Robotic Glove Menggunakan Hybrid Functional Electrical Stimulation (FES) dan Exoskeleton untuk Rehabilitasi Tangan Manusia

摘要

Disabilitas yang terjadi pada tangan manusia menunjukkan masalah yang serius bagi beberapa orang. Salah satu penyebab terjadinya disabilitas pada fungsi sistem gerak manusia ialah terjadinya kerusakan pada sistem saraf pusat, atau Spinal Cord Injury (SCI). Penyakit stroke termasuk salah satu jenis SCI yang menyebabkan penderitanya mengalami penurunan pada sistem sensori dan motorik pada tubuh. Pada penelitian ini, akan dikembangkan suatu alat yang merupakan gabungan dari exoskeleton dan Functional Electrical Stimulation(FES). Exoskeleton adalah kerangka alat untuk dapat melatih gerakan menggenggam dan memperkuat daya genggam dengan bantuan external power. FES merupakan sebuah teknik yang memanfaatkan arus elektrik untuk mengaktifkan bagian saraf yang mengalami gangguan atau disfungsi karena berbagai gangguan neurologis. Sisi kebaruan dari metode rehabilitasi ini terletak pada optimasi penggunaan exoskeleton untuk mengurangi kelelahan otot akibat stimulasi yang berlebihan dari FES. Exoskeleton dengan panjang 77.2 mm dapat menghasilkan gerakan mekanik yang mendorong terjadinya gerakan fleksi dan ekstensi. Electrical stimulator menghasilkan output berupa gelombang kotak dengan karakteristik lebar pulsa 200 µS, frekuensi 20 Hz, dan range amplitudo sebesar 0.2 V hingga 130 V. Output hasil stimulus tersebut disalurkan menuju otot Flexor Digitorum, sehingga dapat menghasilkan gerakan fleksi dan ekstensi pada jari-jari tangan. Metode hybrid FES dan exoskeleton dengan amplitudo stimulasi yang berubah-ubah dan kecepatan motor sebesar 1.36 rpm dapat mencapai gerakan fleksi dalam rentang waktu 23.95 detik, sedangkan gerakan ekstensi dapat dicapai dalam rentang waktu 20.16 detik. Penelitian selanjutnya disarankan mengembangkan metode kontrol yang digunakan agar dapat menghasilkan gerakan yang lebih smooth dan selaras, memilih sensor yang lebih akurat, dan memilih motor yang berukuran lebih kecil dengan torsi lebih tinggi.