel dapat dilihat pada tabel 8.

Tabel 8. Hasil Kuisioner Aspek KemudahanDipahami

Berikut adalah diagram dari kuisioner aspekkemudahan dipahami dengan pemberian total 3butir soal kepada 30 responden. Denganprosentase jawaban sangat setuju 31,11%,setuju 50 % , cukup setuju 18,89% dapat dilihatpada gambar 19.

Gambar 19. Diagram Aspek Kemudahan Dipahami

Hasil dari kuisioner aspek kepuasan dengan total4 butir soal kepada 30 responden berupa tabeldapat dilihat pada tabel 9.

Tabel 9. Hasil Kuisioner AspekKepuasan

Berikut adalah diagram dari kuisioner aspekkepuasan dengan pemberian total 4 butir soalkepada 30 responden. Dengan prosentasejawaban sangat setuju 24,17%, setuju 46,67 % ,cukup setuju 25% dan kurang setuju 4,17%dapat dilihat pada gambar 20.

Gambar 20. Diagram Aspek Kepuasan

Data yang diperoleh dari empat aspek diatas akan diolah dan diukur menggunakanmetode skala Likert atau disebut juga denganLikert’s Summated Rating (LSR). Dalampembuatan skala likert dibuat beberapapernyataan atau pertanyaan yang diajukankepada responden untuk mengindikasikantingkat kesetujuan. Jawaban berupa jawabansangat setuju sampai tidak setuju dengan skalaseperti pada tabel 10.

Tabel 10. Skala Jawaban Responden

Kategori Keterangan1 Tidak Setuju2 Kurang setuju3 Cukup Setuju4 Setuju

5 Sangat Setuju

1. Jumlah skor dengan 15 butir soal untukmasing-masing responden : Skor maksimal = 5 x 15 = 75 Skor minimal = 1 x 15 = 15 Skor median = 3 x 15 = 45 Skor kuartil I = 2 x 15 = 30 Skor kuartil II = 4 x 15 = 60

2. Jumlah skor untuk 30 responden : Skor maksimal = 30 x 75 = 2250 Skor minimal = 30 x 15 = 450 Skor median = 30 x 45 = 1350 Skor kuartil I = 30 x 30 = 900 Skor kuartil II = 30 x 60 = 1800

3. Interpretasi jumlah skor untuk mengetahuitingkat keberhasilan aplikasi : Sangat berhasil, jika 1800<skor<2250 Berhasil, jika 1350<skor<1800 Kurang berhasil, jika 900<skor<1350 Tidak berhasil, jika 450<skor<900

Skor dan hasil prosentase jawaban yangdiperoleh dari perolehan kuisioner dari 30responden adalah sebagai berikut, dapat dilihatpada tabel 11.

Tabel 11. Hasil Skor dan Prosentase yang Diperolehdari Kuisioner

Pada tabel di atas dapat diketahui skorsangat setuju adalah 600 dengan prosentase26,67%, total skor setuju adalah 968 denganprosentase 53,78%, total skor cukup setujuadalah 249 dengan prosentase 18,44% dan totalskor kurang setuju adalah 5 dengan prosentase1,11%. Skor total keseluruhan responden adalah1827 yang berada diantara skor 1800 sampaidengan 2250. Dengan hasil tersebut dapatdinyatakan bahwa responden menilai aplikasisangat berhasil. Sehingga aplikasi bisadinyatakan sangat berguna dan bermanfaatberdasarkan hasil dari kuisioner. Total skor yangdidapatkan pada interpretasi LSR pada dilihatpada gambar 21.

Gambar 21. Hasil Kuisioner pada Interpretasi LSR

3.9 Analisa Hasil Pengujian

Berdasarkan dari pengujian yang telahdilakukan, analisis hasil pengujian dari aplikasipengenalan anatomi tubuh manusia berbasisteknologi augmented reality adalah sebagaiberikut :

1. Berdasarkan pada hasil pengujianfungsionalitas dapat dinyatakan bahwaaplikasi dapat memproses input danmemberikan output dengan baik sesuaidengan yang diharapkan.

2. Berdasarkan pada hasil pengujian kinerjaaplikasi, dapat dinyatakan bahwa aplikasimempunyai performa yang cukup bagus.Namun, waktu pemrosesan untukmembuka AR camera memakan waktucukup lama yaitu 5 detik.

3. Berdasarkan pada hasil pengujiankompatibilitas aplikasi, dapat dinyatakanbahwa aplikasi dapat berjalan padabeberapa device atau perangkat androidyang berbeda.

4. Berdasarkan pada hasil pengujiankompatibilitas aplikasi, dapat dinyatakanbahwa spesifikasi dari device atauperangkat android yang digunakanmempengaruhi performa dari aplikasi.

5. Berdasarkan pada hasil pengujiankompatibilitas aplikasi, dapat dinyatakanbahwa aplikasi dapat berjalan dengan baikdengan RAM di atas 1 GB.

6. Berdasarkan pada hasil pengujian marker,jarak dan sudut kamera mempengaruhiproses pendeteksian marker. Dan diperolehhasil marker dapat terdeteksi pada jarak10-60 cm dengan sudut kemiringan 45-���90�.

7. Berdasarkan pada hasil pengujian marker,objek 3D masih bisa terdeteksi walaupunsebagian dari marker terhalang oleh objeklain, area yang terhalang maksimal sebesar60%.

8. Berdasarkan pada hasil pengujianusabilitas menggunakan kuisionerdidapatkan hasil 1,11% menyatakan kurang,18,44% menyatakan cukup, 53,78%

menyatakan setuju dan 26,67%menyatakan sangat setuju.

9. Berdasarkan pada hasil pengujianusabilitas menggunakan kuisioner aplikasidapat dinyatakan sangat berguna danbermanfaat. Dengan memperoleh total skorresponden sebesar 1827 pada skala likert.

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian aplikasipengenalan anatomi tubuh manusia berbasisteknologi augmented reality, dapat diambilkesimpulan sebagai berikut :

1. Dengan memanfaatkan teknologiaugmented reality pengenalan anatomitubuh manusia menjadi lebih menarikkarena objek anatomi dapat dimunculkandalam pencitraan visual tiga dimensi.

2. Aplikasi yang dibangun dapat berjalandengan baik pada beberapa device atauperangkat android yang berbeda.

3. Aplikasi yang dibangun secara ideal dapatmendeteksi marker dengan jarak antara 10-60 cm, dengan sudut kemiringan 4590�-���dengan keadaan area marker terhalanghingga 60%.

4. Berdasarkan dari pengujian usabilitasdengan kuisioner didapatkan hasil yangmenunjukkan 1,11% menyatakan kurang,18,44% cukup, 53,78% setuju dan 26,67%sangat setuju.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Azuma, Ronald T. 1997. A Survey ofAugmented Reality. Presence: Teleoperatorsand Virtual Environments 6.

[2] Fernando, Mario. 2013. Membuat AplikasiAugmented Reality Menggunakan Vuforia SDKdan Unity. Manado: Universitas Klabat Manado.

[3] R. Lyu, Michael. 2012. Digital InteractiveGame Interface Table Apps. Hongkong :Chinese University of Hongkong.

[4] Sloan, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologiuntuk Pemula. Jakarta: EGC.

[5] Sylva, R., Oliveira, J. C., & Giraldi, G. A.2003. Introduction in Augmented Reality. JurnalPenelitian. LNCC. Brazil.