Exoskeleton: Evolusi dari Fiksi Ilmiah ke Dunia Nyata

Jika kalian melihat Iron man yang menjadi super kuat karena pakaian yang dipakainya, jangan heran. Kini itu bisa ditiru!

Dalam kurun waktu 30 tahun terakhir, ilmuwan telah mencoba mengkombinasikan 3 faktor yaitu manusia, robot, dan juga sistem informasi. Bidang ilmu ini disebut dengan nama cybernics dan exoskeleton adalah salah satu contohnya.

Exoskeleton adalah pakaian yang bisa memberi tenaga ekstra yang berlipat. Selain itu, exoskeleton juga dapat dilihat di film "Pacific" dan "Pacific ring uprising". Di film, fungsi exoskeleton adalah untuk keperluan militer dan perang.

Di dunia nyata, exoskeleton memiliki fungsi penting untuk membantu pasien-pasien yang lumpuh misalnya terdampak stroke untuk bisa beraktivitas kembali seperti sedia kala.

Produksi massal exoskeleton salah satunya dilakukan dengan kolaborasi antara Universitas Tsukuba dengan sebuah perusahaan bernama Cyberdyne. Riset yang dipelopori oleh Yoshiyuki Sankai pendiri Cyberdyne dan Takeru Sakurai dari pihak Tsukuba University ini dipublikasikan pada Journal Robotic Science.

Riset ini telah mendapatkan persetujuan layak produksi dari Food and Drug Administration (FDA) Amerika Serikat. Seperti yang telah ditekankan di atas, kedua ilmuwan itu menulis bahwa satu hal yang sangat berbeda dari dunia film adalah exoskeleton yang mereka ciptakan bertujuan untuk membantu pasien dengan cedera otak atau cedera tulang belakang.

Iron Man (Foto: Facebook @ironman)

Exoskeleton yang diciptakan oleh kedua ilmuwan ini mengkombinasikan antara voluntary control (gerakan sadar) dan autonomous control (gerakan di bawah sadar) sehingga dinamakan HAL yang merupakan singkatan dari Hybrid voluntary and autonomous control Assistive Limb.

Untuk dapat bekerja, maka bagian eksterior eksoskeleton ini dilengkapi dengan berbagai macam sensor yang “menangkap” sinyal-sinyal dari tubuh kita, seperti sinyal listrik dari otot dan juga otak.

Hal yang penting dilakukan juga adalah menciptakan exoskeleton ini sebisa mungkin tidak nampak, sehingga pasien dapat beraktifitas normal tanpa harus tampil terlalu mencolok. Penting juga untuk dicatat bahwa exoskeleton ini harus dapat mengatasi gravitasi, karena pasien dengan cedera otak dan otot biasanya memiliki masa otot yang kecil sehingga mudah terjatuh.

Exoskeleton harus didesain sedemikian rupa sehingga gravitasi dan gaya berat dari kostum itu tidak menjadi beban bagi penggunanya. Ukuran dan bentuk exoskeleton juga harus sesuai dengan ukuran dan bentuk tubuh pasien agar nyaman saat digunakan.

Pada pasien dengan cedera otak dan otot, saraf yang bekerja untuk “menyampaikan” informasi dari otak ke anggota gerak dan sebaliknya terganggu. HAL bekerja “menangkap” sinyal yang diberikan oleh otak lalu menerjemahkan perintah dari otak dengan membantu pergerakan anggota gerak.

Proses kerja exoskeleton dapat diurutkan seperti berikut :

Pasien dengan penyakit saraf progresif hanya dapat berjalan 10 langkah sebelum akhirnya terjatuh. Dengan mengenakan HAL, pasien terbukti dapat berjalan dari 500 hingga mencapai 2.000 langkah tanpa adanya gangguan yang berarti.

Sankai dan Sakurai juga mencatat bahwa Cyberdyne akan memberikan fasilitas pelatihan dan evaluasi bagi pasien yang baru menggunakan exoskeleton.

Tidak hanya untuk aplikasi medis, Lumbosacral exoskeleton yang dipasang di daerah panggul juga dapat membantu pekerja untuk mengangkat beban yang berat, serta dapat berguna untuk mitigasi bencana alam.

Untuk kedepannya, exoskeleton ini dapat dikembangkan agar bisa lebih sensitif, contohnya supaya dapat mengenali hambatan yang ada di sekitarnya semisal lubang atau jalanan yang curam.

Sumber: Yoshiyuki Sankai et al. Exoskeletal cyborg-type robot, Science Robotics (2018). DOI: 10.1126/scirobotics.aat3912.

Sumber Gambar: Cyberdyne