Ilmuwan AS Kembangkan Pakaian Robotik untuk Memudahkan Gerak Anak-Anak Cerebral Palsy

Liputan6.com, Jakarta Insinyur University of California, Riverside, AS mengembangkan "pakaian" robot untuk membantu anak-anak dengan cerebral palsy mendapatkan kontrol atas gerakan lengan mereka.

Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit AS (CDC), cerebral palsy adalah bentuk disabilitas motorik paling umum yang mempengaruhi anak-anak. Diperkirakan dari setiap 1.000 kelahiran hidup, 1 hingga 4 anak menunjukkan masalah terkait cerebral palsy, sementara penelitian lain menyebutkan jumlahnya hingga 3,6 per 1.000 anak. 

Pada 2010, 33,3% dari anak-anak di AS memiliki kemampuan berjalan yang sangat terbatas atau tidak ada sama sekali. Tetapi sebagian kecil dari mereka akhirnya dapat memperoleh mobilitas menggunakan perangkat robotik atau perangkat genggam.

Untuk itu, dalam beberapa dekade terakhir, para ilmuwan telah menemukan banyak solusi untuk memulihkan mobilitas. Misalnya, para peneliti di National Institutes of Health (NIH) mengembangkan kerangka luar yang diklaim dapat memperbaiki masalah gaya berjalan berjongkok dan memungkinkan individu untuk berjalan. Namun, biayanya sangat mahal bagi sebagian besar keluarga, dan juga ternyata cukup berat dan rumit.

Sementara para ahli di University of California Riverside mengusulkan solusi baru yang menempatkan susunan robot bantu langsung ke dalam kain, yang akan memungkinkan anak-anak dengan cerebral palsy memiliki beberapa tingkat kontrol atas gerakan lengannya.

Idenya adalah menggunakan kantong udara kecil yang terintegrasi dengan kain garmen yang akan mengembang saat dibutuhkan, membuat area tersebut menjadi kaku sesuai kebutuhan sehingga memberikan kemampuan untuk mengontrol gerakan anggota tubuh.

Tim di balik inovasi ini berfokus pada sesuatu yang disebut "kontrol kehendak", yang pada dasarnya berarti mengomunikasikan dengan tepat fungsi apa yang ingin dilakukan seseorang.

Untuk mencapai itu, kain akan memiliki banyak sensor kecil yang akan mengambil sinyal listrik yang dihasilkan dalam serat otot di area tertentu. Sinyal-sinyal listrik ini kemudian dilewatkan melalui algoritma yang menginterpretasikan maksud dari subjek manusia.

Setelah niat telah diuraikan di area tertentu dari lengan, udara akan disuntikkan ke dalam kantong kecil, menciptakan tekanan yang akan menggerakkan lengan ke arah yang diinginkan.

Idenya terdengar menjanjikan, dan itu memecahkan rintangan penting lainnya bagi orang-orang yang hidup dengan cerebral palsy: aksesibilitas biaya. Alih-alih menggunakan mesin mobilitas berbantuan yang canggih dan besar, para ilmuwan bertujuan untuk menggunakan "tekstil yang tersedia secara luas."

Dalam jangka panjang, tim berharap inovasi ini juga terbukti bermanfaat bagi orang-orang dengan batasan mobilitas terkait usia atau bahkan jenis masalah gerakan lainnya pada orang dewasa.

"Jika kita dapat membantu anak-anak menyikat giginya sendiri, menuangkan air atau membuka pintu, tindakan yang dianggap biasa oleh orang lain, itu adalah kemenangan besar bagi mereka," kata pemimpin proyek dan asisten profesor di UCR, Jonathan Realmuto.

Hibah $ 1,5 juta dari National Science Foundation telah menghasilkan proyek ini yang mengambil pendekatan baru untuk membangun perangkat dari tekstil lembut, yang juga akan memfasilitasi fungsi anggota tubuh yang lebih alami.

“Bahan keras tidak berinteraksi dengan baik dengan manusia,” kata Jonathan Realmuto, asisten profesor teknik mesin dan pimpinan proyek UCR. “Apa yang kami tuju dengan menggunakan bahan seperti nilon dan elastis pada dasarnya adalah pakaian robotik.”

Pakaian ini akan berisi daerah kedap udara yang tertutup rapat yang dapat mengembang, membuatnya kaku untuk sementara, dan memberikan kekuatan untuk bergerak.

“Misalnya Anda ingin melenturkan siku untuk melakukan bicep curl. Kami dapat menyuntikkan udara ke dalam kandung kemih yang dirancang khusus yang tertanam di kain yang akan mendorong lengan ke depan,” kata Realmuto.

Menggunakan tekstil yang tersedia secara luas, daripada bahan tradisional yang kaku kemungkinan akan menjaga biaya selongsong tetap rendah. Selain itu, tim bermaksud untuk meminimalkan penggunaan elektronik canggih, yang juga akan membantu mengurangi biaya keseluruhan untuk pasien.

Proyek ini akan fokus tidak hanya pada pembuatan robot, tetapi juga pada pengembangan algoritme yang mengajarkan mesin untuk memprediksi gerakan yang ingin dilakukan pemakainya.

Proyek ini dilakukan dalam kemitraan dengan Children's Hospital of Orange County, di mana pasien dari klinik gangguan gerakan pediatrik akan membantu menguji dan menyempurnakan prototipe.

Selain itu, tim peneliti akan mengadakan pertemuan tahunan di rumah sakit untuk masing-masing dari empat tahun proyek. Pertemuan ini akan mencakup pasien dan keluarga mereka, serta terapis okupasi, dan mendapatkan umpan balik mereka tentang teknologi yang berkembang.

“Dengan memusatkan pemangku kepentingan dalam proses desain kami, kami berharap dapat mengembangkan produk yang benar-benar bekerja untuk mereka,” kata Realmuto.

Tim pengembangan memandang pekerjaan ini sebagai peningkatan kemandirian tidak hanya untuk pasien anak itu sendiri, tetapi juga untuk seluruh masyarakat.

“Jika kita dapat membantu anak-anak menyikat giginya sendiri, menuangkan air atau membuka pintu, tindakan yang dianggap biasa oleh orang lain, itu adalah kemenangan besar bagi mereka,” kata Realmuto. “Tapi itu juga merupakan kemenangan bagi keluarga dan pengasuh mereka.”

Meskipun proyek ini difokuskan pada anak-anak dengan gangguan gerakan, teknologi ini pada akhirnya dapat digunakan untuk aplikasi dan populasi lain, termasuk pasien geriatri dan orang dewasa lainnya dengan masalah gerakan.

“Teknologi kami bersifat universal,” kata Realmuto.