Para ilmuwan telah mengembangkan kerangka luar yang memungkinkan orang yang diamputasi merasa seperti mereka “berjalan dengan kaki normal” menggunakan motor listrik bertenaga baterai.

Kerangka luar yang kokoh, yang membungkus pinggang dan kaki, dikembangkan oleh tim insinyur di Universitas Utah di Salt Lake City.

Ini dirancang untuk diamputasi di atas lutut dan menggunakan motor listrik bertenaga baterai dan mikroprosesor untuk mengurangi upaya berjalan.

Bingkai 5,4 pon terbuat dari bahan serat karbon dan komposit plastik dan aluminium dan dapat berjalan bermil-mil di antara muatan, menurut penciptanya.

Mereka yang memakainya mengalami penurunan 15,6 persen dalam tingkat metabolisme, kata tim, yang setara dengan melepas ransel seberat 26 pon saat keluar untuk berjalan-jalan.

Mereka tidak tahu berapa harga perangkat akhir, atau kapan akan tersedia untuk penggunaan umum, tetapi mereka berharap untuk segera membawanya ke pasar.

Kerangka luar yang kokoh, yang membungkus pinggang dan kaki, dikembangkan oleh tim insinyur di Universitas Utah di Salt Lake City.

Amputasi di atas lutut sangat mengurangi mobilitas dan kualitas hidup jutaan orang, sebagian besar karena pengangkatan begitu banyak otot betis dalam operasi.

Kaki prostetik standar tidak sepenuhnya meniru fungsi biomekanik kaki manusia, tetapi kerangka luar baru meningkatkan kekuatan dan jangkauan gerak.

“Akibatnya, meskipun Anda memiliki kemampuan untuk menggerakkan pinggul, kemampuan berjalan Anda sangat buruk,” kata Associate Professor Tommaso Linzi, yang memimpin tim desain.

“Ada kekurangan kekuatan dan rentang gerak,” katanya ketika Anda kehilangan satu kaki.

Orang yang diamputasi di atas lutut bekerja lebih keras saat berjalan dengan meregangkan anggota tubuh yang tersisa dan otot anggota tubuh yang sehat untuk mengimbangi kekurangan energi dari prostesis.

Tujuan dari kerangka luar Profesor Lindsey adalah untuk memberikan energi ekstra itu sampai berjalan menjadi normal kembali, membuatnya sedekat mungkin dengan memiliki kaki yang normal.

Perangkat ini memiliki aktuator elektromekanis yang ringan dan efisien yang dipasang di paha pengguna di atas area amputasi.

Sabuk di sekitar pinggang berisi sistem elektronik khusus, mikrokontroler, dan sensor yang bekerja dengan algoritme kontrol tingkat lanjut.

“Exoskeleton AI memahami bagaimana seseorang bergerak dan membantu mereka bergerak,” kata Dante Archangelli, seorang mahasiswa pascasarjana dan rekan penulis.

“Pemicunya dapat dialihkan antara sisi kanan dan kiri harness utama untuk mengakomodasi kedua kaki.”

Perangkat ini memiliki aktuator elektromekanis yang ringan dan efektif yang terpasang pada paha pengguna di atas area amputasi

Tujuan eksoskeleton Profesor Lindsey adalah untuk menyediakan energi ekstra itu sehingga berjalan menjadi normal kembali, membuatnya sedekat mungkin dengan memiliki kaki yang normal.

Tidak seperti setelan listrik yang memberikan kekuatan ekstra kepada superhero Marvel, Iron Man, atau setelan kerangka luar lainnya yang membantu pekerja mengangkat beban berat, kerangka luar Profesor Lindsey memberi pengguna kekuatan ekstra yang cukup untuk berjalan.

Profesor mengibaratkan sepeda listrik dengan motor yang membantu pengendara menggerakkan sepeda menanjak.

Tim peneliti melakukan penelitian di mana enam orang dengan amputasi di atas lutut menguji exoskeleton sementara tingkat metabolisme mereka dicatat.

Pasien berjalan di atas treadmill dengan dan tanpa perangkat sementara kadar oksigen dan karbon dioksida diukur.

Dirancang untuk orang yang diamputasi di atas lutut, alat ini menggunakan motor listrik bertenaga baterai dan mikroprosesor untuk mengurangi upaya berjalan

Bingkai 5,4 pon terbuat dari serat karbon dan komposit plastik dan aluminium dan dapat berjalan bermil-mil di antara muatan, menurut penciptanya.

Tim mengatakan mereka yang memakainya mengalami penurunan 15,6 persen dalam tingkat metabolisme, yang setara dengan melepas ransel seberat 26 pon saat hiking.

STAN SCHAAR, 74, UJI EXOSKELETON BARU

Stan Sharr, yang kehilangan kaki kirinya karena kecelakaan saat membantu tetangga, tidak pernah menyangka akan merasakan sensasi berjalan dengan kaki yang sehat kembali.

READ  Windows 11 akan gratis untuk diunduh. Berikut cara mendapatkan sistem operasi baru dari Microsoft

Stan Sharr menguji setelan exoskeleton

Kemudian selipkan kerangka luar eksperimental baru.

‘Saya merasa seperti ada angin kencang di belakang saya, mendorong saya di jalan,’ kata pria berusia 74 tahun di Salt Lake County, Utah, tentang penggunaan perangkat baru.

Bagi Char, pengalaman menggunakan exoskeleton sedekat kaki manusia seperti yang lainnya, katanya.

“Pertama kali saya menggunakannya, seolah-olah otot saya benar-benar menyatu dengan kerangka luar ini, dan itu membantu mereka bergerak lebih cepat,” katanya.

Ini membantu kaki saya rileks dan bergerak maju dan berjalan. Saya mungkin bisa berjalan bermil-mil dengan benda ini karena membantu otot saya.

Tujuh tahun yang lalu, Schaar sedang membantu seorang teman menyalakan dua truk pikap ketika salah satu kendaraan secara tidak sengaja membelok ke depan, menghancurkan kakinya.

Dalam operasi amputasi dan tindak lanjut, dokter harus mengangkat banyak otot kakinya.

“Saya seseorang yang tidak memiliki banyak otot tersisa di anggota tubuh saya,” katanya.

Perangkat ini menebus banyak dari apa yang harus mereka ambil. Tidak ada yang bisa menggantikan kaki daging dan tulang, tapi itu sangat dekat.

Semua orang yang menguji exoskeleton meningkatkan tingkat metabolisme mereka – dengan kata lain, mengurangi pengeluaran energi mereka – rata-rata 15,6% saat menjalankannya.

Ini setara dengan melepas ransel seberat 26 pon. Itu peningkatan yang sangat besar, katanya, menambahkan, “Kami sangat dekat dengan apa yang rata-rata orang habiskan dengan kecepatan yang sama.

“Konsumsi metabolik hampir tidak dapat dibedakan dari orang sehat, tergantung pada tingkat kebugaran mereka.”

Stan Sharr, yang kehilangan kaki kirinya dalam kecelakaan saat membantu tetangga, mengatakan dia tidak pernah berpikir dia akan merasakan sensasi berjalan dengan kedua kaki dengan mudah.

Kemudian dia memakai exoskeleton eksperimental baru dan berkata, “Saya merasa seperti ada angin besar di belakang saya, mendorong saya ke jalan.”

Schaar, 74, mengatakan pengalaman menggunakan exoskeleton sedekat kaki manusia seperti yang lainnya, katanya.

“Pertama kali saya menggunakannya, seolah-olah otot saya benar-benar menyatu dengan kerangka luar ini, dan itu membantu mereka bergerak lebih cepat,” katanya.

Ini membantu kaki saya rileks dan bergerak maju dan berjalan. Saya mungkin bisa berjalan bermil-mil dengan benda ini karena membantu otot-otot saya bergerak.

“Saya adalah orang yang tidak memiliki banyak otot tersisa di anggota tubuh saya yang tersisa,” katanya. Perangkat ini menebus banyak dari apa yang harus mereka ambil.

Tidak ada yang bisa menggantikan kaki yang terluka dengan daging dan tulang, tapi itu cukup dekat. Saya berharap mereka mendapatkan hal ini di pasar segera.

Profesor Lindsey mengatakan momen ini bisa terjadi dengan cepat. Dia pikir exoskeleton bisa tersedia paling cepat dua tahun.

Hibah $985.000 (£724.000) dari Departemen Pertahanan AS mendanai pengembangan teknologi kerangka luar baru ini untuk para veteran.

Awal tahun ini, Profesor Lindsey dan timnya menerima hibah baru senilai $584.000 (£429.000) dari National Science Foundation untuk mengembangkan perangkat lebih lanjut.

Ini dapat mencakup studi klinis lebih lanjut untuk meningkatkan perangkat dan meningkatkan efektivitasnya untuk orang dengan berbagai jenis amputasi.

Hasilnya dipublikasikan di jurnal obat alam.

Eksoskeleton yang dapat dimasukkan ke dalam ransel dapat membantu manusia berjalan dengan mudah dengan mengurangi tekanan pada lututnya

Para peneliti di Queen’s University di Kingston, Ontario telah mengembangkan kerangka luar ringan yang mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan untuk berjalan sebesar 3,3%.

Berjalan tegak adalah salah satu hal yang membuat kita menjadi manusia, tetapi itu bukan bentuk transportasi yang paling efisien.

Para peneliti di Kanada kini telah mengembangkan kerangka luar ringan yang mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan untuk berjalan.

Perangkat, yang sebagian besar terletak di tas ransel, dapat memungkinkan seseorang untuk berjalan lebih jauh tanpa merasa lelah.

Eksoskeleton juga menyerap energi kinetik pemakainya saat mereka berjalan dan dapat segera menghasilkan energi listrik yang cukup untuk mengisi daya smartphone atau perangkat kecil lainnya.

Untuk kaki seperti manusia, urutan dari saat satu kaki menyentuh tanah hingga saat kaki yang sama menyentuh lagi disebut ‘siklus berjalan’.

Kebanyakan eksoskeleton mentransfer energi dari satu tahap siklus gaya berjalan ke tahap lainnya.

“Berjalan adalah proses yang sangat halus dan ditingkatkan, yang membuatnya sulit untuk menggunakan kerangka luar untuk meningkatkan efisiensi berjalan,” Dia berkata Qingguo Li, Profesor Teknik Mesin dan Material di Queen’s University di Kingston, Ontario.

Tapi menurut penelitian yang dipublikasikan di majalah Sains, perangkat yang dirancang oleh tim Li menghilangkan energi dari siklus, membantu otot lutut selama “ayunan terakhir”, atau tahap terakhir dari gaya berjalan, ketika kaki Anda maju dan kaki Anda akan menyentuh tanah.