Prototype manekin kepala dan kemampuan geraknya sangat dibutuhkan bagi dua macam
pembelajaran. Pertama, pembelajaran di bidang Ergonomi tentang pemahaman sistem gerakan
kepala dan keterbatasannya. Kedua, pembelajaran di bidang Mekatronika tentang rancangan
komponen dan mekanisme gerak kontrolnya. Dalam kaitannya dengan desain robot manekin
untuk mengadopsi perilaku manusia, desain leher yang kuat dan fleksibel sangat diperlukan.
Namun untuk menghasikan desain leher seperti itu, diperlukan analisa model matematis terlebih
dahulu untuk mengevaluasi konstruksi leher yang tepat untuk memenuhi kebutuhan gerak
kepala. Analisis tersebut mencakup analisa kinematika dan dinamika. Pemodelan kinematic dan
dynamic yang dikombinasikan dengan parameter-parameter anthropometric akan menghasilkan
model gerakan leher robot. Selain itu, kestabilannya akan dianalisa menggunakan prinsip
stabilitas Lyapunov.
Penelitian ini menganalisis tiga alternatif model kinematika. Model I menggunakan
konfigurasi parallel manipulator, Model II menggunakan basis aktuator berupa motor yang
terinstalasi di luar lengan utama dan Model III menggunakan basis aktuator berupa motor yang
terinstalasi langsung pada bagian basis lengan utama
Berdasarkan hasil analisis melalui simulasi MATLAB diketahui bahwa desain mekanik
untuk robot leher manekin yang lebih fleksibel adalah desain Model III. Berdasarkan hasil
simulasi kinematika yang dilakukan, desain mekanik ini memberikan range sudut yang lebih
besar dibandingkan dengan desain Model II. (minim konstrain). Melalui simulasi juga dapat
disimpulkan bahwa desain Model III secara kinematik lebih stabil untuk input kecepatan sudut
konstan. Fleksibilitas ini memungkinkan proses desain lanjutan untuk menyesuaikan gerak
manekin dengan karakteristik gerak leher manusia dapat dilakukan