Tongkat Robotik Membantu Individu dengan Mobilitas Terhambat

Sebuah tim peneliti di Columbia Engineering yang dipimpin oleh Sunil Agrawal, profesor teknik mesin dan rehabilitasi dan kedokteran regeneratif di Columbia Engineering, telah mengubah tongkat sederhana menjadi perangkat robotik dengan bantuan sentuhan ringan. Perangkat baru, yang disebut CANINE, dapat digunakan untuk membantu orang tua dan mereka yang memiliki mobilitas terhambat. Tim peneliti menambahkan elektronik dan teknologi komputasi ke tongkat klasik. Studi ini telah dipublikasikan di IEEE Robotics and Automation Letters. 

Tim telah menunjukkan bagaimana robot otonom dapat “berjalan” dengan manusia dan menyediakan dukungan sentuhan ringan. Ini mirip dengan cara seseorang, ketika mencoba mendapatkan keseimbangan, menyentuh orang di sebelah mereka untuk mendapatkan dukungan. 

Sunil Agrawal berbicara tentang teknologi baru yang digunakan untuk membantu mereka yang memiliki masalah mobilitas. Ia juga merupakan anggota Data Science Institute di Columbia University. 

“Seringkali, orang tua mendapatkan manfaat dari pegangan tangan ringan untuk dukungan,” katanya. “Kami telah mengembangkan tongkat robotik yang dilengkapi dengan robot mobil yang secara otomatis melacak orang yang berjalan dan bergerak di sebelahnya. Subjek berjalan di atas mat yang dilengkapi dengan sensor sementara mat merekam panjang langkah dan irama berjalan, secara esensial parameter ruang dan waktu berjalan, sehingga kami dapat menganalisis gaya berjalan seseorang dan efek sentuhan ringan pada itu.” 

Tongkat robotik, atau CANINE, adalah jenis asisten mobil. Ini dapat membantu kesadaran diri seseorang, yang disebut proprioception, selama berbagai kegiatan seperti berjalan. Ini akan membantu stabilitas dan keseimbangan individu. 

Joel Stein, seorang profesor Simon Brauch dari Kedokteran Fisik dan Rehabilitasi dan co-penulis studi, berbicara tentang teknologi baru. Stein juga merupakan ketua Departemen Rehabilitasi dan Kedokteran Regeneratif di Columbia University Irving Medical Center. 

“Ini adalah pendekatan baru untuk memberikan bantuan dan umpan balik bagi individu saat mereka menavigasi lingkungan mereka,” kata Stein. “Strategi ini memiliki potensi aplikasi untuk berbagai kondisi, terutama individu dengan gangguan berjalan.” 

Tim menguji perangkat CANINE baru dengan 12 orang muda sehat. Mereka diberi kacamata realitas virtual yang digunakan untuk menciptakan lingkungan visual, lingkungan yang menggoyangkan pengguna ke samping dan ke depan. Ini menyebabkan mereka menjadi tidak seimbang. 

Setelah digoyangkan, individu berjalan 10 lap di atas mat instrument. Mereka tidak menggunakan perangkat CANINE pada awalnya, tetapi mereka menggunakannya pada kali kedua. Berjalan mereka diuji dengan gangguan visual, dan tim peneliti menemukan bahwa dukungan sentuhan ringan dari perangkat CANINE membantu individu mempersempit langkah mereka. Langkah yang lebih sempit berarti penurunan basis dukungan. Ini menghasilkan osilasi yang lebih kecil dari pusat massa dan peningkatan stabilitas saat individu berjalan. 

“Fase berikutnya dalam penelitian kami akan menguji perangkat ini pada individu tua dan mereka yang memiliki defisit keseimbangan dan berjalan untuk mempelajari bagaimana tongkat robotik dapat memperbaiki gaya berjalan mereka,” kata Agrawal. “Selain itu, kami akan melakukan eksperimen baru dengan individu sehat, di mana kami akan mengganggu gerakan kepala-leher mereka selain penglihatan mereka untuk mensimulasikan defisit vestibular pada orang.” 

Agrawal juga merupakan direktur Laboratorium Robotik dan Rehabilitasi (ROAR). 

Gangguan mobilitas adalah masalah bagi 4% orang berusia 18-48 tahun, tetapi ini adalah masalah yang jauh lebih besar bagi individu yang lebih tua. 35% orang berusia 75-80 tahun menderita gangguan mobilitas. Ini menyebabkan kekurangan kemandirian serta kualitas hidup yang lebih rendah. 

Ketika populasi terus menua dan ada lebih banyak orang tua dibandingkan dengan orang muda, masalah ini akan meningkat. 

“Kami akan membutuhkan jalur dukungan lain untuk populasi yang menua,” kata Agrawal. “Ini adalah salah satu teknologi yang memiliki potensi untuk mengisi kesenjangan dalam perawatan dengan biaya yang relatif murah.”