Di Kanada, sekitar 13,7 persen individu berusia 15 tahun ke atas dilaporkan memiliki disabilitas mobilitas, sehingga memerlukan penggunaan alat bantu seperti tongkat dan kursi roda untuk berjalan atau menaiki tangga. Meskipun digunakan secara luas, alat-alat tradisional ini memiliki keterbatasan karena dapat menyebabkan ketegangan fisik, membatasi mobilitas medan, dan menimbulkan tantangan aksesibilitas sehari-hari.

Untuk mengatasi masalah ini, peneliti Universitas Carleton Mujtaba Ahmadi Perusahaan ini merancang exoskeleton canggih – perangkat robotik yang dapat dipakai dan didukung oleh kecerdasan buatan (AI). Kerangka luar ini dimaksudkan untuk memberikan kekuatan bantu untuk berjalan dan aktivitas sehari-hari sekaligus mengatasi keterbatasan alat bantu tradisional – memberikan peningkatan mobilitas dan aksesibilitas bagi individu penyandang disabilitas di Kanada dan luar negeri.

“Exoskeleton dapat membantu orang berdiri dan berjalan, serta membantu postur tubuh,” kata Ahmadi, profesor Carleton College. Departemen Teknik Mesin dan Dirgantara. “Jika perangkat ini kuat dan cukup pintar, ini adalah cara terbaik bagi penyandang disabilitas untuk mendapatkan kembali fungsi dan kemandiriannya.”

Memperbaiki kerangka luar tradisional menggunakan kecerdasan buatan

Eksoskeleton robotik muncul pada tahun 1960-an, terutama untuk keperluan militer dan industri. Kemajuan signifikan baru dicapai pada akhir tahun 2000-an, yang mengarah pada pengembangannya untuk tujuan medis dan rehabilitasi.

Meskipun ada perbaikan, banyak exoskeleton yang masih tidak beradaptasi dengan baik terhadap niat pengguna, sehingga menghasilkan gerakan yang aneh atau tidak efisien. Hal ini dapat menyebabkan cedera atau kecelakaan jika rangka luar menggunakan terlalu banyak tenaga atau bergerak secara tidak terduga.

Di Advanced Biomechatronics and Motion Laboratory (ABL) di Carleton, Ahmadi dan tim penelitinya memprogram robot eksoskeleton generasi berikutnya menggunakan kecerdasan buatan sehingga dapat berkolaborasi secara lancar dengan pengguna.

Prototipe treadmill kompak di laboratorium ABL

“Tujuannya adalah mencoba mengembangkan pengontrol berdasarkan sinyal tubuh yang memerlukan perencanaan awal paling sedikit,” jelas Ahmadi.

“Robot ini menggunakan pembelajaran mesin untuk mendeteksi beban yang Anda bawa, memprediksi apa yang Anda lakukan, dan beradaptasi untuk membantu Anda melakukan tugas tersebut.”

Untuk mencapai tingkat kecerdasan mesin tersebut, tim Ahmadi menggunakan teknologi sensor untuk mengumpulkan data tentang pergerakan manusia. Hal ini melibatkan pemasangan sensor elektroda pada kulit seseorang pada berbagai otot dan meminta mereka melakukan tugas sehari-hari.

Sensor mendeteksi dan merekam pergerakan pengguna dengan mengambil tegangan kecil dan memberi label pada tugas tertentu. Dengan menggunakan pengumpulan data dari tahap ini, tim Ahmadi dapat memprogram kerangka luar untuk memahami arti gerakan seseorang.

“Kami harus memastikan bahwa robot membantu pengguna, tetapi tidak terlalu banyak,” jelas Ahmadi.

“Bagi seseorang yang memiliki sedikit fungsi atau kekuatan, bukanlah ide yang baik untuk memberikan semua upaya yang diperlukan untuk melakukan tugas tersebut. Jika tidak, otot dan tulang akan mulai mengecil dan melemah.”

Keseimbangan yang rumit inilah yang disebut Ahmadi sebagai bantuan terorganisir.

“Sinyal fisik setiap orang berbeda-beda,” katanya. “Exoskeleton harus dirancang untuk memenuhi kebutuhan unik setiap pengguna.”