MAKALAH

SISTEM BERBASIS PENGETAHUAN( TIF404 )

Powered Exoskeleton

Arif H. W. (33003)Dendy Setyowibowo (33123)Ircham Ardani (33125)Novrian Fajar Hidayat (33205)

Fahim Jatmiko (33277)Primanda Fauzi Pamungkas (33374)Arif Febriyanto (33451)

Jurusan Teknik ElektroUniversitas Gadjah Mada

2009

I. LATAR BELAKANG

Eksoskeleton adalah alat yang digunakan untuk meningkatkan kekuatan, daya tahan, dan kecepatan manusia secara transparan. Eksoskeleton ini sangat mungkin dapat menolong manusia di masa depan. Eksoskeleton yang digunakan harus sesuai dengan kebutuhan pengguna dan memberikan hambatan yang minimal bagi pengguna. Eksoskeleton juga memungkinkan adanya penghematan tenaga manusia.

II. PENDAHULUAN

Terinspirasi dari cara kerja manusia dalam memperoleh dalam memperoleh kecerdasannya, juga mempelajari bagaimana mesin dapat berevolusi sehingga seiring waktu berjalan, mesin yang kita buat juga akan semakin cerdas dan bisa mengikuti perkembangan jaman. Adanya mesin yang cerdas tersebut tidak hanya dalam tataran konseptual atau filosofi saja, tetapi juga dapat diimplementasikan secara nyata dalam kehidupan sehari-hari, sehingga bisa memberikan manfaat yang jelas di tengah kehidupan masyarakat.

Dalam makalah ini, kelompok kami membahas secara khusus mengenai powered eksoskeleton dan bagaimana sisi pengimplementasian sistem berbasis pengetahuan dalam perangkat tersebut. Sampai saat ini eksoskeleton dapat memungkinkan pengguna untuk mengerjakan segala urusannya lebih mudah dan cepat. Secara umum perangkat ini beroperasi dengan listrik lemah untuk merasakan impuls dari otot-otot dan mengirim ke komputer onboard di perangkat, pada gilirannya akan menganalisis dan mengaktifkan servos ‘sebuah perangkat otomatis pada eksoskeleton’, sehingga dapat menirukan gerakan si pemakai.

Manusia sering dipusingkan dengan jumlah tenaga yang harus mereka keluarkan untuk melakukan beberapa aktivitas, terutama aktivitas berat. Banyak di antara mereka yang merasa tidak nyaman saat harus membuang banyak tenaga. Maka, diperlukan adanya sebuah alat yang mampu mengatasi hal tersebut. Dalam paper ini, alat yang dimaksud adalah eksoskeleton.

Eksoskeleton menjanjikan penggunaan dalam kehidupan sehari-hari (ubiquitous) di masa depan. Selain itu, eksoskeleton juga menjanjikan peningkatan kekuatan, daya tahan, dan kecepatan manusia dalam banyak kegiatan. Orang yang melakukan hiking akan mampu mendaki lebih tinggi, melompat lebih tinggi, dan berlari lebih cepat. Pemadam kebakaran akan melakukan penyelamatan korban kebakaran dengan tenaga lebih saat menaiki tangga. Tentara akan berlari lebih cepat meski menggendong beban yang berat.

Untuk menjadi berguna dan diterima masyarakat, eksoskeleton ini harus memiliki kemampuan tertentu sebagai berikut.

Human Performance Enhancement: Eksoskeleton ini harus dapat meningkatkan kekuatan, daya tahan, dan kecepatan pengguna sehingga mereka dapat melakukan pekerjaan yang sebelumnya tidak bisa mereka lakukan.

Low Impedance: Eksoskeleton ini tidak boleh menghambat pergerakan natural dari pengguna.

Natural Interface: Eksoskeleton harus menyediakan antarmuka yang alami, intuitif, dan transparan sehingga pengguna dapat merasakan bahwa alat ini adalah bagian dari tubuh mereka.

Long Life: Eksoskeleton ini harus mempunyai durasi penggunaan yang cukup dalam sistem pengisian tenaga.

Comfortable: Eksoskeleton ini harus aman dan nyaman saat dipakai pengguna serta mudah saat dikenakan atau saat dilepas.

Sulit untuk mendefinisikan apakah eksoskeleton itu. Dalam beberapa ruang lingkup, eksoskeleton adalah alat yang dapat dikenakan atau dikendalikan oleh pengguna. Saat kita mengemudikan mobil, kita dapat merasakan bahwa mobil itu telah menjadi bagian ekstensif dari diri kita. Akan tetapi, dalam contoh tersebut, terdapat sedikit hal yang berbeda dari eksoskeleton yang ideal. Mobil bukan antarmuka yang transparan. Dalam mobil, juga terdapat kopling, rem, dan gas yang mengirimkan informasi mekanis secara satu arah. Mobil juga menghambat pergerakan pengendaranya yang tidak bisa berbuat banyak saat sedang mengemudi.

Meskipun jelas berguna, mobil tersebut tidak mewakili transparansi yang seharusnya ada dalam eksoskeleton. Sebuah eksoskeleton yang ideal harus memiliki transparansi terhadap pengguna, dengan memberikan kesan bahwa pengguna memiliki kekuatan dan kecepatan lebih. Untuk mendapatkan transparansi ini, eksoskeleton harus mampu memberikan fungsi-sungsi berikut dengan benar.

Menentukan tujuan pengguna

Mempergunakan tenaga dengan waktu dan tempat yang sesuai.

Memberikan hambatan yang kecil bagi pengguna

III. DESAIN EKSOSKELETON

Secara umum, eksoskeleton berbentuk kerangka yang dipakai menempel di luar badan manusia. Kerangka tersebut dihubungkan pada motor listrik, yang motor listrik tersebut akan bekerja menggerakkan anggota badan pengguna dengan kekuatan lebih kuat disbanding otot tubuh, sesuai dengan rangsangan yang diberikan pengguna. Rangsangan yang diberikan eksoskeleton untuk menggerakkan kerangkanya dapat berupa berbagai macam bentuk seperti input tombol, gerakan anggota badan, hingga sinyal -sinyal otak yang dikirimkan kepada otot untuk bergerak (melalui sensor yang dipasang di kulit pengguna). Eksoskeleton yang dapat mendeteksi sinyal-sinyal dari otak ini sudah dikembangkan oleh perusahaan teknologi dari jepang, CYBERDYNE, Inc.

Hingga saat ini, perusahaan teknologi dari jepang telah mengembangkan prototype eksoskeletonnya yang dapat langsung mendeteksi sinyal otak yang dikirimkan kepada otot untuk

bergerak (melalui sensor yang dipasang di kulit pengguna). Komputer dari eksoskeleton tersebut akan menganalisa sinyal tersebut dan menerjemahkan bagaimana ia harus bergerak, dan dengan kecepatan gerak berapa untuk membantu pengguna.

Berdasarkan yang kami ketahui, sampai saat ini desain prototipe-prototipe eksoskeleton yang dikembangkan difokuskan untuk meningkatkan kekuatan, ketahanan, dan kecepatan manusia. Namun, tidak menutup kemungkinan jika di waktu ke depannya akan ditemukan eksoskeleton dengan akses internet.

IV. BASIS PENGETAHUAN

Untuk membuat sebuah eksoskeleton, dibutuhkan berbagai macam disiplin ilmu yang masing-masing harus dikuasai secara khusus. Misalnya saja pada produk HAL (Hybrid Assistive Limb) hasil pengembangan Univeristas Tsukuba, Jepang. HAL 5, yang merupakan versi keluaran terakhir, membutuhkan setidaknya enam basis pengetahuan, antara lain:

BIOLOGI

Eksoskeleton adalah alat yang digunakan untuk meningkatkan kekuatan, daya tahan, dan kecepatan manusia secara transparan. Membicarakan eksoskeleton tentunya tidak dapat dipisahkan dari ilmu biologi, terutama ilmu saraf atau neurologi. Eksoskeleoton tentunya dapat bergerak sesuai gerakan manusia yang dikendalikan oleh sistem saraf. Sistem saraf sendiri merupakan bagian dari sistem koordinasi manusia, bersama sistem hormonal. Penggunaan eksoskeleton yang sesuai dengan sistem saraf manusia akan membuat pengguna tidak mengalami gangguan sistem koordinasi.

Gambar struktur sel saraf

Untuk mencapai hubungan yang sinkron dengan manusia, dalam hal ini pergerakannya, eksoskeleton harus mampu bekerja sesuai sistem saraf manusia. Penghantaran impuls melalui sel saraf terjadi karena adanya perbedaan potensial listrik antara bagian luar dengan bagian dalam sel. Apabila tidak ada impuls, bagian dalam bermuatan negatif dan bagian luar bermuatan positif.

Pada saat impuls merambat melalui akson, terjadi pembalikan perbedaan potensial listrik atau depolarisasi dalam waktu singkat. Setelah impuls lewat, keadaan akan kembali terpolarisasi atau bagian dalam kembali bermuatan negatif.

Sistem saraf harus dapat dibaca dan informasinya diolah dengan benar oleh eksoskeleton. Hal ini dapat dilakukan dengan membaca impuls saraf manusia sebagai sinyal elektris. Impuls yang dihantarkan melalui sel saraf harus dapat diubah terlebih dahulu ke dalam bentuk sinyal elektris, lebih tepatnya sinyal digital. Dengan memanfaatkan fakta yang telah disebutkan sebelumnya, pembacaan impuls sebagai sinyal pun akan lebih mudah. Kondisi tertentu dibuat berdasarkan ada atau tidaknya impuls yang lewat. Untuk mengetahuinya, dapat dilakukan pengecakan perubahan potensial dan nilai muatan pada bagian luar dan dalam saraf. Sinyal yang telah diterjemahkan dari impuls saraf ini kemudian diterima oleh bagian sensorik dari eksoskeleton. Bagian ini kemudian melakukan pengiriman data yang akan diolah ke pengolah utama pada eksoskeleton. Kemudian, sinyal tersebut diolah oleh pengolah utama. Lalu, hasil dari olahan tersebut dikirimkan ke bagian motorik eksoskeleton. Bagian ini, kemudian, memberikan gerakan fisik pada eksoskeleton.

ELEKTRONIKA

Berkat pemikiran jenius dan kerja keras Yoshiyuki Sankai, pakar robot ternama dari Jepang. Sankai menciptakan HAL (hybrid assistive limb), yaitu pakaian robotik yang telah dikembangkan untuk membantu gerakan dan menambah tenaga orang yang memakainya. HAL juga bisa digunakan bagi mereka yang mengalami kesulitan berjalan. Sankai meneliti dan merancang desain HAL sejak 1992. HAL sendiri merupakan gabungan dari teknologi mekanika,elektronika,bionik,dan robotik atau secara bersama-sama disebut sebagai cybernic. 

Pakaian robot ini menggunakan tenaga baterai berbobot 15 kg. Kemampuan pakaian robot itu adalah mendeteksi gerakan-gerakan otot melalui aliran sinyal elektrik di permukaan kulit. Pakaian robot tersebut kemudian memperkuat sinyal-sinyal elektrik itu. Tak hanya itu, pakaian robot juga bisa bergerak sendiri atau secara otomatis. Semuanya berkat sensor yang menempel di kulit. Ada sensor-sensor ditanam di lengan robot yang akan mendeteksi aliran biolistrik yang mengalir di permukaan kulit saat tangan pemakai bergerak. Perubahan yang ditangkap sensor ini akan dikirim ke komputer yang akan menerjemahkan sinyal tersebut menjadi sinyal digital untuk menggerakkan kaki dan lengan robot dengan kekuatan hingga ribuan kali lipat.

HAL menangkap sinyal bioelektrik yang dikirim otak ketika menginstruksikan sel otot untuk bergerak. Sinyal tersebut diterjemahkan oleh sebuah chip komputer yang kemudian menentukan berapa banyak energi yang harus dikeluarkan untuk menggerakkan pakaian. HAL diproduksi oleh perusahaan asal Jepang,Cyberdyne.

Prototipe paling canggih saat ini adalah HAL 3, yang merupakan exoskeleton (kerangka luar) metal berpenggerak motor. Exoskeleton ini bisa dipasang pada kaki untuk memberi tenaga pada gerakan pengguna. Sebuah tas punggung berisi komputer dengan koneksi jaringan nirkabel, serta baterainya diletakkan di bagian ikat pinggang.

Dua sistem pengontrol akan berinteraksi untuk membantu pemakai berdiri, berjalan, dan naik tangga. Sebuah sistem "bio-cybernic" yang menggunakan sensor bioelektrik dipasang pada kulit di bagian kaki untuk memonitor sinyal-sinyal yang dikirim otak kepada otot.Ini dapat dilakukan karena ketika seseorang akan berdiri atau berjalan, sinyal saraf ke otot akan menghasilkan arus listrik yang dapat dideteksi di permukaan kulit. Arus inilah yang diambil sensor dan diteruskan ke komputer, yang kemudian menerjemahkannya sebagai perintah bagi sistem untuk mengendalikan motor di bagian paha dan lutut exoskeleton. Uniknya, motor akan merespon sinyal lebih cepat daripada respon otot pengguna. Bila sistem bio-cybernic menggerakkan elemen-elemen individual pada exoskeleton - misalnya motor paha dan lutut, maka sistem kedua menyediakan kendali robotik otomatis pada motor untuk mengatur gerakan tersebut sehingga menjadi mudah. Sistem secara otomatis akan aktif ketika pengguna mulai bergerak. Saat-saat pertama pengguna bergerak, sistem akan merekam postur dan pola gerakan. Informasi ini disimpan pada database untuk digunakan selanjutnya. Ketika pengguna bergerak lagi, sensor akan memberi tahu komputer yang sudah menyimpan pola gerakan, sehingga aktivitas mesin akan disesuaikan dengan penggunanya. Tentu saja gerakan sistem ini bisa dikalibrasi sesuai kebutuhan.

Dasar rangkaian hidrolik exoskeleton

Diagram untuk perhitungan listrik-hidrolik penguat (katup servo) dengan gaya umpan balik dari spool ke flapper.

Implementasi penempatan sensor pada lengan Exoskeleton

ROBOTIKA

Hasil pengolahan sinyal diterjemahkan menggunakan driver untuk mengendalikan servo yang berhubungan dengan sendi-sendi pada eksoskeleton. Servo adalah motor yang menggerakkan bagian tubuh robot dengan tetap mengirim feedback deteksi error untuk memperbaiki performa. Gerakan robot akan selalu terkontrol

1. electric motor

2. position feedback potentiometer

3. reduction gear

4. actuator arm

MEKANIKA

Penilaian tingkat kemiripan gerakan langkah eksoskeleton dengan gerakan langkah manusia dilakukan dengan membandingkan parameter gerakan langkah manusia berupa grafik perubahan sudut, perubahan momen, panjang langkah, frekuensi langkah, kecepatan langkah, dan perbandingan fase gerakan langkah.

Untuk menjamin safety dan meminimalkan collision antara lingkungan dengan operator, arsitektur eksoskeleton harus mencapai keadaan anthropormorphic. Artinya gerak dari eksoskeleton harus mirip dengan manusia, namun tidak harus mencangkup semua derajat kebebasan pada kaki manusia. Derajat kebebasan atau yang biasa disebut dengan DOF (Degree of Freedom) merupakan jumlah kombinasi gerakan berbeda yang dapat dilakukan. Untuk derajat kebebasan pada eksoskeleton hanya murni pada perputaran sendi, karena tidak mungkin untuk menirukan semua derajat kebebasan pada kaki manusia yang sangat banyak.

Ada 7 derajat eksoskeleton pada kaki mempunyai 7 derajad kebebasan, diantaranya:- 3 derajad kebebasan pada pinggul- 1 derajad kebebasan pada lutut- 3 derajad kebebasan pada pergelangan kaki

Gamabar tersebut merupakan eksoskeleton yang terdapat pada pergelangan kaki beserta derajat kebebasannya. Hanya pada daerah sumbu rotasi saja yang tidak diperkuat, tetapi dilengkapi dengan impedansi yang tepat.

Begitu juga dengan derajad kebebasan pada lutut dan pinggul. Untuk lutut hanya memiliki 1 derajat kebebasan saja, seperti pada derajat kebebasan kaki manusia. Pergerakan sendi pada lutut karena hanya dapat bergerak secara linear, maka disebut dengan Linear Joint.

Tabel perbandingan jangakauan gerak antara manusia dengan eksoskeleton:

Human walking maximum

Exoskeleton maximum

Average military male

maximum

Ankle flexion

14.1A 45A 35A

Ankle extension

20.6̊A 45A 38̊A

Ankle abduction

not available 20A 23A

Ankle adduction

not available 20A 24A

Knee flexion 73.5A 121A 159A

Hip flexion 32.2A 121A 125A

Hip extension

22.5A 10A not available

Hip abduction

7.9A 16̊A 53A

Hip adduction

6̊.4A 16̊A 31A

Total rotation external

12.2A 35A 73A

Totol rotation internal

1.6̊A 35A 6̊6̊A

Ada tiga jenis dasar penggerak yaitu : Hydraulic

Menggunakan fluida / oli, kurang dalam segi kebersihan, beresiko kebakaran. Pneumatic

Menggunakan tekaanan udara merupakan jenis yang termurah, terpraktis dan fixed points.

Electric Yang dimaksud adalah motor listrik. Ada dua jenis motor, yaitu motor DC dan motor stepper. Ciri khasnya adalah kecepatan.

Selain penggerak di atas, untuk mencapai presisi, kecepatan serta gerakan yang diinginkan, robot selalu dilengkapi dengan gear dan cam.

INFORMATIKA

Untuk menentukan pergerakan eksoskeleton ini, tentunya diperlukan sebuah perangkat lunak yang dipasang pada sebuah embedded system untuk memproses apa saja dan seberapa banyak pergerakan pada organ-organ eksoskeleton ketika eksoskeleton menerima sinyal-sinyal dari otak. Pembuatan perangkat lunak tidak dapat dipisahkan dengan bidang ilmu informatika, dan cabang ilmu informatika sendiri yang digunakan cukup banyak untuk membuat perangkat lunak ini.

Salah satu cabang ilmu informatika yang digunakan dalam pembuatan perangkat lunak ini adalah kecerdasan buatan. Metode kecerdasan buatan mampu membuat komputer menjadi “berpikir” dengan menggunakan metode-metode seperti searching, reasoning, heuristic, dan sebagainya. Dengan metode semacam ini, oleh perangkat lunak sinyal-sinyal otak yang telah diubah ke bentuk digital dapat dianalisis, kemudian dicocokkan bentuknya dengan sinyal-sinyal referensi yang terdapat dalam basis pengetahuan. Jika terdapat kecocokan, komputer akan

memerintahkan servo-servo tertentu pada robot untuk membantu menggerakkan otot manusia sesuai dengan sinyal otak yang diterima.

ERGONOMIC

Ergonomis merupakan bidang ilmu pengetahuan yang cukup penting untuk eksoskeleton. Sebuah eksoskeleton harus memiliki nilai ergonomis yang tinggi agar diterima oleh masyarakat. Kenyamanan pengguna merupakan prioritas utama sebuah alat. Alat yang dipakai sebisa mungkin tidak mengganggu kegiatan pengguna dan tidak mengganggu kesehatan pengguna.

V. UBIQUITOUS COMPUTING DALAM EKSOSKELETON

Secara umum, ubiquitous computing adalah komputasi dimana pemrosesan informasi dilakukan oleh berbagai komputer-komputer portabel yang terintegrasi ke barang-barang dan aktifitas sehari-hari, sehingga pada akhirnya manusia tidak menyadarinya.

Eksoskeleton memenuhi syarat sebagai salah satu penerapan ubiquitous computing, karena memiliki karakteristik sebagai berikut:

Terintegrasi ke aktifitas manusia sehari-hari.

Eksoskeleton tidak memberi pengaruh signifikan ke aktifitas manusia sehari-hari selain menjalankan fungsinya sebagai alat pendukung. Misalnya saja kulkas yang terhubung ke jaringan internet dan memiliki kemampuan memesan barang-barang kebutuhan makanan dasar ke toko online, apabila stok sudah menipis. Kulkas ini tidak

Wujudnya mirip dengan barang-barang yang sering dijumpai sehari-hari.

Eksoskeleton pada dasarnya merupakan pakaian elektronis. Jadi bentuk dari eksoskeleton seharusnya mirip dengan pakaian manusia pada umumnya sehingga tidak akan menarik perhatian, karena pada dasarnya teknologi yang baik adalah teknologi yang tidak terlihat.

Membantu manusia dalam melakukan pekerjaan pada bidang tertentu.

Tujuan utama dari proses komputasi adalah mendukung pelaksanaan tugas manusia. Eksoskeleton, juga termasuk kategori komputer, pada umumnya memiliki suatu fungsi spesifik yang hasil akhirnya kemudahan manusia dalam melaksanakan suatu tugas tertentu. Contoh eksoskeleton yang sudah diketahui secara umum, misalnya pakaian astronot yang dapat berfungsi mulai dari alat komunikasi bergerak, hingga pengatur oksigen.

Proses komputasi dapat dilakukan kapan saja dan dimana saja.

Eksoskeleton merupakan komputer bergerak. Kapan saja dan dimana saja, apabila dibutuhkan, eksoskeleton dapat melakukan proses komputasi karena eksoskeleton secara default merupakan komputer lengkap, yang memiliki sarana input/output, pemrosesan, dan sistem memori.

Eksoskeleton yang ada sekarang ini, umumnya masih belum secara maksimal menerapkan konsep dari ubiquitous computing. Beberapa contoh konsep ubiquitous computing yang masih belum sempurna diterapkan pada eksoskeleton, antara lain:

Impedansi masih relatif tinggi.

Eksoskeleton yang ada sekarang ini rata-rata masih memiliki pengaruh yang besar ke aktifitas manusia sehari-hari. Contohnya, roboknee, eksoskeleton untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanan kaki, mempunyai hambatan besar, yaitu pemakai hanya bisa menggunakan dalam kecepatan jalan normal, pengguna dilarang berlari, yang sebenarnya cukup berlawanan dengan fungsi utamanya, yaitu meningkatkan kemampuan kaki. Contoh lainnya adalah pakaian astronot yang dapat menghambat pengguna dalam melakukan gerak dan fungsi dasar manusia seperti makan, minum, bahkan berjalan. Idealnya, sebuah eksoskeleton tidak mempengaruhi kehidupan manusia. Pada kenyataannya, hal ini sangat sulit diimplementasikan. Bagaimanapun juga, pengaruh negatif penggunaan eksoskeleton diusahakan dapat ditekan serendah-rendahnya.

Durasi penggunaan yang relatif masih pendek.

Karena belum adanya teknologi power supply yang memadai, rata-rata eksoskeleton memiliki batas waktu pemakaian yang terbatas. Hal ini cukup menghambat penggunanya karena harus mengganti atau mengisi ulang power supply yang digunakan.

Antarmuka yang masih belum menyatu dengan kehidupan sehari-hari.

Yang diharapkan dari sebuah eksoskeleton adalah pakaian elektronis dengan fungsi-fungsi tambahan yang dapat menggantikan pakaian tradisional tanpa adanya perbedaan yang signifikan. Pada kenyataannya, eksoskeleton yang ada sekarang ini masih dipenuhi kabel-kabel dan berbagai komponen elektronis. Contohnya, eksoskeleton untuk perkebunan yang diterapkan di Jepang, sama sekali tidak berbentuk pakaian, melainkan lebih mirip tabung-tabung yang dihubungkan berbagai komponen elektronis dan kabel.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa eksoskeleton adalah salah satu penerapan konsep ubiquitous computing.

VI. IMPLEMENTASI

Eksoskeleton pertama kali diciptakan pada tahun 196̊0-an oleh Hardiman, seorang engineer dari US Military, yang bisa mengangkat beban 115 Kg serasa hanya 4,5 Kg. Eksoskeleton ini diciptakan dengan tujuan untuk mempermudah tentara dalam menjalankan tugasnya, seperti membawa perlengkapan dari satu tempat ke tempat lain dengan lingkungan ekstrim. Setelah

ditemukan, eksoskeleton ini tidak langsung diproduksi untuk digunakan secara masal karena banyak kendala yang ditemukan, termasuk sumber daya. Mesin sebesar itu memerlukan daya yang sangat besar sehingga belum memungkinkan dalam bentuk portabel pada saat itu.

Ide mengenai teknologi ini sudah ada sejak dimunculkannya film science fiction seperti Starship Troopers pada tahun 1950-an.

Ditemukannya eksoskeleton membuka banyak peluang yang bisa memanfaatkan mesin tersebut. Berbagai perusahaan mulai melakukan riset mengenai eksoskeleton untuk berbagai macam tujuan. Setelah diteltiti lebih lanjut, ternyata eksoskeleton bisa berfungsi sebagai

pengganti kursi roda bagi orang yang cacat kaki. Seseorang yang memakai eksoskeleton bisa

mengangkat beban tubuhnya tanpa mengeluarkan usaha sedikit pun. Semua beban ditanggung oleh mesin eksoskeleton.

Eksoskeleton juga bisa dipakaikan pada pendaki gunung untuk mempermudah pendakian, petugas medis dalam menyelamatkan korban, tim penyelamat untuk menggali reruntuhan bangunan, dan ilmuwan untuk mengeksplorasi lingkungan yang lebih ekstrim.

VII. PENGEMBANGAN EKSOSKELETON

A. Penambahan Elemen pada EksoskeletonEksoskeleton mulai dibangun saat dalam masa studi kelayakan untuk mendemontrasikan

bahwa eksoskeleton dapat meningkatkan kemampuan manusia sehingga terpenuhinya tugas-tugas, selama tidak mengganggu pergerakan alami dari tubuh manusia. Dalam pengimplementasian sekarang ini, eksoskeleton memiliki potensi dalam bidang recreational hiking, firefighting, dan search and rescue. Bagaimanapun, untuk beberapa aplikasi akan meminta penyempurnaan bagian-bagian tertentu pada eksoskeleton .

Sekarang ini eksoskeleton menuntut desain yang lebih menantang, dimana piranti ini akan digunakan untuk menghadapi tantangan masa depan yang kemungkinan lebih kompleks. Untuk bekerja, eksoskeleton mengintegrasikan tiga komponen inti. Antara lain : sensor, actuator, dan controller. Sensor terdapat di titik-titik tertentu pada perangkat. Salah satunya ada di bawah telapak kaki.

Pengguna juga menginginkan fungsi deteksi lebih canggih tentang apa yang sedang diimplementasikan dalam eksoskeleton, dengan mengandalkan sensor-sensor yang berhubungan dengan tangan pengguna. Gerakan otot dideteksi dari aliran listrik biolistik yang mengalir di permukaan kulit saat tangan bergerak. Perubahan ini akan dikirim ke komputer yang akan menerjemahkan sinyal tersebut menjadi sinyal digital untuk menggerakkan kaki dan lengan robot, dalam hal ini keseluruhan bagian eksoskeleton dapat diatur dengan perantaraan sinyal digital ini. Perannya adalah penginput data pada komputer pengontrol gerakan robot eksoskeleton. Tujuannya, agar perangkat bisa bergerak secara harmonis dengan gerakan tangan dan kaki sesuai keinginan. Sehingga, pengguna merasa nyaman. Juga, terdapat actuator yang berfungsi sebagai semacam motor untuk menggerakkan bagian eksoskeleton yang ingin digerakan. Pada bagian tersebut, ditanamkan mekanisme hidrolik dengan output tenaga yang cukup besar. Sehingga, robot eksoskeleton mampu bergerak dengan cepat dan kuat.

B. Deteksi Kemahiran PenggunaPiranti eksoskeleton menggunakan sebuah method sederhana untuk deteksi pengguna.

Sederhananya device ini menentukan tenaga putaran yang diinginkan berdasarkan tenaga reaksi permukaan bumi yang diukur. Hal ini cukup untuk meningkatkan kekuatan bagian tubuh tertentu selama melakukan suatu aktivitas, menaiki tangga maupun lereng gunung dan kemampuan

menggerak bagian tubuh secara mudah meskipun sedang membawa beban. Bagaimanapun, pengaturan actuator yang terdapat di bagian tubuh tertentu meminta kemahiran lebih yang harus dipunyai pengguna.

Eksoskeleton diharapkan cukup lincah untuk dipakai menendang bola, memukul sansak, menaiki tangga, ataupun mendaki permukaan tanah yang landai. Pemakai Eksoskeleton mampu memanggul benda dengan berat hingga 8̊4 kg pada punggung tanpa merasa terbebani. Juga mengangkat beban seberat 100 kg dengan tangan selama beberapa ratus kali tanpa merasa lelah. Eksoskeleton mampu menyandang beban itu meskipun pemakainya hanya berdiri dengan satu kaki. Perangkat tersebut juga dilengkapi mekanisme keseimbangan. Sehingga, jika pemakainya tersandung, si robot eksoskeleton akan bisa memperbaiki posisi dengan cepat. Pemakainya pun tidak akan terjatuh.

VIII. KESIMPULAN

Eksoskeleton adalah alat yang mampu meningkatkan kekuatan, daya tahan, dan kecepatan manusia serta mungkin akan berada di mana-mana suatu hari nanti. Dengan eksoskeleton, banyak orang akan mampu berhemat tenaga untuk pekerjaan yang mereka lakukan. Para pendaki akan lebih mudah mencapai puncak gunung dengan mengeluarkan energi yang lebih sedikit daripada sebelumnya.

Penggunaan eksoskeleton yang hampir seperti ekstensi tubuh memungkinkan pemakainya merasa nyaman. Orang-orang awam juga akan kesulitan untuk membedakan mana yang menggunakan eksoskeleton dan mana yang memakai baju biasa. Pengguna hanya akan terlihat seperti orang yang mempunyai kekuatan lebih.

IX. REFERENSI

http://www.ihmc.us/~jpratt/publications/2004_ICRA_RoboKnee_Pratt.pdf

http://www.kaskus.us/showthread.php?t=2285743

http://xpresi-riaupos.blogspot.com/2008/05/maksimalkan-kekuatan-fisik-dengan.html

http://www.indoforum.org/showthread.php?t=43917

http://en.wikipedia.org/wiki/Powered_exoskeleton

http://mae.pennnet.com/display_article/361787/32/NEWS/none/none/1/Exoskeleton-technology-reduces-soldier-fatigue-and-injury

http://www.cyberdyne.jp/english/publicity/index.html

http://anwariarnowo.blogspot.com/

http://b0cah.org/index.php?option=com_content&task=view&id=447&Itemid=1

http://monyet.colibri.co.id/monyet/index.php?start=12