Mengintegrasikan Sensor ke Gelang yang Tersembunyi

Kenapa mengintegrasikan sensor ke gelang yang disembunyikan di tangan palsu? Guna menghubungkan sinyal otot dengan benar pada jari kanan agar gerakan yang diinginkan sesuai.

Penulis/editor: Rayendra L Toruan

mmINDUSTRI.co.id – Fraunhofer (sumber): Setelah mengintegrasikan sensor ke gelang yang tersembunyi di tangan palsu, ternyata sinyal ultrasonik bekeja dengan baik—sesuai rancangan para peneliti.  Subjek harus menyelesaikan sesi latihan singkat ketika sensor menggerakkan tangan dan jari.

“AI harus menganalisis sinyal ultrasonik, mengidentifikasi pola aktivasi, mengubahnya menjadi perintah kontrol, dan mengirimkannya ke jari yang sesuai pada prosthesis,” ungkap Dr. Marc Fournelle Fournelle, kepala kelompok Sensor & Aktuator di Fraunhofer IBMT.

Menurut Dr. Marc Fournelle Fournelle, dari sudut pandang teknis, artificial intelligence (AI) atau kecerdasan buatan menganalisis amplitudo dan profil waktu tegangan listrik yang disuplai setiap modul sensor.

Sensor-sensor tersebut diintegrasikan ke dalam gelang yang nantinya dapat dipasang ke bentangan  tangan palsu.

Untuk menghubungkan sinyal otot dengan benar pada jari kanan dan gerakan yang diinginkan, subjek harus menyelesaikan sesi latihan singkat di mana mereka mencoba menggerakkan berbagai bagian tangan dan jari.

Pola aktivitas yang dihasilkan di dengan cara ini disimpan sebagai referensi dasar dalam sistem. Artinya, hubungan dapat dibuat antara jari atau bagian tangan yang bersangkutan, dan gerakan yang diinginkan. Pelatihan hanya memakan waktu beberapa menit.

Manajer proyek di unit Implan Aktif dan manajer inovasi di Fraunhofer IBMT, Andreas Schneider-Ickert menjelaskan bahwa uji coba pada subjek uji menunjukkan teknologi itu berhasil. Ini sangat mudah digunakan dan non-invasif.

Pihak peneliti berupaya membuat sistem yang mereka buat itu menjadi lebih tidak mencolok papar Andreas Schneider-Ickert.

Mitra proyek di lima negara

Teknologi ini telah dikembangkan bersama dengan beberapa mitra proyek. Sebanyak tujuh mitra dari lima negara bekerja sama sebagai bagian dari konsorsium  proyek SOMA.

Pakar Fraunhofer IBMT mempunyai pengalaman puluhan tahun dalam pengembangan sensor dan di berbagai bidang termasuk neuroprostetik dan implan. Tim mengembangkan transduser ultrasonik yang diadaptasi secara khusus dam juga kotak elektronik.

Bekerja sama dengan para peneliti dari Fraunhofer, dan Imperial College of Science Technology and Medicine yang berlokasi di London, Inggeris, guna  mengembangkan proses AI untuk mengenali pola gerakan dan melakukan pengujian awal pada subjek.

“Kami bekerja sangat erat selama beberapa tahun dengan Università Campus Bio-Medico di Roma (UCBM), yang mengoordinasikan seluruh proyek SOMA dan mendekati kami dengan ide untuk sensor tersebut,” jelas Andreas Andreas Schneider-Ickert.

Pengerjaan prpyek  SOMA berlanjut dengan cepat setelah pembuktian konsep dan umpan balik positif dari subjek tes.

Pada tahap berikutnya, para peneliti ingin lebih meningkatkan resolusi temporal sensor dan membuat perangkat elektronik menjadi lebih kecil sehingga prostesis dapat dikontrol dengan lebih akurat dan nyaman.

Gelang sensor yang disembunyikan di manset tangan palsu. Mempertimbangkan peningkatan kesesuaian untuk penggunaan sehari-hari, ada kemungkinan juga bahwa AI dan perangkat lunak kontrol suatu hari nanti dapat diintegrasikan ke dalam ponsel pintar.

Misalnya, setelah diterjemahkan oleh kotak elektronik, sinyal mungkin dikirim ke ponsel cerdas dan kembali menggunakan bluetooth.

Umpan balik sensorik dari tangan palsu

Konsorsium peneliti sedang berupaya membuat sistem dua arah. Tangan palsu seharusnya tidak hanya mampu menjalankan perintah tetapi juga mengembalikan umpan balik yang dapat dirasakan dan ditanggapi oleh orang yang memakai prostesis.

“Ketika seseorang yang tidak kehilangan tangannya mengambil segelas air dan menempelkannya ke mulutnya, saraf mendapat umpan balik terus-menerus dari jari-jarinya tentang seberapa erat memegang gelas tersebut sehingga di satu sisi tidak terjatuh,” jelas Andreas Schneider-Ickert

Sementara di sisi lain agar gelas tidak pecah karena dipegang tangan palsu terlalu kuat. Fungsi tersebut juga sedang diselidiki di proyek SOMA dan suatu hari nanti dapat diintegrasikan ke dalam tangan palsu, demikian keyakinan Andreas Schneider-Ickert.

Namun, dibandingkan menggunakan sensor ultrasonik, umpan balik dapat dikirimkan melalui elektroda yang ditanamkan ke dalam atau ke saraf.

Dari sana saraf mengirimkan sinyal yang dikirim oleh prostesis ke otak sebagai rangsangan sensorik berupa rangsangan saraf tertentu.

Artinya, otak orang tersebut menerima umpan balik dari tangan buatan tersebut dan dapat mengirimkan kembali perintah, misalnya mengencangkan atau mengendurkan jari.

Orang tersebut tidak dapat merasakan elektroda, yang terbuat dari bahan yang kompatibel secara biologis dan ditanamkan di jaringan saraf.

“Ini berarti sebuah loop tertutup telah diatur, di mana otak dan tangan palsu berkomunikasi satu sama lain secara terus-menerus dan dalam waktu nyata,” jelas Dr. Marc Fournelle, kepala kelompok Sensor & Aktuator di Fraunhofer IBMT. Fraunhofer IBMT telah mengembangkan dan menguji teknologi dan elektroda yang relevan.

Penerimaan dan kegunaan pengguna

Kegunaan dan penerimaan pengguna merupakan faktor penting di setiap tahap proyek. Tim proyek SOMA telah mengumpulkan umpan balik dari subjek uji di setiap tahap. Pada fase saat ini, ini adalah subjek yang masih memegang kendali.

“Umpan balik dari subjek uji membantu kami membuat tangan palsu inovatif ini menjadi lebih baik. Orang yang kehilangan tangan telah mengalami penderitaan yang sangat lama. Tangan prostetik yang berfungsi memberikan manfaat yang sangat besar dalam aktivitas sehari-hari dan juga memulihkan kualitas hidup,” jelas Andreas Schneider-Ickert.

Perkembangan tangan prostetik yang inovatif juga memberikan dorongan nyata pada pasar prostesis myoelektrik. Diperkirakan tiga juta orang di seluruh dunia telah diamputasi lengan atau tangannya, dan jumlah ini terus bertambah.

Orang-orang ini harus melihat manfaat dari peningkatan prostesis mioelektrik ini dalam hal fungsionalitas dan kenyamanan.

Inilah kehebatan mengintegrasikan sensor ke gelang yang tersembunyi di tangan palsu.