Gemastik RPH

GEMASTIK VII 2014

JUDUL PROGRAM

RobHand: Robotic Prothestic Hand

Tim UTX

Raditya Brahmana

Kategori

Piranti Cerdas

RINGKASAN

Ketersediaan prosthetic hand lokal di Indonesia masih sangat sedikit, apalagi dari jenis

fungsional yang mampu melakukan gerakan-gerakan dasar pemegangan. Para penyandang cacat

amputasi tangan tidak memiliki pilihan lain selain prosthetic hand buatan luar negeri yang

berharga mahal. Biaya mahal tersebut pada dasarnya berasal dari teknologi tinggi yang di

terapkan, khususnya pada sistem kendalinya. Ironisnya, kebutuhan prosthetic hand dari tahun

ketahun terus meningkat. Untuk menjawab permasalahan ini maka

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Amputasi atau hilangnya alat gerak memang dapat dikarenakan oleh banyak faktor seperti

penyakit, cacat bawaan lahir, atau operasi. Namun dampak yang diakibatkan oleh kegiatan

amputas dapat dikatakan cukup merugikan kehidupan manusia, karena akibatnya adalah

ketidakmampuan seseorang untuk beraktivitas dikarenakan hilangnya alat gerak yang

dibutuhkan. Menurut Raichle, et.al (2009) tiap tahunnya terdapat sekitar 158.000 kejadian

amputasi di dunia. Jika angka ini semakin bertambah, maka kehidupan manusia akan terganggu

karena ketidakmampuannya. Belum lagi dampak psikologis yang dirasakan oleh korban

amputasi seperti hilangnya rasa percaya diri dalam menghadapi kondisi sosialnya. Hal-hal

tersebut yang menjadi latar belakang penulis untuk membuat robotic prostetic hand yang dapat

digerakkan oleh perangkat handphone karena menurut penulis teknologi sejatinya dapat

menjawab permasalahan manusia yang sifatnya dapat menunjang kehidupannya untuk lebih baik

dan jauh lebih mudah, termasuk amputasi.

Tujuan

Tujuan dari karya ini adalah diharapkan karya ini dapat menjadi salah satu alternatif solusi

untuk para korban amputasi yang ingin kembali mendapatkan alat geraknya khususnya tangan

untuk melakukan aktivitas sehari-harinya. Kemudahan dalam penggunaan alat ini juga

sangat diharapkan karena dapat digerakan menggunakan perintah suara (voice command)

dan juga handphone dimana perangkat ini adalah perangkat yang hampir setiap waktu dibawa

dan digunakan oleh manusia.

Manfaat

a. Harga terjangkau

Karena dibuat menggunakan teknologi 3D Printer, part part penyusun Robotic Prosthetic

Hand dapat dibuat dengan murah, tangan mengorbankan kekuatan, durabilitas dan level

detail dari tiap part nya.

b. Mudah digunakan

Robotic Prosthetic Hand sangat mudah digunakan, untuk melakukan gerakan-gerakan

sederhana seperti menggenggam dapat dilakukan hanya dengan menggunakan perintah

suara.

lapis mirip dengan manufaktur aditif, Anda bisa mencapai kesempurnaan karena

mencetaknya lapis demi lapis. Sehingga meminimkan masalah gelembung yang tidak

diinginkan dan mengefisienkan banyak bahan baku.

Arsitektur Lisa

Gambar 1. Prototype Lisa: Robotic Prothestic Hand

Electronic Boards

Electronic Board memiliki beberapa fungsi, yaitu:

Menerima perintah suara dari user untuk kemudian diterjemahkan menjadi gerakan

tangan.

Mengontrol lima servo motor

Menerima inputan gerakan dari aplikasi mobile

Electronic Board yang digunakan ada 2 macam, yaitu:

EasyVR Shield

Gambar 2. EasyVR shield

Electronic boards pada EasyVR shield harus terhubung dengan Arduino Uno.

EasyVR memiliki fungsi tambahan sebagai berikut:

Menerima perintah suara dari user

Mencocokan perintah suara yang ada dengan library EasyVR

Menjadikan perintah suara yang diinputkan user menjadi acuan untuk

menggerakan servo motor

Arduino Uno Board

Gambar 3. Arduino Uno board

Servo Motors

Gambar 4. Servo Motors

Lisa memiliki lima buah servo motors, yaitu:

Satu pengontrol sumbu pergelangan tangan

Lima pengontrol sumbu pada kelima jari tangan

3D Printed Part

Gambar 5. Bagian-bagian Tangan yang Dicetak Dengan 3D Printer

Pada tangan buatan biasanya digunakan bahan seperti logam atau plastic, namun

pembuatannya tergolong susah dan mahal. Dalam Lisa, seluruh part-part penyusun tangan

buatan didesain dengan software 3D Blender dan kemudian dicetak menggunakan 3D

printer, sehingga didapatkan hasil yang akurat dengan harga yang terjangkau.

Gagasan

Sudah ada kaki atau tangan robot palsu yang bisa menggantikan tangan atau kaki manusia

tapi bicara soal harga, tidak semua orang mampu untuk membelinya (bisa ratusan juta rupiah).

Karena itu kami berusaha untuk menghadirkan tangan robot palsu dengan harga terjangkau.

Tangan dan kaki palsu ini dikendalikan melalui Arduino Voice Recoginiton shield yang bisa

mendeteksi dan menerjemahkan perintah suara. Seperti kita tahu bahwa teknologi printer 3D saat

ini memang banyak membuat sesuatu yang tadinya mahal menjadi sangat murah dan disinilah

kenapa tangan dan kaki palsu ini bisa dibuat sangat murah. Coba pikirkan kalau ini bisa

diproduksi dan manfaat yang bisa diberikan kepada orang yang (maaf) cacat dan tidak punya

uang. Lebih kontrasnya lagi, tangan dan kaki palsu robot ini pastinya sangat bisa dimanfaatkan

oleh negara-negara berkembang.

Biaya total yang dikeluarkan untuk produksi versi pertama ini adalah sekitar Rp. 2,5 juta tetapi

tidak termasuk biaya beli printer 3D (sekitar US$ 1.000). Fungsi dari karya ini adalah

menghadirkan tangan robot buatan bagi penyandang cacat, khusunya bagi mereka yang

kehilangan tangannya, sehingga mereka memiliki kesempatan lagi untuk bisa hidup normal.

Fitur utama dalam karya ini adalah fitur pengendalian tangan menggunakan teknologi

voice recognition, tangan bisa digerakan dengan hanya menyebutkan perintah-perintah tertentu

seperti “genggam”, “tunjuk”, “pegang” dan “salam”.

Solusi yang Pernah Ditawarkan

Ketersediaan produk prosthetic hand atau tangan palsu di Indonesia belum seimbang

dengan banyaknya kasus kecelakaan dan penyakit yang dapat mengakibatkan amputasi tangan.

Hal itu terutama untuk tangan palsu yang mampu melakukan gerakan dasar penggenggaman.

Akibatnya, para penyandang cacat amputasi tangan tidak memiliki pilihan selain tangan prostetik

buatan luar negeri yang berharga mahal. Di luar negeri, perkembangan teknologi prosthetic hand

telah sampai pada realisasi bionic hand yang sangat menyerupai tangan asli, baik dari sisi

tampilan maupun kemampuannya dalam ber­operasi. Namun, produk tersebut harganya sangat

mahal, terutama bagi warga Indonesia, yakni sekitar 18.000 dolar AS atau sekitar Rp 180 juta.

Ada juga produk lain yang lebih sederhana, namun harganya masih di atas Rp 20 juta.

Gagasan Baru yang Ditawarkan

Dengan menggunakan board Arduino Uno yang digabungkan dengan EasyVR shield,

maka didapatkan sistema control tangan buatan yang terjangkau dan mudah digunakan, salah

satunya memungkinkan tangan buatan digerakan degan menggunakan perintah suara. Dengan

mencetak bagian-bagian tangan buatan dengan 3D Printer pula makan didapatkan tangan buatan

yang terjangkau. Kami pun tidak menaruh motor disetiap persendian, melainkan menggunakan

sistem penarikan control yang memanfaatkan senar sehingga hanya diperlukan satu servo motor

untuk tiap jarinya.

Pihak-pihak yang Dapat Mengimplementasikan Gagasan

Dengan dikembangkanya computer interaktif ini berkut ini merupakan pihak-pihak yang dapat

mengimplementasikan 3D Printer pada kegiatan sehari-harinya :

Tabel 2. Pihak-pihak yang dapat menerapkan 3D Printer pada kegiatan sehari-harinya

Pelaksana Penerapan Pihak Pihak Yang Terkait

Perusahaan Menciptakan industry tangan buatan yang

murah dan terjangkau. Perusahaan yang bergerak

di bidang kesehatan

Rumah Sakit Mampu menyediakan tangan buatan yang

murah untuk semua kalangan. Dokter, Pasien

Korban Amputasi Mendapatkan tangan buatan yang mudah

digunakan namun terjangkau dalam segi

harga Penderita Amputasi

(sumber : hasil analisis penulis, 2013)

Langkah-langkah strategis implementasi gagasan

Gagasan untuk menciptakan Lisa: Robotic Prothestic Hand sebagai inovasi tangan buatan bagi

korban amputasi yang terjangkau dapat diimplementaskan dengan baik apabila didukung oleh

hal-hal strategis sebagai berikut :

1. Adanya riset berkelanjutan dalam pengembangan teknologi Prothestic Hand.

2. Adanya keterbukaan dari kalangan umum baik individu maupun swasta untuk mau

menerima produk-produk baru yang lebih menarik dan inovatif.

3. Ketersediaan instansi kesehatan untuk menggunakan teknologi Prothestic Hand yang

terjangkau ini.

4. Adanya dukungan dari pihak kampus untuk terus mengembangkan teknologi Robotic

Prothestic Hand.

KESIMPULAN

Inti Gagasan

Gagasan 3D Printer sebagai inovasi teknologi prototyping yang murah dan terjankau ini

pada dasarnya meliputi analisis, perancangan kebutuhan komponen, pemilihan komponen yang

terjangkau namun bersesuaian, penerapan secara menyeluruh, marketing kepada potential

consumers, dan pencitraan potensi mengenai kemenarikan dan kemudahan penggunaan teknologi

prototyping tersebut.

Hasil Awal

Dari semua proses yang telah kami lakukan didapatkan hasil awal berupa sebuah prototype dari

Lisa: Robotic Prothestic Hand (Foto terlampir dibawah). Prototype tersebut memiliki

kemampuan untuk digerakan menggunakan perintah suara.

Gambar 8. Prototype Servo Motor yang Menggerakan Kelima Jari Tangan

Gambar 9. Senar yang Diikat ke Servo Motor untuk Menggerakkan Jari Tangan

Gambar10. Kelima Servo Motor saat akan Dimasukkan ke Dalam Lengan. Seluruh Part

Dicetak Menggunakan 3D Printer

Gambar 11. Prototype Lisa 3D Prothestic Hand Ketika sudah terakit