Perpustakaan Digital ITB

Fisioterapi untuk anak penderita Cerebral Palsy (CP) di Indonesia seringkali dilakukan secara manual, yang mengakibatkan inkonsistensi sudut gerakan dan kualitas terapi yang bervariasi. Hal ini menghambat efektivitas rehabilitasi dan membebani fisioterapis secara fisik. Untuk mengatasi masalah ini, dikembangkan sebuah alat training gait robotik berbentuk exoskeleton untuk ekstremitas bawah yang dirancang khusus bagi anak usia 6-12 tahun. Penelitian ini merinci desain, implementasi, dan verifikasi dari dua subsistem krusial: Unit Kontrol (Control Unit) dan Sistem Mekanik. Sistem mekanik dirancang untuk memenuhi kebutuhan antropometri anak Indonesia, dengan kerangka carbon fiber yang dapat disesuaikan untuk panjang kaki 59-78 cm. Untuk mencapai torsi yang dibutuhkan (lutut ?3.73 Nm; pinggul ?16.46 Nm), digunakan gearbox planetary 51:1 yang dicetak 3D dengan profil gigi herringbone untuk meningkatkan torsi dari motor NEMA17 dan NEMA23. Keselamatan pasien dijamin melalui pembatas rentang gerak (ROM) mekanis dan elektrik yang sesuai dengan batas anatomi (pinggul: -30° hingga 140°; lutut: 10° hingga -150°) dan didukung oleh stroller aluminium untuk stabilitas. Unit Kontrol berbasis mikrokontroler ESP32 menjadi otak dari sistem, bertanggung jawab atas eksekusi pola jalan (gait), modulasi parameter terapi, dan penegakan batas keselamatan. Sistem ini mengimplementasikan proses kalibrasi titik nol otomatis menggunakan limit switch untuk memastikan akurasi posisi awal. Umpan balik dari rotary encoder pada setiap sendi memungkinkan implementasi kontroler PID untuk koreksi trajektori secara real-time, meminimalkan deviasi akibat gangguan eksternal. Seluruh fungsionalitas ini dikendalikan melalui antarmuka serial dan koneksi Bluetooth Low Energy (BLE). Hasil verifikasi menunjukkan bahwa subsistem mekanik dan unit kontrol berfungsi sesuai rancangan. Pengujian torsi membuktikan kapasitas aktuator melampaui spesifikasi (lutut: 4.905 Nm; pinggul: 20.601 Nm). Uji presisi sudut menunjukkan deviasi rata-rata di bawah toleransi ±7.5°. Fitur modulasi kecepatan (misal, 5 detik hingga 12 detik per langkah) dan jarak langkah (misal, ~46 cm hingga ~24 cm) juga beroperasi dengan baik. Keberhasilan integrasi kedua subsistem ini menghasilkan sebuah platform yang fungsional dan aman, menawarkan solusi yang menjanjikan untuk standardisasi dan peningkatan kualitas terapi gait pediatrik di Indonesia.