Insinyur Kembangkan Exoskeleton untuk Memudahkan Cara Berjalan

JAKARTA - Berlari adalah olahraga yang bagus, tapi tidak semua orang merasa senang melakukannya. Dengan harapan meningkatkan aktivitas fisik, para insinyur di Universitas Stanford tengah mempelajari perangkat yang dapat di ikat kaki untuk memudahkannya berlari.

Para insinyur melakukan eksperimen dengan sistem bertenaga motor yang disebut exoskeleton emulator. Mereka menggunakan dua mode bantuan berjalan yang berbeda yakni bertenaga motor dan berbasis pegas.

"Ketika orang berlari, kaki mereka berperilaku seperti pegas, jadi kami sangat terkejut bahwa bantuan seperti pegas tidak efektif," kata Steve Collins, profesor teknik mesin Universitas Stanford, dikutip dari Techxplore.

Collins mengungkapkan, semua orang memiliki intuisi tentang bagaimana cara berlari atau berjalan. Bahkan para ilmuan terkemuka masih menemukan bagaimana tubuh manusia memungkinkan bergerak secara efisien. Itulah sebabnya percobaan seperti ini sangat penting.

Jika desain masa depan dapat mengurangi beban energi untuk menggunakan exoskeleton, pelari mungkin mendapatkan manfaat kecil dari bantuan seperti pegas di pergelangan kaki. Ini diharapkan lebih murah daripada alternatif bertenaga motor.

Bingkai emulator exoskeleton pergelangan kaki diikat di tulang kering pengguna. Ini menempel pada sepatu dengan tali dililitkan di bawah tumit dan batang serat karbon dimasukkan ke sol, dekat jari kaki.

Motor yang terletak di belakang treadmill akan menghasilkan dua mode bantuan. Namun exoskeleton berbasis pegas belum tentu menggunakan motor pada produk akhirnya.

Seperti namanya, mode seperti pegas meniru pengaruh pegas yang berjalan sejajar dengan betis. Itu menyimpan energi selama awal langkah dan mengeluarkan energi itu saat jari-jari kaki lepas.

Dalam mode bertenaga, motor menarik kabel yang berjalan melalui bagian belakang rangka dari tumit ke betis. Aksi ini mirip dengan kabel rem sepeda yang menarik ke atas selama ujung kaki membantu memperpanjang pergelangan kaki pada langkah akhir berjalan.

“Bantuan bertenaga melepaskan banyak energi dari otot betis. Itu sangat kenyal dan sangat melenting dibandingkan dengan berlari normal,” kata Delaney Miller, mahasiswa pascasarjana di Stanford yang bekerja pada exoskeletons.

Dia berbicara dari pengalaman yang terasa sangat baik. Ketika perangkat memberikan bantuan, orang akan merasa seperti bisa berlari selamanya.

Sebanyak 11 pelari yang berpengalaman menguji dua jenis bantuan sambil berlari di atas treadmill. Mereka juga menyelesaikan tes di mana mereka memakai perangkat keras tanpa ada mekanisme bantuan yang dihidupkan.

Setiap pelari harus terbiasa dengan emulator exoskeleton sebelum pengujian dan operasinya disesuaikan untuk mengakomodasi siklus dan fase kiprah mereka. Selama tes, para peneliti mengukur output energi pelari untuk melacak berapa banyak oksigen yang mereka hirup dan berapa banyak karbon dioksida yang dikeluarkan. Tes untuk setiap jenis bantuan berlangsung selama enam menit dan para peneliti mendapatkan hasil pada tiga menit terakhir dari setiap latihan.

Penghematan energi yang diamati oleh para peneliti menunjukkan bahwa pelari yang menggunakan exoskeleton bertenaga dapat meningkatkan kecepatan mereka sebanyak 10%. Angka itu bisa lebih tinggi jika pelari memiliki waktu tambahan untuk pelatihan dan optimalisasi.

Para peneliti berpikir bahwa teknologi semacam ini dapat membantu orang dengan berbagai cara. Mereka dapat memberikan dukungan fisik, kepercayaan diri, dan kemungkinan peningkatan kecepatan.

Collins mengungkapkan ini adalah peningkatan terbesar dalam ekonomi energi yang telihat, dengan segala perangkat yang digunakan untuk membantu menjalankannya. “Jadi, kamu mungkin tidak akan bisa menggunakan ini untuk waktu kualifikasi dalam sebuah perlombaan, tetapi itu memungkinkanmu untuk tetap mempertahankanmu,” katanya.