Perpustakaan Digital ITB

Pedicle screw insertion adalah prosedur yang bertujuan untuk memperkuat struktur tulang belakang dengan pemasangan sekrup. Prosedur ini melibatkan penggurdian tulang yang berisiko tinggi karena dilakukan di dekat saraf dan pembuluh darah, sehingga menuntut pelatihan intensif. Penggunaan simulator haptik dapat menjadi alternatif pelatihan yang lebih terjangkau dibandingkan penggunaan kadaver. Kontrol impedansi merupakan salah satu strategi kendali yang dapat digunakan pada simulator tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sebuah simulator haptik penggurdian tulang dengan satu derajat kebebasan serta mengimplementasikan kontrol impedansi pada perangkat tersebut. Pada penelitian ini, perangkat dirancang dan dirakit beserta sistem kelistrikannya. Kendali impedansi diimplementasikan di dalam pengendali motor dengan memetakan kekakuan virtual dengan gain proporsional dan redaman virtual dengan gain derivatif dari mode kendali posisi. Batas kestabilan ditentukan secara eksperimental sedangkan ketepatan impedansi yang disimulasikan didapatkan melalui pengukuran torsi menggunakan dinamometer. Batas kestabilan berbentuk kecepatan maksimum yang bergantung pada kekakuan dan redaman virtual, gesekan Coulomb, serta periode cuplik dan delay. Model yang dikembangkan menggantikan gesekan konstan pada kriteria Diolaiti dengan gesekan efektif model Dahl yang berubah berdasarkan simpangan yang terjadi serta menambahkan koefisien pada redaman virtual. Model ini memprediksi batas kecepatan kestabilan dengan RMS galat 1,93%. Kekakuan yang disimulasikan sesuai dalam rentang 4% terhadap nilai yang diperintahkan, dan redaman dalam rentang 17% untuk redaman sebesar 2 mN·m·s/rad ke atas. Torsi terukur menyimpang dari torsi ideal sebesar 6% hingga 12% pada pengujian kekakuan dan 24% hingga 41% pada pengujian redaman.