Sebuah pakaian exosuit yang dikembangkan untuk berlari dan berjalan di Universitas Chung-Ang, Korea Selatan
Universitas Chung-Ang
Karakter Marvel yang populer, Iron Man, pertama kali diciptakan pada tahun 1961, tetapi franchise film yang dibintangi oleh Robert Downey Jr sebagai penemu jenius Tony Stark masih terasa modern dan segar dalam pikiran kita, sehingga pakaian superhero yang tidak dapat ditembus ini masih terasa seperti barang fiksi ilmiah.
Juga: Dari otomatis menjadi otonom, robot mana yang sebenarnya?
Ternyata, hal itu tidaklah benar. Faktanya, dunia ‘exoskeleton’ seperti yang dikenakan oleh Iron Man sudah ada sekarang.
Masuklah ke berbagai tempat bongkar muat di pabrik, operasi pengangkutan barang, dan area lain yang membutuhkan pemindahan benda berat, dan Anda mungkin terkejut melihat orang-orang mengenakan pakaian yang tidak terlalu berbeda dengan yang dikenakan oleh Iron Man.
Sekarang, pakaian ini tidak dirancang untuk terbang di udara dan meluncurkan benda peledak ke musuh. Namun, apa yang mereka bisa lakukan – atau lebih tepatnya, apa yang bisa dilakukan oleh manusia yang mengoperasikannya – adalah sesuatu yang luar biasa.
Pekerja yang mengenakan pakaian ini mampu mengangkat benda yang lebih berat dan bekerja dalam waktu yang lebih lama dengan tingkat yang hanya bisa dilakukan oleh mesin.
Ditenagai oleh baterai, hidrolik, kabel, pita elastis, pegas, atau bahan apa pun yang terbaik untuk tugas yang ada, pekerjaan menjadi bermain. Tiba-tiba, kita sebagai spesies tiba-tiba sejajar dengan robot.
Apa artinya bagi sebagian besar perusahaan – yang ingin mendapatkan keunggulan dibandingkan pesaing – adalah peningkatan efisiensi yang sangat besar berkat exoskeleton ini.
Juga: Pabrik di halaman belakang: Bagaimana robot memberdayakan Anda untuk membuat produk Anda sendiri
Menurut satu studi, bahkan “exosuit” minimalistik mampu mengurangi tingkat kelelahan otot punggung hingga 86%. Ini berarti jumlah cedera kerja yang lebih sedikit, produktivitas yang lebih tinggi, dan biaya asuransi yang lebih rendah.
Beberapa exoskeleton bahkan dapat membantu anggota tubuh tertentu. Sarung tangan yang diberi nama Tangan Besi dapat meningkatkan kekuatan tangan hingga 20% saat menggenggam atau mengangkat benda berat, melalui sensor dan motor yang tertanam di setiap jari.
Gerakan yang benar-benar keren
Permasalahannya adalah, tidak banyak yang dibuat dalam bentuk pakaian sehari-hari, sesuatu yang dapat Anda kenakan saat membawa barang belanjaan atau saat berjalan-jalan dan kemudian menggantungkannya di gantungan jaket Anda.
Hingga saat ini, setidaknya.
Prof Giuk Lee dari departemen teknik mesin di Universitas Chung-Ang Korea Selatan mungkin adalah salah satu orang yang paling sibuk di dunia exoskeleton.
Beliau memiliki dua studi yang diterbitkan pada saat yang bersamaan yang memperkenalkan dua jenis pakaian exoskeleton yang sedikit berbeda yang berjanji akan merevolusi mobilitas seperti yang kita ketahui saat ini, terutama bagi orang-orang yang memiliki otot yang melemah, amputasi, atau memiliki kondisi medis lainnya.
Juga: AI pada tahun 2023: Tahun terobosan yang tidak meninggalkan hal manusiawi tanpa perubahan
Salah satu pakaian ini terdiri dari komponen non-Iron Man seperti rompi kain ringan, sabuk, dan pembalut paha yang ramping, dan dihubungkan oleh kabel dan ditenagai oleh baterai serta motor kecil, dengan berat yang luar biasa ringan, hanya sekitar 11 pon.
Tetapi atribut utama yang mungkin menjadikannya sebagai prototipe yang inovatif adalah cara pakaian ini dibangun untuk membantu dalam pergerakan.
“Artikel terbaru kami terinspirasi oleh pemahaman bahwa sebagian besar robot yang bisa dikenakan untuk membantu berjalan hanya fokus pada gerakan dalam bidang sagittal,” kata Lee dalam TechXplore. (Bidang sagittal adalah bidang memanjang, dari kepala hingga kaki, yang membagi tubuh menjadi dua setengah kiri dan kanan yang sama).
“Namun, berjalan adalah aktivitas tiga dimensi, dan gerakan dalam bidang lain juga sama penting,” tambahnya.
Oleh karena itu, Lee dan timnya – rekan kerjanya, Myunghee Kim, adalah co-author dari artikel tersebut – memutuskan untuk memfokuskan pada bidang frontal, yang memisahkan setengah depan (anterior) tubuh dari setengah belakang (posterior), dan memberikan stabilitas lateral saat berjalan.
Juga: 10 cara Apple berencana merevolusi pelacakan kesehatan
Teorinya adalah bahwa dengan menggunakan gerakan abduksi pinggul alami – yaitu, gerakan kaki ke depan dan menjauh dari garis tengah tubuh – akan mengurangi usaha yang dilakukan oleh tubuh.
“Saat kita berjalan maju, pusat massa tubuh kita secara alami bergeser dari sisi ke sisi untuk menjaga keseimbangan – proses yang disebut pemulihan. Selama fase pemulihan ini, otot abduksi pinggul terlibat. Perangkat kami membantu otot-otot ini, sehingga memudahkan pemakainya untuk memulihkan pusat massa mereka dengan usaha yang lebih sedikit,” kata Lee.
Setelah menguji efektivitas pakaian ini, hasilnya sangat menjanjikan: Exoskeleton ini mengurangi biaya metabolisme berjalan sebesar 11,6% dibandingkan dengan berjalan normal tanpa bantuan dan kemungkinan akan semakin meningkat.
Studi lain juga mencapai pencapaian serupa. Universitas Stanford mendokumentasikan satu kasus di mana para mahasiswa mampu berlari dengan kecepatan yang 40 persen lebih cepat, dengan rata-rata mengeluarkan energi 2 persen lebih sedikit.
Juga: Cincin kebugaran terbaik untuk memulai tujuan kesehatan Anda
Bagi mereka yang menderita masalah mobilitas akibat atrofi otot, operasi, amputasi di atas lutut, menderita penyakit Parkinson, dan kondisi medis lainnya, atau mereka yang hanya menua, pakaian ini dapat menjadi penyelamat.
Berlari seperti Bolt
Sementara itu, Lee dan timnya juga terobsesi dengan masalah lain yang lebih menantang – apakah mungkin menggunakan pakaian exoskeleton untuk membantu berlari cepat?
Mereka menciptakan pakaian yang serupa namun sedikit lebih kuat, yang dicatat dalam Science Robotics, dengan beberapa motor listrik yang terpasang pada kabel baja yang kemudian dilekatkan pada paha pelari. Ketika motor mulai bekerja, mereka memungkinkan kabel untuk mengembang dan berkontraksi seperti otot yang bekerja saat berlari.
Namun, tantangan yang lebih besar dihadapi oleh para peneliti ini: Berlari dan berjalan menggunakan gerakan yang berbeda dan exoskeleton hingga saat ini kesulitan untuk membedakan keduanya.
Juga: Aplikasi kebugaran terbaik dengan kelas latihan langsung dan on-demand
Untuk mengatasi masalah ini, tim penelitian mengembangkan algoritma untuk mendeteksi jenis gerakan yang digunakan saat melangkah sehingga dapat mengatur perangkat tersebut dengan tepat.
Algoritma itu mampu mendeteksi gerakan yang benar lebih dari 99,98% dari waktu.
Akhirnya, tim penelitian melengkapi sembilan pelari pria – amatir, bukan profesional – dan meminta mereka masing-masing berlari sprint sejauh 200 meter, dengan dan tanpa pakaian. Sekali lagi, hasilnya tidak dapat diragukan lagi: Rata-rata, pelari tersebut berlari 0,97 detik lebih cepat dengan pakaian dibandingkan tanpa pakaian, seperti yang dilaporkan oleh MIT Technological Review.
Ini adalah sedikit gambaran tentang usaha mereka di YouTube.
Demikian pula, sebuah studi Stanford lainnya menemukan bahwa para mahasiswa dapat berlari dengan efisiensi sekitar 15 persen lebih tinggi dari biasanya di atas treadmill berkat rangka yang terpasang pada kaki mereka.
Juga: Jam tangan olahraga terbaik yang dapat Anda beli
Tentu saja, tidak ada yang akan membiarkan pelari dengan exosuit berkompetisi di Olimpiade dan mengalahkan atlet seperti Usain Bolt – dan itu bukanlah tujuannya.
Eksperimen-eksperimen ini menunjukkan bahwa banyak orang di luar sana – seperti