Penggunaan teknologi HMI atau human-machine interface meringankan gejala tremor otot, dan mampu mengatasi faktor-faktor penyebab gerakan atau otot yang tak disengaja. Teknologi HMI juga berguna di pabrik dan industri.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
mmINDUSTRI.co.id – Fraunhofer (sumber): Kenapa otot bergerak tanpa disengaja? Gerakan otot tanpa disengaja itu disebut tremor—terjadi dalam bentuk gemetar di satu atau lebih bagian tubuh.
Gerekan itu disebabkan oleh berbagai faktor seperti konsumsi obat-obatan, alkohol, minuman berkafein, pengaruh kurang tidur, stres, kecemasan, kemarahan, dan faktor usia lanjut. Bagaimana mengatasinya?
Para ilmuwan di Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT bekerja sama dengan mitra internasional untuk mengembangkan platform teknologi HMI atau human-machine interface untuk membantu meringankan gejala tremor otot.
Elektroda biokompatibel kecil di dalam otot, dikombinasikan dengan elektroda dan pengontrol eksternal, membentuk jaringan sensor dan aktuator yang cerdas untuk mendeteksi sinyal otot dan memberikan rangsangan listrik sesuai kebutuhan.
Bersama dengan eksoskeleton, platform teknologi HMI juga dapat membantu orang yang mengalami cedera tulang belakang.
Pengontrol kompak di ikat pinggang atau di bawah jaket, beberapa elektroda tekstil halus di lengan dan kaki.
Ukuran elektroda dengan panjang tiga sentimeter dan setipis satu milimeter pada otot—merupakan bahan yang diperlukan untuk membantu orang penderita tremor.
Setiap kali tremor otot terjadi maka sistem mengirimkan rangsangan listrik ke otot—rangsangan ini dicatat oleh sistem saraf. Sistem saraf kemudian berhenti mengirimkan sinyal yang mengganggu ke otot yang akan kembali ke kondisi semula tanpa gerakan.
Ide di atas mendasari penemuan teknologi HMI yang dikerjakan oleh para ilmuwan Fraunhofer IBMT bersama mitra proyek.
Tim mengembangkan, membuat, mengintegrasikan, dan secara eksperimental menguji satu set elektroda intramuscular, dan eksternal serta pengontrol terkait.
Para ilmuwan membuat beberapa pencapaian yang positif dan nyata.
“Kami berhasil mengurangi tremor otot secara signifikan dalam uji coba dengan pasien,” jelas Andreas Schneider-Ickert, Manajer Proyek Implan Aktif dan Inovasi.
Sistem yang dibuat oleh tim ahli merupakan bagian dari proyek bersama yang didanai oleh Uni Eropa “EXTEND.” Sebanyak sembilan mitra proyek dari lima negara bekerja sama untuk mengembangkan platform teknologi HMI yang serbaguna dari antarmuka saraf terdistribusi.
Teknologi yang mereka ciptakan dinamai human-machine interface (HMI) yakni antarmuka pengguna atau dasbor yang menghubungkan seseorang ke mesin, sistem, atau perangkat.
Meskipun istilah tersebut secara teknis dapat diterapkan pada tiap jenis layar yang memungkinkan pengguna berinteraksi dengan perangkat. Teknologi HMI sering digunakan dalam konteks proses industri.
Menurut laman automationcommunity.com teknologi HMI disebut antarmuka pengguna yang memungkinkan operator manusia berinteraksi dengan mesin saat ber proses.
Teknologi HMI juga digunakan dalam pengaturan industri agar operator mudah memantau dan mengontrol proses seperti di pabrik atau pembangkit listrik.
Teknologi HMI mengambil berbagai bentuk, termasuk antarmuka pengguna grafis pada komputer, layar sentuh atau panel kontrol fisik dengan tombol dan tampilan.
Hal di atas diperlukan untuk menyajikan data proses ke operator, mengizinkan operator untuk memasukkan perintah dan setpoint, dan menyajikan alarm dan informasi lainnya.
Teknologi HMI terhubung ke programmable logic controller (PLC). PLC bertanggung jawab untuk mengontrol proses berdasarkan masukan dari HMI dan sensor di lapangan.
HMI hanya menyajikan informasi kepada operator dan mengizinkan mereka untuk memasukkan perintah, yang kemudian dikirim ke PLC untuk diimplementasikan.
Teknologi HMI membantu penderita gangguan neuromuskuler, seperti tremor, dan gejala kelumpuhan.
Bahkan orang dengan cedera tulang belakang pun dapat memanfaatkan teknologi HMI. Teknologi ini menggunakan pengontrol eksternal untuk menghubungkan elektroda yang ditanamkan ke dalam jaringan cerdas.
Komponen berkomunikasi satu sama lain secara nirkabel, bertukar data, mendeteksi sinyal otot, dan mengirimkan rangsangan yang disasar pada otot yang bergerak tanpa disengaja.
Sistem implan sudah digunakan secara medis untuk memberikan stimulasi meski metode saat ini membutuhkan operasi bedah yang rumit yang menyebabkan pasien stres.
Elemen kunci dari EXTEND adalah implan yang terbuat dari platinum-iridium dan silikon yang biokompatibel dan disuntikkan ke dalam otot melalui kateter.
Dengan panjang tiga sentimeter dan diameter hampir satu milimeter, implan kecil ini memiliki elektroda di setiap ujungnya—ini berfungsi sebagai sensor atau aktuator.
Elektroda eksternal yang dijahit menjadi pita tekstil memasok energi ke modul. Ini mengirimkan arus bolak-balik berdenyut melalui jaringan otot ke implan.
“Yang inovatif dari hal ini bukan hanya interaksi cerdas antara elektronik kontrol, sensor, dan aktuator, tetapi juga prinsip memodulasi arus bolak-balik untuk mengirimkan data,” jelas Andreas Schneider-Ickert, Manajer Proyek Implan Aktif dan Inovasi.
Setelah alat ditanamkan atau dimasukkan ke dalam, sensor mencatat tanda-tanda pertama getaran otot dan meneruskan informasi ke komponen eksternal.
Alat pengontrol mengevaluasi data dan mengirimkan sinyal melalui elektroda yang terbuat dari bahan tekstil untuk merangsang otot.
Ini menutup sirkuit kontrol dari komponen sensor dan aktuator jaringan cerdas yang menangkal getaran.
Baca: Sinyal Rangsangan Kurang Kuat Memicu Konstraksi Otot, Saraf lebih Berperan
Sinyal Rangsangan Kurang Kuat Memicu Konstraksi Otot, Saraf lebih Berperan 