Mungkinkah jawaban untuk masalah mobilitas suatu hari semudah menarik celana panjang? Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh profesor Universitas Bristol Jonathan Rossiter baru-baru ini meluncurkan sepasang prototipe celana robot yang mereka harapkan dapat membantu beberapa orang cacat berjalan tanpa bantuan lainnya.
Sebagai seorang insinyur yang meneliti cara-cara membantu orang dengan cedera akord tulang belakang menggerakkan anggota tubuh mereka lagi, saya sangat menyadari bagaimana kehilangan mobilitas dapat memengaruhi kualitas hidup seseorang, dan bagaimana memulihkan gerakan itu dapat membantu. Mengingat jumlah penyandang cacat yang mencengangkan (lebih dari 6, 5 juta orang dengan masalah mobilitas di Inggris saja) dan populasi kami yang semakin menua, perangkat yang meningkatkan mobilitas dapat membantu sebagian besar populasi.
Namun terlepas dari 50 tahun penelitian, teknologi semacam ini jarang diadopsi di luar laboratorium. Jadi apakah novel pengembangan celana robot di jalur untuk akhirnya membawa teknologi mobilitas yang bekerja ke rumah?
Berbeda dengan perangkat robot yang kaku dalam film animasi Wallace dan Gromit, The Wrong Trousers, yang disebut "Right Pants" baru ini menggunakan otot artifisial lembut untuk menciptakan gerakan, serta memanfaatkan otot asli pemakainya. Ini meniru otot manusia dalam menghasilkan kekuatan hanya dengan menjadi lebih pendek dan menarik kedua ujungnya.
Dengan menggabungkan beberapa otot artifisial bersama-sama, celana bantuan dapat menggerakkan sendi seperti lutut, dan membantu pengguna dengan gerakan seperti berdiri dari kursi. Karena otot-otot buatan itu elastis dan lunak, mereka lebih aman daripada motor tradisional yang digunakan dalam exoskeleton robot yang kaku, walaupun kuat, kaku dan tidak nyaman.
Para peneliti telah mengemukakan beberapa gagasan berbeda tentang cara mempersingkat otot-otot buatan dan menciptakan gerakan. Satu desain mengadaptasi konsep otot-otot udara, yang secara efektif adalah balon yang memanjang ke samping dan memendek saat mereka mengisi dengan udara.
Desain lain yang diusulkan menggunakan listrik untuk mempersingkat otot buatan yang terbuat dari gel yang ditempatkan di antara dua pelat tembaga. Gel tertarik ke area tegangan listrik tinggi. Jadi, menciptakan dua tegangan yang berbeda di pelat memaksa gel menyusut di sekitar salah satu dari mereka, membawa mereka lebih dekat bersama dan memperpendek otot.
Teknologi lain yang terintegrasi dalam celana bantuan adalah stimulasi listrik fungsional (FES). Elektroda yang dianyam ke dalam celana yang terletak di atas otot dapat mengirimkan impuls listrik yang dirancang khusus ke dalam tubuh untuk membajak saluran komunikasi antara otak dan otot dan secara langsung memerintahkan otot untuk berkontraksi. Dengan menggunakan otot yang ada dan melewati otak, celana pendamping bahkan dapat memerintahkan otot yang pemakainya mungkin mengalami kesulitan menggunakan sendiri (misalnya karena stroke).
Celana ini juga dapat membantu pengguna yang berjuang untuk berdiri dalam waktu lama berkat kawat gigi lutut plastik yang dibuat kaku ketika dingin. Mengontrol suhu kawat gigi memungkinkan lutut untuk bergerak atau mengunci posisi untuk mempertahankan posisi berdiri tanpa banyak usaha yang diperlukan oleh otot (nyata atau buatan).
Fitur lain termasuk sabuk otomatis, menggunakan mekanisme yang mirip dengan otot udara, untuk membuatnya mudah dan aman untuk dipakai dan melepas celana.
Para peneliti menyarankan untuk membuat sistem elektronik tertanam yang menerima informasi tentang gerakan dan keadaan pemakai dari sensor yang tertanam di seluruh celana, dan mengontrol semua sistem untuk menyesuaikan gerakan dengan kebutuhan pengguna. Elektronik akan memungkinkan pengguna untuk mengontrol gerakan mereka melalui kontrol langsung yang dirajut ke celana. Tantangannya adalah mengatur waktu pergerakan otot-otot tiruan dan stimulasi listrik dari otot-otot nyata sebagai respons terhadap postur pengguna.
Tantangan yang tersisa
Celana Kanan adalah unik dalam pendekatan mereka untuk menggabungkan penelitian terdepan dan teknik mapan dalam prototipe tunggal. Selain kebaruan celana panjang robot, apa yang membuat perangkat begitu menarik sebagai teknologi bantu praktis adalah fakta bahwa itu dapat disesuaikan dengan banyak pengguna yang berbeda. Ini menimbulkan harapan bahwa ini dapat diadopsi secara luas di mana usaha lain sebelumnya telah gagal.
Namun, ini hanya prototipe. Produk yang berfungsi mungkin setidaknya lima tahun lagi dan pertanyaan-pertanyaan penting harus dijawab untuk mencapai tahap itu. Di mana ia menyimpan semua daya yang dibutuhkannya? Bagaimana semua sistem bisa miniatur dan tertanam di celana sehingga mereka tidak menjadi besar dan canggung untuk dipakai? Dapatkah pengendali memprediksi tindakan terbaik untuk dilakukan di tengah kompleksitas lingkungan nyata yang selalu berubah tempat pengguna akan berjalan?
Namun teknologi lain memiliki potensi untuk meningkatkan celana lebih jauh. Antarmuka otak-komputer yang dapat men-decode sinyal otak sekarang digunakan dalam sistem yang membantu orang lumpuh bergerak lagi. Mengontrol celana bantuan dengan pikiran bisa membuat mengambil langkah mudah lagi bagi banyak orang.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
Ioannis Dimitrios Zoulias, peneliti Postdoctoral di bidang teknik biomedis, University of Reading
