Kesehatan – Ilmu Pengetahuan – Teknologi (Edisi 27)

Tangan Prostetik Pintar yang Mengombinasikan Kontrol Manusia dan Robot

Memegang sebuah objek dengan tangan memang terlihat sangat mudah, tetapi hal itu akan menjadi sangat sulit bila misalnya, objek tersebut mudah tergelincir dan kita hanya memiliki beberapa milidetik saja untuk bereaksi. Saat ini para ilmuwan tengah mencoba sebuah pendekatan baru untuk mengembangkan sistem kontrol pada tangan robotik, khususnya yang digunakan oleh mereka yang tangannya telah diamputasi. Teknologi terbaru ini mampu mengombinasikan antara kontrol dan otomatisasi jari manusia untuk mengembangkan genggaman, serta manipulasinya dengan menggabungkan bidang rekayasa saraf (neuroengineering) dan robotik. Pendekatan antar bidang ini telah diuji pada tiga orang teramputasi dan tujuh yang tidak teramputasi. Ilmuwan neuroengineering berhasil mendapatkan gerakan jari yang diinginkan dari aktivitas otot pada bagian tubuh orang yang teramputasi, memungkinkan adanya kontrol jari individual tangan prostetik yang selama ini belum pernah dilakukan.

Tim robotik lalu membuat tangan robotik yang dapat menggenggam sebuah objek dan mempertahankan kontak dengannya agar dapat menggenggamnya lebih kuat. Orang yang teramputasi pertama-tama menunjukkan serangkaian gerakan tangan untuk melatih algoritma melalui mesin paradigma pembelajaran. Hal ini mengajarkan pada algoritma untuk mengurai perhatian pengguna dan menerjemahkannya menjadi gerakan jari tangan pada tangan prostetik tersebut. Secara bersamaan sensor yang diletakkan pada pangkal bagian tubuh yang teramputasi akan mendeteksi aktivitas otot yang melatih algoritma agar mempelajari gerakan tangan manakah yang merespon pola aktivitas otot lainnya. Sekali saja gerakan jari yang diinginkan telah didapatkan, maka informasi ini akan dapat digunakan untuk mengontrol jari individual pada tangan prostetik. Saat pengguna mencoba menggenggam sebuah objek, maka robot akan segera memulai gerakan secara otomatis. Algoritma akan menyampaikan pada tangan prostetik agar mendekatkan jarinya saat sebuah benda telah memiliki kontak dengan sensor pada permukaan tangan.

Genggaman otomatis ini didesain agar dapat mengambil kesimpulan tentang bentuk objek dan akan menggenggamnya berdasarkan informasi rabaan saja tanpa bantuan tanda visual. Tangan robotik ini memiliki kemampuan untuk bereaksi dalam waktu 400 milidetik, dan juga dilengkapi dengan sensor tekanan di sepanjang jari-jarinya. Ia dapat bereaksi dan menstabilisasi objek sebelum otak benar-benar memahami bahwa sebuah objek akan jatuh tergelincir. Sementara waktu teknologi yang menjanjikan ini dapat digunakan dalam beberapa aplikasi neuro-prostetik seperti tangan prostetik bionik dan aplikasi brain-to-machine interfaces, namun masih banyak tantangan bagi teknologi ini untuk dapat diimplementasikan pada tangan prostetik yang tersedia di pasaran bagi orang-orang yang teramputasi. Hingga saat ini projek ini masih tengah diuji-coba dan terus dikembangkan.

Zhuang et al. Shared human–robot proportional control of a dexterous myoelectric prosthesis. Nature Machine Intelligence, September 2019.

Artikel Kesehatan – Ilmu Pengetahuan – Teknologi (Edisi 27) pertama kali tampil pada Majalah Mata Air.