Perpustakaan Digital ITB

Orthosis merupakan salah satu alat bantu yang dapat digunakan dalam proses rehabilitasi. Untuk membantu meningkatkan kemampuan motorik pada pergelangan tangan, jenis orthosis yang dapat digunakan adalah Dynamic Wrist-Driven Orthosis (D-WDO). D-WDO merupakan orthosis dinamik yang memungkinkan penggunanya untuk menggerakkan sendi pergelangan tangan secara terbatas. Namun, D-WDO hanya efektif ketika pengguna masih memiliki sisa fungsi motorik. Pasien tanpa sisa fungsi motorik tidak dapat memanfaatkan D-WDO, terutama untuk membantu aktivitas sehari-hari. Hal ini menunjukkan bahwa D-WDO beroperasi secara pasif, artinya perangkat ini tidak memberikan dorongan gerak pada tangan kecuali jika digerakkan oleh pasien. Oleh karena itu, agar D-WDO dapat digunakan oleh pasien dengan kondisi yang lebih buruk untuk tujuan rehabilitasi, D-WDO dapat dilengkapi dengan sistem penggerak. Sistem penggerak ini tentu memerlukan aktuator yang jenisnya dapat dipilih sesuai kebutuhan. Salah satu jenis aktuator yang tersedia adalah aktuator lunak. Aktuator ini dibuat menggunakan material lunak, dan sinyal transmisi yang digunakan bukan sinyal listrik, melainkan sinyal hidraulik atau pneumatik, sehingga keamanan pasien lebih terjaga. Dalam penelitian ini, dikembangkan suatu sistem dual-mode D-WDO, yang artinya sistem ini dapat beroperasi dalam dua mode yang berbeda, yaitu mode pasif dan mode aktif. Sistem dual-mode D-WDO terdiri dari tiga bagian utama, yaitu struktur D-WDO, aktuator lunak, dan sistem instrumentasi pneumatik. Berdasarkan hasil analisis kinematika mekanisme struktur D-WDO, diketahui bahwa struktur penggerak utama pada D-WDO memiliki mekanisme double-rocker. Hasil analisis model kinematika menghasilkan rentang gerak yang cukup luas saat digunakan tanpa aktuator lunak (mode pasif), yaitu 112°, sedangkan pada saat eksperimen rentang gerak yang dihasilkan hanya 75,8° akibat dari adanya resistansi gerak pada tangan. Variasi aktuator lunak yang dirancang dan digunakan terdiri dari tiga jenis, yaitu McKibben artificial muscle, Pneumatic Network (PneuNet), dan bellows prefabrikasi. Ketiga aktuator lunak ini dibuat dan diuji coba pada struktur D-WDO untuk dibandingkan dengan gerakan pergelangan tangan pengguna normal. Parameter yang digunakan untuk perbandingan gerakan adalah rentang gerak fleksi-ekstensi pada pergelangan tangan, yang dapat diamati pada salah satu batang di dalam struktur D-WDO. Penjejakan berbasis citra yang direkam dengan kamera digunakan untuk menganalisis rentang gerak batang tersebut. Berdasarkan pengujian dan evaluasi yang dilakukan, diketahui bahwa sistem dual-mode D-WDO yang dibangun dapat beroperasi pada mode aktif dengan menggunakan aktuator lunak. Dari tiga jenis aktuator lunak yang diuji, diketahui bahwa tipe McKibben artificial muscle belum dapat diaplikasikan pada sistem dual-mode D-WDO karena kebutuhan tekanannya yang terlalu tinggi. Aktuator lunak tipe McKibben artificial muscle tidak dapat dioperasikan dengan pompa udara berkapasitas tekanan rendah, sehingga tipe aktuator ini tidak direkomendasikan untuk digunakan kecuali ada perubahan pada salah satu bahan pembuatnya. Sementara itu, dua jenis aktuator lunak lainnya masih dapat menghasilkan respon gerak yang dapat dievaluasi. Pada dua jenis aktuator lunak lainnya, hasil evaluasi dari sistem penjejakan menunjukkan bahwa rentang gerak yang dihasilkan oleh struktur D-WDO saat menggunakan PneuNet dan bellows prefabrikasi masing-masing adalah 23° dan 70°. Berdasarkan hasil tersebut, diketahui bahwa sistem dengan aktuator lunak bellows prefabrikasi memberikan performa terbaik karena aktuatornya lebih tipis dan homogen. Sistem dual-mode D-WDO dengan aktuator lunak bellows prefabrikasi dapat digunakan untuk kebutuhan perangkat asistif kegiatan sehari-hari sekaligus alat bantu rehabilitasi. Untuk meningkatkan performa aktuator tipe PneuNet yang dibuat dalam penelitian ini, aktuator tersebut perlu dibuat lebih tipis. Kata kunci: dual-mode Dynamic Wrist-Driven Orthosis, rehabilitasi pergelangan tangan, aktuator lunak, PneuNet, bellows prefabrikasi