## “JUMP”: GAME SIMULASI OLAHRAGA BERBASIS VIRTUAL
REALITY DENGAN SENSOR ACCELEROMETER
1 Joe Yuan Mambu, 2 Andria Kusuma Wahyudi, and 3 Gerry Hezky
1,2,3 Program Studi Sistem Informasi, Universitas Klabat, Airmadidi E-mail: 1 ljoeyuan.mambu@unklab.ac.id , 2 andriawahyudi@unklab.ac.id , 3 gerryhezky@gmail.com

## Abstract
Health is an important factor for every human being. Good health can be maintained through a regular diet and  exercise.  Sports  is  one  of  the  physical  activities  can  fulfill  these  needs.  By  exercising,  a  person  can minimize the risk of developing an illness. The simplest exercise that can be done is jumping, jumping is an exercise  that  can  be  done  any  day,  by  jumping  the  person  can  burn  calories  and  pumping  blood. With  the development of technology, the researchers designed a jumping game that can be used by users who did not have  time  to  go  to  a  sporting  place.  The  game  uses  an  Android  platform  smartphone  and  accelerometer sensors  found  on  smartphones  with  virtual  reality  technology.  Virtual  Reality  is  a  technology  that  allows users to interact  with the virtual world. This game can display estimation of how many calories are burned while  playing  games  and  displaying  tall  buildings.  This  game  is  run  by  using  the  VR  Headset  and  is controlled by the user  with a vertical jump and running in place. The research aimed to serve as a proof of concept for play and exercise using a smartphone and accelerometer censor and not including evaluation in using it.
Keywords : Health, Exercise, Smartphone, Andorid, Accelerometer, Virtual Reality, VR Headset.

## Abstrak
Kesehatan  merupakan  kebutuhan  utama  bagi  setiap  manusia.  Kesehatan  sendiri  bisa  diperoleh  dengan  cara menjaga  pola  makan  dan  olahraga  secara  teratur.  Olahraga  adalah  salah  satu  aktivitas  fisik  yang  baik  bagi kesehatan  dan  kebugaran  tubuh.  Dengan  berolahraga,  pengguna  dapat  meminimalisir  resiko  terserang penyakit.  . Olahraga  yang  paling  sederhana  yang  dapat  dilakukan  adalah  melompat,  melompat  merupakan olahraga  yang  setiap  hari  dapat  lakukan,  dengan  melompat  pengguna  dapat  membakar  kalori  yang  disertai dengan peningkatan aktivitas kerja jantung memompa darah. Dengan berkembangnya zaman dan teknologi, peneliti merancang sebuah game melompat yang dapat digunakan oleh pengguna yang tidak sempat untuk ke tempat  olahraga.  Game  tersebut  menggunakan smartphone ber- platform  android serta  sensor acceleromter yang  terdapat  pada smartphone dengan  teknologi virtual  reality . Virtual  Reality adalah  teknologi  yang membuat pengguna  bisa  berinteraksi dengan dunia Virtual . Game  ini dapat  menampilkan  informasi tentang berapa  banyak  kalori  yang  terbakar  saat  bermain  game  dan  menampilkan  gedung-gedung  tinggi.  Game  ini dijalankan  dengan  menggunaka  VR  Headset  dan  dikendalikan  oleh  pengguna  dengan  cara  berjalan  dan melompat-lompat. Hasil penelitian ini adalah berupa output program yang membuktikan konsep bermain dan berolahraga menggunakan smartphone dan sensor akselerometer, belum termasuk evaluasi penggunaan.
Kata Kunci : Kesehatan, Olahraga, Smartphone, Andorid, Accelerometer, Virtual Reality, VR Headset

## Pendahuluan
Kesehatan  merupakan  kebutuhan  utama  bagi  setiap manusia.  Kesehatan  sendiri  bisa  diperoleh  dengan cara menjaga pola makan dan olahraga secara teratur (Azizah, Akhriza, & Prasetyo, 2017). Namun karena
kesibukan  yang  terjadi  pada  masyarakat,  sehingga kurangnya  kesadaran  untuk  berolahraga  secara teratur. Olahraga  adalah  salah  satu  aktivitas  fisik yang  baik  bagi  kesehatan  dan  kebugaran  tubuh. Dengan  berolahraga, pengguna dapat  meminimalisir resiko terserang penyakit. Dengan  berolahraga pula,
pengguna  dapat  menurunkan  berat  badan,  dan menjaga  berat  tubuh  agar  tetap  stabil  dan  ideal (Fitriyanti,  2013). Olahraga  yang  paling  sederhana yang  dapat  dilakukan  adalah  melompat,  melompat merupakan olahraga  yang setiap hari dapat lakukan, dengan  melompat  pengguna  dapat  membakar  kalori yang  disertai  dengan  peningkatan  aktivitas  kerja jantung memompa darah (Olajuwon, 2017) .Dengan berkembangnya  zaman  dan  teknologi,  peneliti merancang  sebuah  game  melompat  yang  dapat digunakan  oleh  pengguna  yang  tidak  sempat  untuk ke  tempat  olahraga.  Game  tersebut  menggunakan smartphone ber- platform  android (Hartanto,  2014) serta  sensor acceleromter yang  terdapat  pada smartphone dengan  teknologi virtual  reality , sehingga  pengguna  dapat  menggunakan  game  ini apabila  tidak  sempat  untuk  ke  tempat  olahraga. Game  ini  dapat  menampilkan  informasi  tentang berapa  banyak  kalori  yang  terbakar  saat  bermain game.  Berdasarkan  latar  belakang  diatas,  peneliti merancang  game jump  exercise berbasis virtual reality dengan accelerometer sensor.  Melalui penelitian  ini, peneliti  berharap game  jump exercise ini  dapat  mempermudah  pengguna  bermain  sambil berolahraga.

## Metode Penelitian
Penelitian  menggunakan  metode  Spiral  dalam pembuatan  game  jump  exercise  virtual  reality dengan  sensor  accelerometer.  Metode  Spilar merupakan  salah  satu  metode  pengulangan  secara alamiah  dari  proses  model  Prototyping  dengan pengontrolan  secara  sistematik  dengan  aspek-aspek proses  model  Waterfall  (Pressman,  2010).  Peneliti menggunakan  metode  ini  dikarenakan  model  spiral adalah  metode  yang  menggabungkan  kelebihan  dari metode Prototyping dan metode Watelfall.

## Instrumentasi
Pada bagian ini menjelaskan tentang bagaimana cara untuk  menyelesaikan  penelitian  ini  dalam  membuat aplikasi,  dimana  teknik  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah pengumpulan data, perancangan, pemodelan, pengkodean, dan implementasi,  dimana  dapat  dijelaskan  dengan  sub- section berikut :
Pengumpulan Data Pada  tahap  ini  peneliti  mengumpulkan  data tentang  pembuatan  game  dari  buku  Mudah membuat  Game  Augmented  Reality  dan  Virtual Reality dengan menggunakan tools Unity 3D dan artikel-artikel yang terkait dengan penelitian ini.
Perancangan
Pada tahap ini peneliti menentukan objek gedung yang akan ditampilkan didalam aplikasi. Kemudian  peneliti  merancangkan  bagaimana aplikasi  ini  akan  digunakan  dan  menganalisi tampilan,  dan  bahasa  pemograman  yang  akan digunakan.

## Pemodelan
Tahap  ini  berfungsi  untuk  menganalisa  dan memperkirakan  pembuatan  aplikasi  sehingga nantinya  dapat  dirancang  sebuah  model  aplikasi yang dibuat oleh peneliti.

## Pengkodean
Tahap  ini  peneliti  melakukan  pengkodean dengan  bahasa  pemograman  C#  yang  terdapat pada aplikasi Unity.

## Implentasi
Peneliti  akan  mengimplementasi  dan  melakukan uji  coba  aplikasi  yang  telah  dibuat  kemudian menganalisa  hasil  dari  uji  coba  apakah  sesuai dengan  rencana  awal  atau  tidak.  Jika  sesuai dengan perencanaan maka aplikasi akan diserahkan kepada pengguna.

## Kalori
Kalori  adalah  setiap  satuan  energi  yang  bisa didapatkan  dari  mengkonsumsi  makanan.  Setiap jenis  makanan  tertentu  menghasilkan  kalori  dalam jumlah yang berbeda. Jumlah energi yang dibutuhkan  oleh  manusia  berbeda-beda,  tergantung dari  ukuran  tubuh,  jenis  kelamin,  usia,  suhu  tubuh, akivitas, dan status gizi.
Metabolic Equivalent Of Task Metabolic Equivalent Of Task (MET) menunjukkan  intensitas  aktivitas  fisik.  MET digunakan untuk memperkirakan jumlah oksigen yang digunakan oleh tubuh selama aktivitas fisik 1 MET = (energi (oksigen) yang digunakan oleh tubuh) (Jette, Sidney, & Blümchen, 1990).
Dengan  meningkatnya  aktivitas,  lebih  banyak oksigen  yang  dikonsumsi  dan  tingkat  MET meningkat.
< 3 MET= Aktivitas fisik intensitas ringan.
3 to 6 MET = Aktivitas fisik intensitas sedang.
6 > MET= Aktivitas fisik intensitas kuat.
Rumus untuk menjumlahkan MET : { (MET x Weight)  x 3.5ml oxygen }
Berjalan  di  tempat  dan  melompat  termasuk dalam  MET  moderate  (intensitas  sedang)  dan vigorous  (intensitas  tinggi),  yaitu  tingkat  MET
mulai  dari  3  to  6  dan  6  >  (Ainsworth,  et  al., 2000).

## Perhitungan Kalori
Teori  dasar  penghitungan  kalori  yang  terbakar saat  berolahraga.  Olahraga  membutuhkan  energi yang  dikenal  dalam  satuan  kilo  kalori.  Sumber energi  ini  berasal  dari  lemak  atau  dari  glikogen. Banyak  faktor  yang  mempengaruhi  kalori  yang terbakar  selama  olahraga.  Yang  pertama  dan terpenting  adalah  adaptasi  tubuh  kita,  karena seiring  dengan  adaptasi  tubuh  terhadap  aktivitas olahraga,  maka tubuh  lama kelamaan  akan  lebih efisien  membakar  kalori.  Sehingga  dengan aktivitas  olahraga  yang  sama  tubuh  lama kelamaan  akan  membakar  kalori  yang  lebih sedikit. Faktor kedua adalah volume otot. Karena otot selalu aktif secara metabolisme, maka makin tinggi  volume  otot,  semakin  banyak  juga  kalori yang  terbakar.  Faktor-lain  adalah  berat  badan, intenstias  olahraga  dan  kondisi  metabolisme tubuh itu sendiri.
Dalam  penelitian,  setiap  gerakan  olahraga  dicari nilai  dari  MET  (metabolic  equivalent  of  task)  yang merupakan angka perkiraan kalori yang terbakar saat melakukan  aktivitas  olahraga  tersebut  dalam  waktu tertentu,  kemudian  dibandingkan  dengan  perkiraan volume  massa  otot  tubuh.    Selain  untuk  mencari kalori  yang  terbakar  ketika  berolahraga,  kita  dapat juga  menggunakan  perhitungan  yang  sama  untuk menghitung  berapa  kalori  yang  terbakar  untuk aktivitas sehari-hari. Rumus dasarnya adalah sebagai berikut (Balady, 2000):
ECM = 0.0175 x MET x Weight (kg) ECS = 0.0175 x MET x Weight (kg) / 60
Ket : ECM = Estimasi Exercise Calories “Cal” (per menit) ECS = Estimasi Exercise Calories “Cal” (per detik) Weight =  Berat Badan MET = Metabolic Equivalent Of Task

## Lingkungan Perancangan Hardware dan Software
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  semua  yang  berhubungan  dengan  perangkat keras dan perangkat lunak untuk membangun sebuah aplikasi  game  jump  exercise  berbasis  virtual  reality dengan accelerometer sensor.
1. Laptop Asus X555Q
2. Unity 2018 3.3fl :
Aplikasi yang digunakan untuk membuat game jump exercise 3.  C#  :  Bahasa  program  yang  digunakan  dalam pembuatan game jump exercise.

## Analisa Sistem
Dalam  membangun  sistem  pada  penelitian  ini, peneliti  menggunakan  Unfied  Modelling  Language (UML) diagram yang terdiri atas Use Case Diagram dan  Sequence  Diagram  dengan  masing-masing diagram sebagai berikut :
Gambar 1. Use Case Diagram Game Jump
Exercise

## Gambar23. Sequence Diagram Game Jump Exercise
Pada  Use  Case  Diagram  1  diatas  menjelaskan bagaimana  user  mengakses  game  jump  exercise, dimana  user  memulai  dengan  membuka  aplikasi, kemudian  memasukan  berat  badan,  setelah  itu  user dapat  memilih  main  game  atau  melihat  tutorial terlebih dahulu.
Gambar 2 merupakan sequence diagram proses pada penelitian  ini.  Pengguna  akan  membuka  aplikasi kemudian memilih menu yang di dalam game.

## Hasil dan Pembahasan
Pada  gambar  3  ini  menjelaskan  secara  umum kerangka  konseptual  aplikasi.  Pada  tahap  awal  , pengguna membuka aplikasi dan meletakan smartphone kedalam VR case. Langkah kedua  yaitu pengguna  memakai  VR  case  dan  pengguna  akan langsung  dapat  masuk  kedalam  game  tersebut. Langkah  ketiga  setelah  itu  pengguna  akan  memilih di  Main  Menu  tombol  Play  yang  akan  membawa pengguna  ke  dalam  game.  Langkah  keempat pengguna  akan  berlari  dan  melompat  (berlari  dan melompat  ditempat)  kemudian  lompatan  yang dilakukan  oleh  pengguna  akan  direspon  oleh  sensor accelerometer  yang  akan  membuat  lompatan  terjadi didalam game.
Gambar 3. Kerangka Konseptual Aplikasi

## Cara Memainkan
Pengguna  bias  mengeenakan  VR  Headset  dan memilih  menu  sebelum  mulai  bermain.  Untuk berinteraksi  pemain  bisa  berjalan  dan  melompat ditempat  untuk  berjalan  dan  melompat  di  dalam game.  Gerakan  berjalan  dan  melompat  akan dideteksi  oleh  sensor  accelerometer  dan  membuat karakter  bergerak  berjalan  atau  meloncat  seperti yang di ilustrasikan oleh Gambar 4.
Setiap  gerakan  akan  dihitung  estimasi  kalori  yang terbakar dan di display di layar pemain.
Disarankan  pemain  untuk  memainkan  game  ini  di ruangan  tertutup  dan  bebas  rintangan  atau  objek  di lantai  untuk  radius  5  meter  agar  menghindari gangguan atau bahkan kecelakaan.

## Gambar 4. Ilustrasi cara bermain

## Perangkat Antarmuka
Tampilan  permainan  dimulai  dengan  input  berat badan.  Dimana  variable  berat  badan  ini  akan digunakan  untuk  penghitungan  estimasi  kalori terbakar.  Setelah  itu  akan  masuk  di  main  menu seperti  yang  terlihat  di  gambar  5.  Untuk  memilih menu  pengguna  bisa  memencet  tombol  dengan  jari atau  bisa  mengposisikan  pointer  ke  tombol  untuk  3 detik.
Gambar 5. Input berat badan dan menu awal.
Gambar 6. Tampilan Game
Gambar  6  menunjukkan  tampilan  permainan. Pemain  seolah  berada  di  atas  gedung  dan  harus melompat dari gedung ke  gedung.  Tampilan  jumlah kalori dan lompatan terlihat di sebelah kiri.

## Kesimpulan
Berdasarkan kesimpulan ini, maka dapat disimpulkan:
1.  Kelebihan  Virtual  Reality  (VR)  adalah  sebuah teknologi yang membuat pengguna dapat berinteraksi  dengan  lingkungan  yang  ada  dalam dunia  maya  yang  disimulasikan  oleh  komputer, sehingga  pengguna  merasa  berada  di  dalam lingkungan tersebut.
2.  Aplikasi  ini  menampilkan  gedung-gedung  tinggi yang  akan  dilewati  oleh  pengguna  dengan  cara berlari dan melompati gedung tersebut.
3.  Aplikasi  ini  dijalankan  pada  device  yang menggunakan  sistem  operasi  Android  dengan  versi minimal  Andorid  5  (Lolipop)  menggunakan  VR Headset dan dikendalikan oleh pengguna.

## Saran & Penelitian Selanjutanya
Pada penelitian ini, masih perlu adanya penyempurnaan  pada  aplikasi  sehingga  peneliti memberikan  saran  untuk  pengembang  selanjutnya dari penelitian ini yaitu:
Dari sisi gameplay effect :
1. Diperlukan  penelitan  lanjut  untuk  meneliti durasi  dan  frekuensi  yang  aman  dan  bisa dianjurkan  untuk  memainkan  game  dengan mengukur  efek  game  terhadap  Pre  Frontal Cortex (Addiction Risk)
2. Juga  diperlukan  evaluasi  terhadap  resiko neck injury mengingat  game  ini  menggunakan vr headset (beban ke leher/kepala) dan melompat.
3. Menambahkan  warning  pada  game  untuk keamanan  dalam  bermain  dan  efek-efek  lain dari  bermain  (setelah  mendapatkan  hasil evaluasi di nomor 1 & 2 di atas).
Dari sisi teknis:
1.  Aplikasi ini seharusnya dibuat juga dalam sistem operasi lain seperti iOS.
2.  Adanya  penambahan  sensor  pada  aplikasi  ini agar  perhitungan  kalori  yang  didapat  bisa  lebih akurat.
3.  Adanya  penambahan  pada  tampilan  antar  muka agar lebih menarik.

## References
Ainsworth,  B.,  Haskell,  W.,  Whitt,  M.,  Irwin, M.,  Swartz,  A.,  &  S,  S.  (2000). Compendium  of  physical  activities:  an update  of  activity  codes  and  MET intensities.  Medicine  and  science  in sports and exercise, S498-S504.
Azizah,  F.  N.,  Akhriza,  T.  M.,  &  Prasetyo,  A. (2017). Aplikasi Android Untuk
Membantu  Program  Diet  Berbasis Android.  Teknik  Informatika  STIMIK Pradnya Paramita, Malang, 1(1), 588.
Balady,  G.  (2000).  ACSM's  guidelines  for exercise testing and prescription.
American College of Sports Medic.
Fitriyanti,  A.  D.  (2013).  Aplikasi  Penghitung
Kalori Terbakar Saat Berolahraga Sepeda  Menggunakan  Global  Possition
System (GPS) Berbasis  Android. Jurnal Teknologi Informasi, 4(2), 1. Hartanto,  B.  (2014).  Aplikasi  Latihan  Beban Berbasis Android. Eprint UMM Indonesia, 1(1), 1.
Jette,  M.,  Sidney,  K.,  &  Blümchen,  G.  (1990).
Metabolic equivalents (METS) in exercise  testing,  exercise  prescription, and  evaluation  of  functional  capacity. Clinical Cardiology, 555-565.
Olajuwon,  M.  D.  (2017).  Aplikasi  Pendeteksi
Kalori  Terbakar  Dengan  Smartphone Menggunakan  Sensor  Accelerometer dan Pedometer. Jurnal Teknik Informatika  Universitas  Islam  Sunan
Gunung Djati, Bandung, 4(1), 1.
Pressman,  R.  S.  (2010).  Software  Engineering 7th  Edition.  New  York:  McGraw-Hill, 45.