I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   20 1 9 ,   pp .   1095 ~ 1101   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 2 . pp 109 5 - 1101             1095       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   A u t o m a t e d   l i b r a r y   b o o k t r u c k   f o r   t r a d i t i o n a l   l i b r a r i e s       J J .   S p i e s 1 , B .   K o tz e 2   1 D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   S y s t e m s   E ng i n e e r i ng ,   T s hw a ne   U n i v e r s i t y   o f   T e c hno l ogy ,   S o ut A f r i c a   2 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c   a n C o m put e r   E ng i n e e r i ng ,   C e nt r a l   U n i v e r s i t y   of   T e c hno l o gy ,   S o ut A f r i c a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   S ep   8 ,   20 18   R e v i s e F eb   10,   201 9   A c c e pt e F eb   25,   201 9       L i br a r i e s   a r e   a i nt e g r a l   p a r t   o f   o ur   s o c i e t y s   kno w l e dg e   r e po s i t o r y   a nd  e v e n   t ho ug t e c hno l o g i c a l   a dv a nc e s   s uc a s   t he   i n t e r ne t ,   s m a r t   de v i c e s   a nd  a a l w a y s - c o nne c t e d - s oc i e t y ,   pr o v i de   a v e nue s   f o r   f a s t   a nd   a l m o s t   i ns t a n t a ne o us   a c c e s s   t o   kno w l e dg e ,   l i br a r i e s   s t i l l   pr o v i de   a   phy s i c a l   pl a c e   f o r   t he   c o l l e c t i o a nd  d i s s e m i na t i o o f   know l e dg e .   T he   p r o m pt   s he l v i ng   of   t he   phy s i c a l   r e t u r n e l i b r a r y   boo ks   i s   a i m po r t a n t   t a s i a ny   t r a di t i o n a l   l i b r a r y .   T o   he l s pe e d   up  t he   s he l v i ng   pr o c e s s ,   t h i s   pa pe r   p r o po s e an s i m ul a t e a n   a ut o m a t e bo o kt r uc t ha t   i s   c a pa bl e   o f   m ov i ng   r e t ur ne l i br a r y   bo o ks   f r om   t he   r e t u r de s b a c t o   t he   s h e l v e s .   T he   s i m ul a t i o m o de l s   c ur r e nt l y   a v a i l a bl e   r o bo t i c   ha r dw a r e   a n i m pl e m e n t e p a t f i n di ng   a nd  l o c a l i z a t i o n.   T he   s i m ul a t i o r e s u l t s   s ho w e t h a t   r e t ur ne bo o ks   c a be   de l i v e r e t o   t he   s he l v e s   f o ur   t i m e s   f a s t e r   t ha t he   by   us i ng   t h e   c u r r e nt   p r a c t i c e s .     Ke y w or d s :   A ut o n o m o us   v e h i c l e     L i b r a r y     L oc a l i z a t i o n   P a t h - f i n di ng    S i m ul a t i o n   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   J .   J .   S pi e s   W i r e l e s s   a nd  R a d i o   S c i e n c e   Ce nt r e ,   D e pa rt m e n t   o f   Co m put e S y s t e m s   E n g i n e e ri n g,   Ts h w a n e   U ni v e r s i t y   of   T e c hn o l o g y ,   S o ut h   A f r i c a       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   p r o c e s s   of   ph y s i c a l l y   m o v i n r e t u rn e l i b r a r y   boo ks   f r o m   t h e   l e n d i n g   de s b a c t o   t h e i r e s pe c t i v e   s h e l v e s   a n p h y s i c a l l y   s h e l v i n g   t h e   b oo ks ,   i s   a n   i m po r t a nt   a l b e i t   t e di o us   pr o c e s s   i n   a n y   l i b r a r y .   In   a   t ra di t i o na l   l i b r a r y ,   w h e n   a   b oo i s   r e t u rn e d,   i t   i s   s c a nn e i n t o   t h e   L i b r a r y   In f o r m a t i o n   S y s t e m s   (L IS a n pl a c e o n   a   bo o kt r uc o r   o t h e r   s t a gi n a r e a ,   t o   b e   s h e l v e a t   t h e   c o n v e n i e n c e   of   t h e   l i b r a r y   s t a ff ,   o r   us i n t h e   pr o t o c o l   i m pl e m e nt e by   t h e   l i b r a r y .     S t udi e s   do n e   by   t h e   U n i v e r s i t y   o V i r gi ni a   a n B r y a n   Co l l e ge   h a v e   s h ow n   t ha t   l i b ra r y   boo ks   t a ke   b e t w e e n   a n d a y s   t o   t r a v e l   f r o m   t h e   r e t u rn   de s t o   t h e i r e l e v a n t   s h e l v e s .   T h e   s t udy   f r o m   t h e   U n i v e r s i t y   of   V i r g i n i a   a l s o   s h o w e t ha t   b oo pi c k - ups   a r e   do n e   m o r e   f r e que n t l y   f r o m   t h e   m o s t   o bv i o us   pl a c e s ,   s uc a s   s h e l v e   e n ds ,   a n l e s s   f r e que n t l y   f r o m   t h e   l e s s   obv i o us   pl a c e s ,   s uc h   a s   s t udy   c ub i c l e s   [1] .   T h i s   de l a y   s h e l v i n g   t h e   b oo ks   a n p i c ki n u t h e   b o o ks ,   l e a ds   t o   boo ks   s h o w i n a s   a v a i l a b l e   i n   t h e   l i b r a r y   da t a b a s e   b ut   w h i c h   a r e   n o t   a v a i l a b l e   o t h e   s h e l v e s ,   i t u rn   l e a di ng  t o   f r us t ra t i o a m o n gs t   us e r s   s i n c e   b o o ks   c a nn o t   b e   fo un d   [2 ]   A   s t ud y   do n e   by   [3]   o n   s h e l v i n c o n c l ude t h a t   s h e l v i ng  i s   a   r e pe t i t i v e   a n p h y s i c a l l y   d e m a n di ng  t a s k,   e s pe c i a l l y   w h e n   t r o l l e y s   f ul l   o b oo ks   n e e t o   be   m ov e f r o m   t h e   c i r c ul a t i o n   de s t o   t h e   r e l e v a nt   s h e l v e s .   T hi s   p h y s i c a l l y   de m a ndi n g   t a s c a b e   a l l e v i a t e by   i m pl e m e n t i n g   s e r v i c e   r o bo t s   [4]   T h e   r e s u l t s   o f   t hi s   s t udy   s h o w   t ha t   i t   i s   po s s i b l e   f o r   a   s e r v i c e   r o b o t   t o   m o v e   b oo ks   f r o m   t h e   l e nd i n g   d e s b a c t o   a   c o l l e c t i o n   s po t   i n   a   s h o r t   e n o ug t i m e   t o   s i g n i f i c a nt l y   r e duc e   m a t e r i a l   de a t i m e .   By   i m pl e m e nt i ng  a a ut o m a t e b o o kt r uc ha v i ng  t hi s   a u t o m a t e b oo kt r uc k ,   l i b ra r y   m a t e ri a l   de a d   t i m e   w i l l   b e   s h o rt e a nd   t he   p h y s i c a l l y   de m a n d i ng   t a s k   o f   pus hi ng   a   he a v y   b o o kt ruc k   i s   e l i m i na t e d .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     1095   -   1101   1096   2.   LI TER A TU R R EV I EW   R ob o t i c s   i n   l i b ra ri e s   a r e   n o t   s o m e t hi n n e w .   T h e   f i r s t   r o b o t   us e i n   a   l i b ra r y   w a s   i n   a   S w e di s   l i b ra r y   [5]   a t   t h e   l e nd i n de s k .   B o o ks   w e r e   pl a c e o n   a   c o nv e y e r   s y s t e m   f r o m   w h e r e   t h e   r o b o t i c   a rm   w o ul i de nt i f y   e a c b o o a n pl a c e   i t   i a   de di c a t e s l o t   f o l a t e s h e l v i n g .   S i n c e   t h e   i nt r o d uc t i o o f   r o b o t s   a nd   t e c hn o l o gy   i l i b r a ri e s ,   r e s e a r c c o n t i nue s   i t h e   f o l l o w i n g   a re a s .     2. 1 .   I n v e n t o r C o n tr o l   I n v e nt o r y   c o n t r o l   a nd  f i nd i n b o o ks   w h e n   t he y   a r e   a l r e a dy   s h e l v e d,   us i ng  s h e l f   s c a nni ng  m e t h o ds   w h i c i n c o r po ra t e s   ra d i o   f r e que n c y   i de nt i f i c a t i o n   (R F ID )   t a gs ,   pl a c e i n s i de   t h e   b o o ks ,   a n d / o r   b a r c o de   nu m b e r s   a t t a c h e t o   t h e   b a c k   o f   b oo ks   [6 - 9] .     2. 2 .   B o o k   m an u p i l ati o n   P l a c i n g   b o o ks   b a c i nt o   s h e l v e s   o r   r e t ri e v i ng  b o o ks   f r o m   s h e l v e s   i s   t e rm e d   a s   b o o m a nup i l a t i o n.   P u r po s e   b ui l t   g ri ppe r s   a t t a c h e t o   r o b o t i c   a rm s   [ 10 11 ] ,   a nd  a l s o   t e l e o pe ra t i o n   i nt e r f a c e s   f o r   r e t ri e v i n b o o ks   f r o m   s h e l v e s   o r   s t o r a ge   l o c a t i o n s ,   w i t t h e   c a p a b i l i t y   of   o pe ni ng  a nd  pa gi ng  t hr o u g h   t h e   b o o w h i l e   v i e w i n g   t h e   p a ge   c o nt e n t   [ 12 ]   i s   p a rt   o f   t h e   c u rr e nt   r e s e a rc h.     2. 3 .   Li b r a r A s i s tan ts   H ugh   i s   t h e   l a t e s t   i t e r a t i o n   of   l i b r a r y   a s s i s t a n t   r o b o t s   [1 3] .   H ugh   w i l l   b e   a b l e   t t a ke   ve r b a l   c o m m a n ds   a nd  t h e n   t a ke   t h e   l i b r a r y   us e r   t o   w h e r e   t h e   s pe c i f i e b oo c a n   b e   fo un d .   A   f r a m e w o r f o r   s i m pl i fy i n b oo f i n di n i a   c h i l d r e n’s   l i b ra r y   w a s   de v e l o pe by   [14] ,   w h i l e   [15]   de v e l o p e a   l i b r a r y   a s s i s t a nt   c a pa b l e   o f   a s s i s t i n g   t h e   e l de rl y   a n d   o t h e i ndi v i dua l s   t o   f i n d   l i b ra r y   r e s o ur c e s   qui c ke r.       3.   M O TI V A TI O N   F O R   A U TO M A T ED   BO O K TR U C K   In   c o nt r a s t   t o   t h e   pr e v i o us   r e s e a r c h,   t h e   a u t h o r s   o f   t h i s   p a pe ha v e   i de n t i f i e t ha t   n o - o n e   h a s   l o o ke d   a t   a n   a ut o m a t e w a y   of  m ov i n b oo ks   f r o m   t h e   l e n di n de s b a c t o   t h e   s h e l v e s   a n t h e r e fo r e   t hi s   pa pe r   pr o po s e s   a n   a ut o m a t e boo kt r uc w h i c h   w i l l   i de n t i f y   b ooks   us i n e m b e dde RF ID   t a gs   a n m o v e   bo o k s   f r o m   t h e   l e n d i n de s b a c t o   c e n t r a l   c o l l e c t i o n   po i nt s   a m o n gs t   t h e   s h e l v e s .   T h e s e   c o l l e c t i o n   po i nt s   a r e   t h e n   v i s i t e by   s h e l v e r s   f r o m   w h e r e   t h e   r e t u rn e d   b oo ks   a r e   m a nua l l y   s h e l v e i nt o   t h e   c o rr e c t   po s i t i o n .   N o   a t t e m pt s   w i l l   b e   m a de   t o   s h e l v e   t h e   b o o ks .       4.   S I M U LA TI O N   O V ER V I EW   T o   t e s t   t he   h y po t h e s i s   t ha t   a n   a u t o m a t e b o o kt r uc w i l l   r e duc e   m a t e ri a l   de a t i m e   i n   t ra d i t i o na l   l i b ra ri e s ,   a   s i m u l a t i o n   o f   a n   a u t o m a t e pl a t f o r m   w a s   pe r f o rm e us i ng  t h e   l i b r a r y   m a o f   t h e   T s h w a n e   U n i v e r i s t y   o f   T e c hn o l o gy ’s ,   S o s ha nguv e   S o ut c a m p us .   T h e   s i m u l a t o r   w a s   w ri t t e n   i P r o c e s s i n g ,   a   f l e xi b l e   s o f t w a re   s ke t c h b o o a n l a ngu a ge   f o r   l e a rni ng   h o w   t o   c o de   w i t hi n   t h e   c o n t e x t   o f   t h e   v i s ua l   a rt s .   S i n c e   P ro c e s s i n i s   i nt e nde t o   p r o m o t e   v i s ua l   l i t e ra c y ,   c r e a t i ng  a nd  w o r k i n w i t h   s c r e e n   o b j e c t s   a n g ra p hi c s ,   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e s e   o b j e c t s   i s   un c o m pl i c a t e d ,   s i m pl e   a n d   e a s i l y   a c hi e v e d.   T h e   ha r dw a r e   p l a t f o r m   us e a s   b a s i s   f o r   t h e   s i m u l a t e m o de l ,   i s   t h e   R o bo t   B a s e   K i t   (#2 89 76 ,   #2 897 7)   a n t h e   m o t o r   m o u nt   a nd  w h e e l   k i t   (# 27 971 w i t h   P o s i t i o n   Co nt r o l l e r   (#2 93 19)  a l l   o f   w h i c h   w e r e   a v a i l a b l e   f r o m   P a ra l l a I n c .   I t   w a s   s e l e c t e b e c a us e   i t   c l o s e l y   r e s e m b l e s   t h e   f oo t p r i nt   o f   a n   a v e ra ge   hu m a b e i n g .   I t   i s   a l s o   b i g   e n o ug t o   c a rr y   b o o ks   t o   t h e   d r o p - o f f   po i nt s .     S e v e n   s o na r   s e n s o r s   w e r e   us e d   t o   a c hi e v e   l o c a l i z a t i o n   w i t t h e i s e c o n d a r y   pu r po s e   b e i n o b s t a c l e   a v o i da n c e .   T h e s e   s e n s o r s   c o v e r   t h e   f r o n t   o f   t h e   r o b o t .   F i g u r e   1   s h o w s   t h e   p l a c e m e n t   o f   t h e   ul t ra s o n i c   s e n s o r s .   T o   r e d uc e   c r o s s t a l k ,   d i s t a n c e   de t e c t i o n   i s   do n e   i m pl e m e n t i ng  t h e   f o l l o w i n s e que n c e :   3 ,   0 ,   4,   1 ,   5 ,   2 ,   6.   M i c r o s o f t   K i n e c t   S e n s o r s   w e r e   us e a s   p ri m a r y   ob s t a c l e   d e t e c t o r.   T h e   d a t a   r e c e i v e i s   c o n v e r t e i nt o   2 - di m e n s i o n s   w h i c i s   t h e us e d   t o   up da t e   t h e   m a p   o f   t h e   e n v i ro nm e n t .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A ut om a t e l i br ar y   boo k t r u c k   f or   t r ad i t i ona l   l i br ar i e s   ( J .   J .   S pi e s )   1097       F i gu r e   1 .   U l t ra s o ni c   S e n s o P l a c e m e nt       5.   S I M U LA TO R   F i gu r e   2   s h o w s   a   f i c t i t i o us   f l o o r p l a n   w hi c h   hi g hl i g ht s   t h e   c o n v e r s i o n   o f   t h e   i m po rt e m a p   i nt o   a o c c upa n c y   gr i d .   It   a l s o   s h o w s   t h e   n o de   c r e a t i o n   us i ng  t h e   Q u a d - t r e e   m e t h o d ,   t h e   r o b o t   po s i t i o n   ( g r e e n   c i r c l e ) ,   t h e   go a l   po s i t i o n   ( t a rge t   s p ri t e ) ,   t h e   gl o b a l   r o ut e   t o   f o l l o w   (gr e e n   l i n e t h e   s o na r   s e n s o r   d a t a   us e f o r   l o c a l i z a t i o (s m a l l   w hi t e   c i r c l e s )   a nd  t h e   b e s t   gue s s   o f   t h e   r o b o t   po s i t i o us i ng   p a rt i c l e   f i l t e r s   ( r e d   c i r c l e s ) .           F i gu r e   2 .   E x a m p l e   F l o o L a y o ut       5. 1 .   En v i r o n m e n tal   m ap   T h e   s i m u l a t i o n   w a s   do n e   us i ng  t h e   f l o o r p l a n   a nd  o pe n   c o l l e c t i o n   a r e a   o f   t h e   l i b r a r y   a t   t h e   S o s h a ng uv e   S o ut h   (S S o c c a m p us   o f   t h e   T s h w a n e   U ni v e r s i t y   of   T e c hn o l o gy   (T U T ).   F i gu re   3   s h o w s   t h e   g r o u n f l o o r   o f   t h e   l i b ra r y   w h i l e   F i gu r e   4   s h o w s   t h e   f l o o rpl a n,   c o n v e r t e i nt o   a o c c upa n c y   gri d   m a p   d u r i ng   s i m ul a t i o n.   T hi s   f l o o r p l a n   c a b e   c r e a t e b y   s c a nni ng  a   f l o o r   l a y o ut   o f   t h e   e n v i r o nm e nt   o r   b y   dra w i n t h e   f l o o l a y o ut   us i ng  CA D   s o f t w a r e   o r   s i m i l a rl y   s ui t e s o f t w a r e   a b l e   t o   e xpo r t   a   d ra w i n a s   a   J P G   o P N G   f i l e .   T h e   di m e n s i o n s   o f   t h e   e x po rt e pi c t u r e   a r e   us e t o   c o rr e c t l y   de t e rm i n e   t h e   s c a l e   o f   t h e   o b j e c t s   o n   t h e   m a a nd  t pl a c e   de t e c t e d   o b s t a c l e s   o t h e   m a p.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     1095   -   1101   1098   W h e t he   s i m ul a t o r   s t a rt s   i t   w i l l   i m po rt   t h e   m a a nd  d i v i de   t h e   m a i nt o   a o c c upa nc y   gri d   e qui v a l e nt   m a p.   T he   t i l e s   i t hi s   o c c upa n c y   gri d   ke e ps   d a t a   l i ke   w a l l s ,   o b s t a c l e s ,   e t c .   w hi c h   i s   us e d   by   t h e   p a t pl a nni ng   p ha s e   t o   de t e rm i n e   t h e   b e s t   p a t t o   t h e   s e l e c t e d   d r o p - o ff   po i nt .           F i gu r e   3 .   L i b ra r y   F l o o P l a n       F i gu r e   4 .   S S o c   G r o u nd   F l o o r       5. 2 .   P ath   P l an n i n g   G l o b a l   pa t p l a nni ng  i s   a c hi e v e us i n g   t he   A - s t a p a t pl a nni ng  a l go r i t hm   [1 6] .   T h e   p a t s t a rt s   a t   a   S T A R T   n o de   a nd  e n ds   a t   a   G O A L   n o de .   T h e   S T A R T   n o de   i s   t h e   c u rr e nt   b o o kt r uc po s i t i o n   a nd  t h e   G O A L   n o de   t h e   d r o p - o f f   po i n t   f o t he   b o o k.   T h e   pa t i s   c o n s t a nt l y   be i n g   u pd a t e d   us i ng   d a t a   f o rm   t h e   m a p .     5. 3 .   Lo c al   P ath   P l an n i n g   L o c a l   na v i g a t i o n   i s   a c hi e v e by   us i n g   t h e   po t e nt i a l   f i e l d   m e t h o w h e r e   a   p us hi n a nd  pu l l i ng  f o r c e s   a r e   c o m b i n e d   t o   m o v e m e nt   v e c t o r s .   T h e   p u l l i ng  f o r c e   i s   c r e a t e b y   t h e   n e x t   n o de   i t h e   p a t t o w a r ds   t h e   go a l   po s i t i o n.   P us hi ng  f o r c e s   a r e   c r e a t e a w a y   f r o m   a l l   t h e   o b s t a c l e s .   T w o   t y pe s   of   o b s t a c l e s   e xi s t :   1)  F i xe o b s t a c l e s   w h i c h   i s   p a r t   o f   t h e   i ni t i a l   m a p ,   f o r   e x a m pl e :   w a l l s ,   b o o s h e l v e s   a n o t h e r   f i x t u r e s   o n   t he   f l o o r   of  t h e   e n v i r o nm e nt ,   a nd  2)  R a n do m   o b s t a c l e s   w h i c h   a r e   o b s t a c l e s   de t e c t e by   t h e   K i n e c t   S e n s o r.   A   de c a y   v a l ue   i s   a t t a c h e t o   ra ndo m   o b s t a c l e s .   T hi s   de c a y   v a l ue   r e m o v e s   t h e   o b s t a c l e s   f r o m   t he   m a a f t e r   i t   e xp i r e t s i m ul a t e   t h e   po s s i b l e   m o v e m e nt   o f   ra ndo m   o b s t a c l e s .   By   c o m b i n i ng  t h e   pus hi ng  a nd  p ul l i n f o r c e s ,   a   v e c t o r ,   r e p r e s e nt i ng  t he   s pe e a nd  di r e c t i o n   t h e   r o b o t   s h o u l t ra v e l   i n,   i s   c r e a t e d .   A p pl y i n t hi s   v e c t o r   t o   t h e   r o b o t   h a s   t h e   r o b o t   r e a c t h e   go a l   w hi l e   a v o i d i n a n y   i m m e d i a t e   o b s t a c l e s .   A n y   o b s t a c l e s   de t e c t e d ,   w hi l e   t h e   b o okt ruc m o v e s ,   a r e   a dde d   t o   t h e   m a p .   T h e s e   n e w   a dd i t i o n s   t o   t h e   m a p   i n f l ue n c e   t h e   po t e n t i a l   f i e l d ,   l e a di ng   t o   ne w   r o ut e s   a n d   m o v e m e nt   p a t t e rns .     5. 4 .   Lo c al i z ati o n   T h e   pu rpo s e   o f   l o c a l i z a t i o n   i s   t o   e s t i m a t e   t h e   r o b o t   po s e   us i n s e n s o r   d a t a .   W h e n   l o c a l i z e d ,   t h e   r o b o t   w i l l   b e   a b l e   t o   de t e rm i n e   t h e   o pt i m i z e p a t b e t w e e n   i t s   c u rre nt   l o c a t i o n   a n d   t h e   n e x t   n o de   po s i t i o i t he   p a t t o w a rds   t h e   go a l   l o c a t i o n.   L o c a l i z a t i o i s   a c hi e v e by   us i ng  s i m ul a t e o do m e t r y   a n s o na d a t a .   B o t h   da t a   s e t s   ha d   n o i s e   v a l ue s   a dde d   t o   s i m ul a t e   r e a l   w o rl d   c o n d i t i o n s .       6.   R ES U LTS   F o r   t hi s   pa pe r,   a e xi s t i n g   m o b i l e   p l a t f o rm   w a s   s i m ul a t e us i n g   t he   f l o o r p l a o f   t h e   S S o c   a t   T U T   t o   de t e rm i n e   i f   i t   i s   po s s i b l e   f o r   a n   a ut o m a t e b o o kt r uc t o   r e t u rn   b o o ks   t o   t h e   s h e l v e s   i n   l e s s   t i m e .   T h e   l e n d i n g   de s i s   o n   t h e   g r o u nd  f l o o w hi l e   t he   o pe n   s h e l v e s   a r e   o t h e   f i r s t   f l o o r.   T o   o v e r c o m e   t hi s   p r o b l e m ,   t h e   s i m ul a t i o n   w a s   di v i de i nt o   t w o   pa r t s .   T h e   f i r s t   p a rt   s i m ul a t e t h e   r o b o t   m o v i n t o w a rds   t h e   s t a i r s   o n   t h e   g r o u n d   f l o o r ,   a n d   t h e   s e c o n d   p a rt   o f   t h e   s i m u l a t i o n   m e a s u r e t i m e   t a ke n   f r o m   t h e   s t a i r s   l a ndi ng  o t h e   f i r s t   f l o o r   t o   t he   r e l e v a n t   d r o p   o f f   po i nt   b e t w e e n   t h e   s h e l v e s .   T he s e   t w o   t i m e s   w e r e   a dde d   t o ge t h e r   t o   p r o d uc e   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A ut om a t e l i br ar y   boo k t r u c k   f or   t r ad i t i ona l   l i br ar i e s   ( J .   J .   S pi e s )   1099   t o t a l   t i m e   i n   o n e   d i r e c t i o n .   T hi s   t i m e   w a s   t h e n   m u l t i pl i e by   t w t o   pr o v i de   fo r   t h e   r o b o t   t o   r e t u rn  t o   t h e   l e n d i n g   de s k .   T h e   d a t a   r e t ri e v e f r o m   t h e   L i b r a r y   I n f o rm a t i o n   S y s t e m s   (L IS i s   g ra p hi c a l l y   de pi c t e i F i gu r e   5 T hi s   g ra p s h o w s   t h e   n u m b e o f   b oo ks   r e t u rne d   pe m o n t f o t h e   y e a r,   20 16 .           F i gu r e   5 .   B o o r e t u rn s   pe r   m o nt f o t h e   y e a 2 01 6       T hi s   da t a   s e t   w a s   t h e n   c o n v e rt e i nt o   a   t i m e   v a l ue   s h o w i F i g u r e   6 .   T hi s   m i nu t e   v a l ue   r e p re s e n t s   t h e   m a x i m u m   t i m e   a v a i l a b l e   t o   r e t u rn   a   b oo t o   t h e   s h e l v e .   T hi s   v a l ue   w a s   c a l c u l a t e us i ng  t h e   m o nt hl y   da t a   f r o m   F i g u r e   5   a n d   a s s u m i ng  a   t o t a l   o f   21 . w o r k i ng  da y s   pe m o nt h,   w i t a   t y pi c a l   w o r k d a y   c o n s i s t i n g   o f   h o u r s .           F i gu r e   6 .   T i m e   t a ke t o   s h e l v e   a   s i ng l e   b o o k       T h e   m a xi m u m   s pe e o f   t h e   s i m u l a t e b o o kt ruc w a s   s e t   a t   o nl y   100c m / s .   T h e   s t a rt i ng  po s i t i o n   o f   t h e   r o b o t   ra ndo m l y   pi c ke w i t hi n   a   1 m   by   2m   a r e a   b e hi nd  t h e   l e ndi ng  de s k ,   t hi s   s i m ul a t e s   a n   i n e x a c t   s t a rt i ng  po i nt   a f t e r   r e t u rni ng  f r o m   t h e   s h e l v e s .   T he   s i m u l a t i o n   w a s   do n e   a   t o t a l   o f   t e n   t i m e s   f o r   e a c o f   t h e   f l o o r s .   T h e s e   v a l ue s ,   w hi c h   c o n s i s t e o f   di s t a n c e   a n t i m e ,   w a s   t h e n   a d d e t o   de t e rm i ne   a   t o t a l   t i m e   a nd  a   t o t a l   d i s t a n c e   c ov e r e a s   s h o w i T a b l e   1     T a b l e   1 .   R e s ul t s   o f   S i m ul a t e d   D a t a   L e n d i n g   D e s k   t o   S t a i r s   S t a i r s   t o   d r o p   o ff   b i n   T o t a l   R e t u rn   D a t a   D i s t a n c e   ( c m )   T i m e   ( s )   D i s t a n c e   ( c m )   T i m e   ( s )   D i s t a n c e   ( c m )   T i m e   ( s )   2 5 4 6 . 4 3 3   2 5 . 7   1 8 6 7 . 7 1 9   19   8 8 2 8 . 3 0 4   8 9 . 4   2 5 4 4 . 9 8 9   2 5 . 6   1 8 6 4 . 8 1 2   1 8 . 8   8 8 1 9 . 6 0 2   8 8 . 8   2 4 7 9 . 5 1 6   2 4 . 9   1 8 6 8 . 6 3 2   1 9 . 1   8 6 9 6 . 2 9 6   88   2 4 6 4 . 2 8 5   2 4 . 8   1 8 6 4 . 8 1 2   1 8 . 8   8 6 5 8 . 1 9 4   8 7 . 2   2 4 8 7 . 2 6 2   25   1 8 6 6 . 5 1 5   1 8 . 9   8 7 0 7 . 5 5 4   8 7 . 8   2 4 2 4 . 4 1 6   2 4 . 4   1 8 6 6 . 5 1 5   1 8 . 9   8 5 8 1 . 8 6 2   8 6 . 6   2 4 9 3 . 9 8 6   2 5 . 1   1 8 6 4 . 8 1 2   1 8 . 8   8 7 1 7 . 5 9 6   8 7 . 8   2 4 1 5 . 7 7 6   2 4 . 4   1 8 6 4 . 8 1 2   1 8 . 8   8 5 6 1 . 1 7 6   8 6 . 4   2 4 8 7 . 8 1 1   2 5 . 1   1 8 6 7 . 7 1 9   19   8 7 1 1 . 0 6   8 8 . 2   2 5 3 4 . 2 3 1   2 5 . 5   1 8 6 6 . 5 1 5   1 8 . 9   8 8 0 1 . 4 9 2   8 8 . 8       A v e ra g e s   8 7 0 8 . 3 1 3 6   8 7 . 9     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     1095   -   1101   1100   A n   a v e r a ge   t i m e   o f   t h e   t o t a l   t i m e s   w a s   c a l c u l a t e a nd  t h e c o m pa r e t o   t he   v a l ue s   f r o m   F i gu r e   6   t o   de t e rm i n e   i f   t h e   b o o kt r uc w o ul b e   f a s t e r.   I n   a l l   t he   v a l ue s   c a l c u l a t e f o r   e a c h   m o nt h,   t h e   b o o kt ruc t i m e   w a s   l e s s   b y   a t   l e a s t   a   f a c t o o f   4.   T h e   f o l l o w i ng   c o n c l us i o n s   w e r e   m a de   w h e a na l y z i ng   t h e   d a t a :     B a s e o n   t h e   t o t a l   r e t u rn  t i m e ,   a n   a u t o m a t e b o o kt ruc w i l l   b e   a b l e   t o   r e t u rn  b o o ks   t o   t h e   de s i g na t e d r o p   o ff   po i n t s   w e l l   w i t hi t h e   c a l c u l a t e d   b o o r e t u rn  t i m e s   a s   s h o w n   i t h e   F i gu r e   6 .     T h e   S S o c   i s   a   s m a l l   l i b ra r y   a nd   d a t a   m i g ht   l o o d i f f e r e n t   i l a r ge   a nd  b us y   l i b ra ri e s .       7.   F U TU R WO R K   A l t h o ug h   P r o c e s s i ng  w a s   us e t o   c r e a t e   t h e   s i m ul a t o r,   i t   i s   m e a n t   t o   b e   a n   ID E   f o r   q ui c k   s ke t c h e s   a nd   t o   t e s t   s m a l l e r   c o n c e p t s   a nd  i de a s .   E v e n   t h o u g h   t he   P r o c e s s i ng  ID E   i s   c a pa b l e   o f   w o r ki ng  w i t h   m u l t i p l e   f i l e s ,   t h e   l a c k   o f   r o b us t   de b ug gi ng  t o o l s   i s   a   p r o b l e m   w h e n   i m p l e m e nt i ng  l a r ge   p r o j e c t s .   I n   f u t u r e ,   t h e   de s i g w i l l   b e   m o v e o v e r   t o   R o bo t i c   O pe r a t i n g   S y s t e m s   (R O S )   w hi c w i l l   b e   us e t o   v e ri f y   t h e   f o u n d   r e s u l t s .   T h e   M i c r o s o f t   K i n e c t   s e n s o r   i s   a   p r o v e n   s e n s o r   w h e n   i t   c om e s   t o   r o b o t i c s   a nd  a u t o m a t e v e hi c l e   na v i g a t i o n,   h o w e v e r   n e w e s e n s o r s   ha v e   b e c o m e   a v a i l a b l e   a nd  i de a l l y   i t   m us t   b e   r e p l a c e b y   t h e   I nt e l   R e a l S e n s e   ra nge   o f   s e n s o r s   o a   L ID A R   ra nge   s e ns o r.   R e s e a r c h   c a b e   c o n duc t e r e g a rd i n g   a   m e t h o o f   h a nd l i n g   m u l t i p l e   pi e c e s   o f   l i b r a r y   m a t e r i a l   a t   t he   s a m e   t i m e .   T hi s   m i g ht   b e   a c h i e v e by   a ddi ng  a   m e c ha ni s m   c a p a b l e   o f   i de nt i f y i ng  a nd  ha ndl i ng  m o r e   t ha o n e   i t e m   o r   b y   ha v i n g   a   s e p a ra t e   d i s pe n s i ng  u ni t   f o r   w h e n   t h e   a u t o n o m o us   b o o kt r uc k   r e t u rn s   f r o m   t h e   s h e l v e s ,   f o e xa m p l e   a n   a d a pt e d   c o n v e y e r   b e l t   s y s t e m   b a s e d   o [ 5] .   T hi s   s y s t e m   m i g ht   t h e a u t o m a t i c a l l y   l o a t h e   ne x t   b oo o n t o   t h e   b oo kt ruc k .   T o ge t h e r   w i t h   m ul t i p l e   b oo ks ,   a n   A i m p l e m e nt a t i o n   o f   r o ut e   o pt i m i z a t i o n   c a n   b e   e m p l oy e t o   o pt i m i z e   t h e   de l i v e r y   o f   m ul t i p l e   b o o ks .   I n f o rm a l   d i s c us s i o n   w i t l i b r a r y   s t a f f ,   w h e n   c o nduc t i ng  m e a s u r e m e n t s   t o   v e ri fy   t h e   f l o o rpl a n,   r e v e a l e a   c o n c e rn  r e g a rdi ng  a u t o m a t i o n   r o b b i n s t a f f   m e m b e r s   o f   j ob s .   A ut o m a t i o n   us e t o   m a ke   o n e ’s   l i f e   e a s i e w a s   n o t   s e e n   a s   a i s s ue   i f   i t   a s s i s t e d   pe o pl e   a n d   di n o t   r o b   t h e m   o f   j o b s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   M .   M i t c he l l ,   L i br a r y   W o r kf l o w   R e de s i g n:   C o nc e pt s   a nd   R e s ul t s ,   L i br a r y   W or k f l ow   R e de s i gn:   Si x   C a s e   St ud i e s v o l .   139 ,   p p.   1 ,   200 7.     [ 2]   C .   C o o a nd  F .   M .   H e a t h,   U s e r s   pe r c e pt i o ns   o f   l i br a r y   s e r v i c e   q ua l i t y :   A   L i bQ U A L +   qua l i t a t i v e   s t udy ,   L i br ar y   T r e nds ,   v o l .   49 ,   p p.   54 8,   20 01 .     [ 3]   F .   N .   O ni f a d e ,   e t   a l . ,   S t a f f   A t t i t u de   t o   S he l v i ng   a nd  S he l f   R e a di ng   i A c a de m i c   L i br a r i e s ,   N or t C ar ol i na   L i br ar i e s ,   v o l .   6 8,   p p .   12 ,   2010 .     [ 4]   H .   M o r a d i ,   e t   a l . ,   S e r v i c e   r o bo t i c s   ( t he   r i s e   a nd   bl o o m   o f   s e r v i c e   r o bo t s ) ,   R ob ot i c s   &   A u t om at i on   M aga z i ne ,   v o l .   20,   pp .   22 - 24 ,   2013 .     [ 5]   R .   H a n s s o n,   R o bo t   l e nds   a   ha nd  i a   S w e d i s l i b r a r y ,   I ndu s t r i al   R obot :   A n   I n t e r na t i ona l   J our n al ,   v o l .   2 2,   pp.   34 - 35,   19 95.     [ 6]   R .   L i ,   e t   a l . ,   A uR o S S :   A A ut o no m o us   R o b o t i c   S he l f   S c a nn i n g   S y s t e m ,   i I n t e l l i ge nt   R obo t s   a nd  Sy s t e m s   ( I R O S) ,   2 015   I E E E / R S J   I n t e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   on ,   pp .   610 0 - 610 5 201 5.     [ 7]   M .   K .   S i n ha   a n A .   C ha nda ,   E xp l o r i ng   R F I D   T e c hno l o gy   A ppl i c a t i o f o r   M a na g i ng   L i br a r y   a nd  I nf o r m a t i o S e r v i c e s   i U ni v e r s i t y   a nd  I ns t i t ut i o na l   L i br a r i e s   o f   N o r t E a s t   I ndi a :   A O v e r v i e w ,   S i nha ,   M anoj   K um ar   a nd   C handa ,   A nu pam   ( 2014) .   E x pl or i ng  R F I D   T e c hno l og y   A pp l i c at i o f or   M an agi ng  L i br a r y   a nd  I nf o r m a t i o Se r v i c e s   i U n i v e r s i t y   a nd  I ns t i t u t i ona l   L i br a r i e s   of   N or t E a s t   I n di a:   A ov e r v i e w .   I n t e r na t i ona l   J o ur n al   of   I n f or m at i on   Sour c e s   an Se r v i c e s ,   v o l .   1 ,   201 4.     [ 8]   M .   R a s h i d ,   e t   a l . ,   S o r t i ng   a nd  R e t r i e v a l   R o bo t i c   S y s t e m   C o nt r o l l e v i a   P r o g r a m m a bl e   L o g i c   C o nt r o l l e r   f o r   L i br a r y   U s a g e ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   u - a nd  e - Se r v i c e ,   Sc i e nc e   a nd  T e c h nol ogy ,   v o l .   7 ,   pp.   1 9 - 30,   20 14.     [ 9]   J .   T hi r um u r ug a n ,   e t   al . ,   L i ne   f o l l o w i ng   r o b o t   f o r   l i br a r y   i nv e nt o r y   m a na g e m e nt   s y s t e m ,   i E m e r gi n T r e nds   i n   R obot i c s   and   C om m un i c at i on   T e c hn ol o gi e s   ( I N T E R A C T ) ,   20 10   I n t e r nat i ona l   C onf e r e nc e   o n ,   pp .   1 - 3 2 010   [ 10]   M .   P r a t s ,   e t   a l . ,   T h e   U J I   l i b r a r i a r o bo t ,   I n t e l l i ge n t   Se r v i c e   R obo t i c s ,   v o l .   1,   pp .   321 - 33 5,   20 08 .     [ 11]   B .   K .   K i m ,   e t   al . ,   D e s i g a nd  c o nt r o l   o f   t he   l i b r a r i a r o bo t   s y s t e m   i t he   u bi qui t o us   r o bo t   t e c hno l o gy   s pa c e ,   i n   RO - M A N   20 08  -   T he   17t I E E E   I nt e r n at i on al   Sy m pos i um   on  R ob ot   and  H um an  I nt e r a c t i v e   C om m uni c at i on pp .   616 - 621 2008 .     [ 12]   T .   T o m i z a w a ,   e t   al . ,   B o o br o w s i ng   s y s t e m   us i ng   a a u t o no m o u s   m o bi l e   r o bo t   t e l e o pe r a t e v i a   t h e   i n t e r ne t ,   i n   I nt e l l i ge nt   R obo t s   a nd  Sy s t e m s ,   20 02 .   I E E E / R SJ   I nt e r n at i ona l   C on f e r e nc e   on ,   v o l .   2 ,   pp .   1 284 - 128 9 20 02 .     [ 13]   R o bo t   l i br a r i a d e s i g ne by   A be r y s t w y t U ni v e r s i t y   s t ude n t s ,   20 16 .   A v a i l a bl e :   ht t ps : / / w w w . t i m e s h i g he r e duc a t i o n. c o m / ne w s / r o bo t - l i b r a r i a n - de s i g n e d - a be r y s t w y t h - uni v e r s i t y - s t ude n t s .   [ 14]   W .   L i n,   e t   al . ,   D e v e l o pi ng   a   s e r v i c e   r o bo t   f o r   a   c hi l dr e n s   l i br a r y :   A   de s i g n - ba s e r e s e a r c a p pr o a c h,   J our nal   of   t he   A s s oc i a t i on  f o r   I n f or m at i on   Sc i e nc e   an T e c hno l ogy ,   v o l .   6 5,   p p.   290 - 30 1,   20 14.     [ 15]   J .   B e h a a nd  D .   T .   O K e e f f e ,   T he   de v e l o pm e n t   o f   a a ut o no m ous   s e r v i c e   r o bo t .   I m pl e m e nt a t i o n:   L uc a s - T he   l i b r a r y   a s s i s t a n t   r o bo t ,   I n t e l l i ge n t   Se r v i c e   R obo t i c s ,   v o l .   1 ,   pp .   7 3 - 89,   200 8.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A ut om a t e l i br ar y   boo k t r u c k   f or   t r ad i t i ona l   l i br ar i e s   ( J .   J .   S pi e s )   1101   [ 16]   F .   D uc ho n,   e t   al . ,   P a t pl a nn i ng   w i t m o di f i e a   s t a r   a l g o r i t hm   f o r   a   m o bi l e   r o bo t ,   P r oc e di E n gi ne e r i n g ,   v o l .   96,   pp.   59 - 69 ,   201 4.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S           J a S p i e s   i s   l e c t u r e r   a t   t he   T s hw a n e   U ni v e r s i t y   o f   T e c hno l ogy   i t he   C o m put e r   S y s t e m s   E ng i ne e r i ng   D e pa r t m e n t ,   w i t h i t he   F a c ul t y   o f   I n f o r m a t i o a nd  C o m m uni c a t i o T e c hno l gy .   H i s   c ur r e n t   r e s e a r c i nc l ud e   s y s t e m   a ut o m a t i o a ppl i c a t i o ns   a nd   p r a c t i c a l   A G V   i m pl e m e n t a t i o n.     B e K o t z e   i s   c ur r e n t l y   do i ng   r e s e a r c o v i s i o n,   s e v e r a l   di f f e r e nt   A G V s ,   r e n e w a b l e   e ne r gy   s y s t e m s ,   s i m ul a t i o a nd  c o nt r o l ,   a ug m e n t e r e a l i t y   s y s t e m s   a nd  da t a ba s e   pr e d i c t i o n.   H e   i s   a   s e n i o r   l e c t ur e r   a n r e s e a r c he r   i n   t he   D e pa r t m e n t   E l e c t r i c a l   a n C o m put e r   S y s t e m s   E ng i ne e r i ng   a t   t h e   C e n t r a l   U n i v e r s i t y   o f   T e c hno l ogy ,   F r e e   S t a t e .   A l s o   a A c t i vi t y   L e a de r   f o r   t he   A ut o m a t e d   G ui de V e hi c l e s   g r o up  i t h e   R e s e a r c U ni t   f o r   E v o l v a bl e   a n M a n um a t i o S y s t e m s   ( R G E M S ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.