Perpustakaan Digital ITB

Tenaga medis yang bekerja untuk rehabilitasi masih terbatas sehingga kebutuhan instrumentasi medik kian meningkat. Penggunaan robot rehabilitasi diharapkan dapat meningkatkan tingkat keefektifan proses rehabilitasi. Namun penggunaan robot rehabilitasi sangat bergantung pada tingkat kondisi pasien sehingga pada robot rehabilitasi harus memiliki sasaran dan subjek yang spesifik. Tugas akhir kali ini menjelaskan tentang desain kontrol pengikut jalur pada robot rehabilitasi tiga derajat kebebasan untuk lengan dengan pola gerak terbatas pada fleksi-ekstensi untuk tahap rehabilitasi assisted active movement. Pada tahap rehabilitasi assisted active movement ditujukan pada pasien yang masih lemah dalam pergerakkannya dan rentan sakit akan gaya luar yang spontan, cepat, dan keras sehingga rehabilitasi diberikan dengan cara halus dan teratur, namun masih dapat memberikan kekuatan otot ke lingkungan. Desain kontrol robot rehabilitasi ini dimungkinkan untuk ditujukan pada tahap rehabilitasi assisted active movement di masa yang akan datang. Fokus pengontrolan pada tugas akhir kali ini adalah path following fleksi-ekstensi dan pengoreksian pada galat berupa kesalahan jalur yang subjek lakukan ditandai dengan ketidaksesuaian end-effector terhadap set point secara perlahan. Posisi end-effector berupa posisi pada koordinat kartesian. Desain kontrol akan terus mengonversi dari posisi sudut yang terdeteksi oleh sensor ke posisi kartesian menggunakan model matematika forward kinematics dan sebaliknya menggunakan jacobian inverse secara berulang. Pengontrol yang digunakan berupa pengontrol Proportional Integral (PI) sehingga kestabilan sistem dapat tercapai dengan waktu yang diinginkan. Percobaan dilakukan pada tiga kondisi yaitu: kondisi tanpa subjek, subjek kondisi normal, subjek kondisi lemah. Percobaan berhasil dilakukan pada kondisi tanpa subjek dengan waktu satu periode fleksi-ekstensi selama 15,25 detik dengan waktu respon sistem antar defined point selama 1,089 detik dan nilai Mean Squared Error (MSE) sebesar 0,009194 m2 dengan error steady state sumbu x (essx) sebesar 1,27% dan error steady state sumbu z (essz) sebesar 10,48%. Pada percobaan dengan subjek kondisi normal didapatkan waktu satu periode fleksi-ekstensi selama 14,80 detik dengan waktu respon sistem antar defined point selama 0,879 detik dan nilai MSE sebesar 0,008135 m2 dengan essx sebesar 7,2 % dan essz sebesar 10,63%. Pada percobaan subjek kondisi lemah didapatkan waktu satu periode fleksi-ekstensi selama 22,67 detik dengan waktu respon sistem antar defined point selama 1,744 detik dan nilai MSE sebesar 0,019749 m2 dengan essx sebesar 7,14% dan essz sebesar 11,13%. Dengan hasil ini mengindikasikan bahwa sistem sudah berhasil membentuk pola fleksi-ekstensi serta memperbaiki error dengan perlahan.