Dalam postingan blog ini, kita akan menjelajahi tren perkembangan dan prinsip kerja robot yang dapat dikenakan, serta contoh penelitian dari Korea dan luar negeri.

Mengapa robot yang dapat dikenakan bukan lagi sekadar khayalan di masa depan?

Ketika orang mendengar istilah "robot yang dapat dikenakan," banyak yang langsung teringat karakter seperti "Iron Man" atau "RoboCop" dari film. Karena pengaruh budaya pop ini, robot yang dapat dikenakan mungkin masih terasa seperti fiksi ilmiah yang berlatar masa depan yang jauh, tetapi pada kenyataannya, berbagai aplikasi praktis sudah diuji di sektor militer, industri, medis, dan kesejahteraan. Misalnya, selama kick-off pembukaan Piala Dunia 2014 di Brasil, seorang pemuda dengan paraplegia diperlihatkan menendang bola sambil mengenakan peralatan robot rehabilitasi khusus; perangkat ini menggunakan sistem yang mendeteksi sinyal otak untuk mengontrol gerakan kaki.

BLEEX: Upaya Awal dalam Sistem Eksoskeleton

Salah satu contoh komersial dan penelitian paling awal dari robot yang dapat dikenakan adalah BLEEX, sebuah eksoskeleton militer bagian bawah tubuh yang dikembangkan di UC Berkeley pada tahun 1994. BLEEX dirancang untuk secara signifikan mengurangi beban fisik pada pemakainya saat membawa beban berat dengan melengkapi sendi pinggul, lutut, dan pergelangan kaki dengan aktuator hidrolik. Menurut temuan penelitian, sistem ini dirancang sedemikian rupa sehingga bahkan saat membawa beban sekitar 80 kg, gaya yang ditransmisikan ke pemakainya dibatasi hingga sekitar 2 kg. Untuk mendeteksi gerakan yang diinginkan pemakainya, lebih dari 40 sensor dikerahkan, dan sistem ini disusun untuk menjaga keseimbangan dengan cara sensor-sensor ini bertukar data secara real-time.

Klasifikasi Eksoskeleton: Bantu vs. Tambahan

Sistem eksoskeleton secara umum diklasifikasikan menjadi dua kategori berdasarkan tujuannya: bantu dan penambah kemampuan. Eksoskeleton bantu dikembangkan untuk membantu aktivitas sehari-hari lansia atau penyandang disabilitas; eksoskeleton secara langsung membantu kekuatan pemakainya untuk memungkinkan pergerakan. Sebaliknya, eksoskeleton penambah kemampuan memperkuat kekuatan pemakainya, memungkinkan mereka untuk melakukan tugas-tugas beban berat di bidang seperti militer dan industri berat. Banyak sistem yang saat ini dalam tahap komersialisasi atau penelitian sebagian besar termasuk dalam kategori bantu, dengan contoh termasuk HULC dari Berkeley Bionics, seri HyPER yang dikembangkan oleh peneliti Korea Selatan, dan Cowalk dari KAIST.

Keterbatasan Eksoskeleton dan Tren Menuju Desain Ringan

Struktur eksoskeleton tradisional memiliki kelemahan berupa ukuran yang besar dan berat karena setiap sendi harus dilengkapi dengan aktuator dan sensor untuk mendeteksi sudut dan perpindahan. Selain itu, strukturnya yang kompleks meningkatkan biaya produksi dan mengurangi kenyamanan pemakaian. Untuk mengatasi masalah ini, penelitian terbaru berfokus pada penyederhanaan struktur, pengurangan ukuran dan berat, serta penurunan biaya produksi. Dengan kata lain, terdapat tren yang berkembang menuju penggunaan mekanisme sederhana—seperti kawat dan motor kecil—alih-alih aktuator besar di setiap sendi, atau meningkatkan kemudahan penggunaan melalui material dan desain yang meningkatkan kenyamanan.

Exo-Glove: Desain dan Pengoperasian Robot Wearable Tipe Sarung Tangan

Salah satu contoh utama tren menuju desain yang ringan dan sederhana adalah Exo-Glove, robot yang dapat dikenakan berbentuk sarung tangan yang dikembangkan oleh Laboratorium Bio-Robotika di Universitas Nasional Seoul dan lainnya. Perangkat ini dirancang untuk dikenakan seperti sarung tangan untuk membantu orang yang tidak dapat menggerakkan jari mereka sendiri karena kondisi seperti gangguan neurologis, sambil tetap menjaga struktur kerangka alami tangan tetap utuh. Ide intinya adalah menggunakan kawat, motor kecil, dan elemen elastis untuk menekuk dan meluruskan jari, daripada mengandalkan aktuator sendi individual yang berat dan kompleks.
Secara spesifik, beberapa pemandu kawat dipasang di telapak tangan, dan pemandu kawat berbentuk U diposisikan di ujung jari. Sepasang pemandu kawat, yang disusun berdampingan, diposisikan pada sendi pertama setiap jari. Kawat elastis dipasang di bagian belakang tangan untuk menjaga posisi tangan tetap datar; salah satu ujung kawat elastis dihubungkan ke ujung jari, dan ujung lainnya dihubungkan ke aktuator. Ketika aktuator tidak aktif, kawat di sisi telapak tangan menjadi longgar, dan tangan tetap datar karena elastisitas di bagian belakang tangan.
Ketika pengguna mencoba menggenggam suatu objek, unit penggerak menarik kabel di sisi telapak tangan untuk memperpendek panjangnya; akibatnya, kabel elastis di bagian belakang tangan meregang, menyebabkan jari-jari menekuk sehingga objek dapat digenggam. Kabel dapat ditarik secara bersamaan oleh motor atau secara individual untuk menggerakkan jari-jari tertentu, sehingga memungkinkan kontrol parsial.

Kesimpulan dan Tantangan Masa Depan

Singkatnya, teknologi robotika yang dapat dikenakan telah melampaui ranah fantasi sinematik dan memasuki tahap aplikasi praktis; teknologi ini digunakan secara praktis tidak hanya di bidang rehabilitasi dan medis, tetapi juga di sektor militer dan industri. Ke depannya, keunggulan kompetitif utama akan mencakup struktur yang lebih ringan dan nyaman, desain yang hemat biaya, dan teknologi kontrol yang secara akurat menafsirkan maksud pengguna. Meskipun Korea Selatan merupakan pendatang baru dibandingkan dengan pemimpin global, negara ini masih dapat menjadi sangat kompetitif melalui desain yang ringan dan sederhana, serta antarmuka yang berpusat pada manusia.
Selain itu, jika melihat kembali draf pertama ini, meskipun saya menyertakan penjelasan yang relatif detail tentang prinsip kerja sarung tangan robot, menambahkan detail teknis lebih lanjut—seperti peran masing-masing komponen dan spesifikasi fisik aktuator dan sensor—akan bermanfaat tidak hanya bagi pembaca umum tetapi juga bagi mereka yang memiliki minat teknis. Pada artikel berikutnya, saya akan membahas lebih dalam tentang prinsip kerja setiap komponen sarung tangan, contoh aplikasi di dunia nyata, dan umpan balik pengguna dari lapangan.