Ini bukanlah penyakit fatal atau menular, tetapi sangat sulit untuk dikelola dan sangat mahal bagi masyarakat: gangguan medis yang meluas berupa nyeri punggung kronis. Sebuah eksoskeleton bermotor dapat memberikan kelegaan pada tulang belakang lumbar yang sangat rentan. Produsen asal Prancis, Japet, mengandalkan FAULHABER di sini, karena produknya memerlukan kualitas tertinggi, dan setiap gram sangat berharga.
Nyeri punggung menyumbang satu dari setiap sepuluh cuti sakit dan 13 persen dari pensiun dini. 80% orang pernah mengalami gangguan ini, dan nyeri tersebut bersifat kronis bagi 10 hingga 20 persen dari total populasi. Angka-angka ini berasal dari Prancis, di mana biaya tindak lanjut tahunan untuk ekonomi dan sistem kesehatan diperkirakan mencapai 20 miliar euro. Nilai serupa dapat ditemukan di semua negara industri.
Beban yang berlebihan dan ketegangan terus-menerus pada tulang belakang adalah penyebab paling umum dari nyeri punggung kronis. Ketegangan yang tidak tepat sebenarnya dapat dengan mudah dihindari dengan mengikuti satu aturan sederhana: selalu angkat beban dengan lutut dan sambil menjaga tubuh bagian atas tetap tegak. Dalam kehidupan sehari-hari dan banyak pekerjaan, aturan ini sering kali sulit diikuti. Membantu pasien keluar dari tempat tidur, mengangkat paket pos dari mobil, menangani bagian berat dalam proses produksi, atau bekerja dengan mesin portabel berat di lokasi konstruksi dapat membuatnya sangat sulit untuk menjaga ketegangan punggung dalam rentang ergonomis yang benar. Beban yang diangkat kemudian tak terhindarkan akan memberi tekanan pada tulang belakang yang ditekuk.
Efek leverage negatif memperburuk masalah
Efek leverage di sini sangat negatif: tergantung pada tingkat tekukan, paket seberat 10 kilogram dapat memberikan tekanan setara hingga 50 kilogram pada cakram lumbar di tulang belakang bagian bawah. Meskipun penyerap goncangan alami ini yang terbuat dari fibrocartilage sangat kuat dan tahan lama, mereka menua seiring waktu, dan, ketika terus-menerus terpapar ketegangan yang tidak tepat, dapat aus lebih cepat: mereka menyusut, efek peredamnya berkurang, dan jaringan tulang di sekitarnya juga berubah, sering kali dengan konsekuensi yang menyakitkan. Dalam kasus hernia cakram, cakram intervertebralis sebenarnya pecah, inti cakram terlepas dan memberi tekanan yang sangat menyakitkan pada saraf di sekitarnya.
"Jika ketegangan yang tidak tepat tidak dapat dihindari secara konsisten, maka langkah-langkah yang memberikan kelegaan harus dipertimbangkan," kata Antoine Noel. Pada tahun 2015, insinyur robotika ini, bersama dengan Amelie Blondeaux dan Damien Bratic, mendirikan perusahaan Japet di Lille. "Tujuan kami adalah mengembangkan korset dukungan aktif untuk tulang belakang lumbar. Ketegangan yang tidak diinginkan harus dikompensasi dengan kekuatan motor, sehingga melindungi cakram intervertebralis."
Kelegaan melalui aktuator
Hasil dari pekerjaan mereka adalah exoskeleton Japet.W. Ini terdiri dari dua sabuk yang terhubung satu sama lain dengan empat aktuator—dua di setiap sisi tubuh. Sabuk bagian atas mendukung punggung, sedangkan sabuk bagian bawah berada di pinggul. Aktuator tersebut disebut sebagai aktuator seri-elastis (SEA). Mereka "merasakan" gaya yang bekerja pada mereka dan menggunakan kekuatan motor mereka sendiri untuk menghadapinya.
Elemen terpentingnya adalah motor, sekrup penggerak, dan pegas. Potensiometer mengukur gaya yang diterapkan, misalnya, jika pemakai exoskeleton membungkuk ke depan dan mengangkat beban. Sinyal pengukuran ini menggerakkan motor, yang terhubung ke sekrup penggerak melalui gearbox. Putaran sekrup penggerak mentransfer kekuatan motor ke pegas. Pegas tersebut menekan dari sabuk bawah ke sabuk atas, mendukung tubuh bagian atas, dan mengurangi beban pada tulang belakang lumbar. Mengenai tingkat kelegaan yang diberikan oleh exoskeleton, pemakai dapat memilih dari empat level. Pengontrol dan baterai perangkat terintegrasi di dalam sabuk ganda.
"Paha hanya mengalami sedikit tambahan beban akibat tekanan yang diberikan; mereka, bagaimanapun, dapat menahan beban yang lebih berat tanpa masalah," jelas Antoine Noel. "Gaya yang bekerja pada tulang belakang lumbar, di sisi lain, sangat berkurang. Terutama, beban berlebihan pada cakram intervertebral saat dalam posisi membungkuk yang dengan demikian secara signifikan dikurangi atau bahkan sepenuhnya dihindari. Pada saat yang sama, posisi tubuh bagian atas juga diperbaiki."
Mikromotor mengangkat empat mobil
Para pendiri Japet pertama kali bertemu dengan FAULHABER di sebuah pameran dagang. Pada waktu itu, perusahaan mereka masih berupa laboratorium uji teknis di sebuah ruang samping klinik di Prancis utara. Penjualan pertama mereka masih jauh di masa depan. Dalam perangkat uji pertama mereka, ketiga pengusaha muda tersebut telah memasang motor murah dan bising yang hanya dapat dikendalikan dengan buruk. Para ahli dari FAULHABER tertarik dengan ide-ide para insinyur muda tersebut. Mereka mendukung mereka dengan konsultasi intensif dan prototipe motor berkualitas tinggi yang dapat memenuhi kebutuhan aplikasi yang menuntut. "Itulah yang memainkan peran besar dalam membuat produk kami siap untuk produksi massal," tekankan Antoine Noel.
Dalam eksoskeleton Japet.W, empat motor DC dengan komutasi logam mulia dari seri 1524…SR menyediakan gaya dukungan untuk meredakan kolom tulang belakang. Yang bertanggung jawab untuk transmisi beban adalah kepala roda gigi planetari dari seri 15A. Karena perangkat ini, tentu saja, dipakai di tubuh yang akan diberi dukungan, setiap gram sangat penting di sini – dengan berat 18 g per motor, penggerak ini hanya menyumbang sebagian kecil dari total berat. Namun demikian, penggerak ini cukup kuat untuk mengurangi beban pada cakram intervertebral yang setara dengan tiga hingga empat mobil berukuran sedang selama satu hari kerja.
Selain rasio antara volume dan gaya, kualitas dan keandalan adalah salah satu kriteria utama yang sangat dipertimbangkan oleh Japet: "Eksoskeleton ini adalah produk medis yang disertifikasi," jelas Antoine Noel. "Standar tertinggi diterapkan di sini. Selain itu, perangkat ini harus mendukung pemakainya dalam operasi terus-menerus, dalam jangka waktu yang lama dan, idealnya, tanpa perawatan. Ini dimungkinkan dengan penggerak dari FAULHABER."
Japet.W kini telah dipasarkan selama lebih dari setahun. Perangkat ini sudah digunakan di berbagai industri, termasuk industri kereta api, konstruksi, dan perawatan medis. Penggunaannya bertujuan untuk mencegah kemungkinan perkembangan sakit punggung kronis. Namun, perangkat ini juga digunakan oleh orang-orang yang telah mengalami sindrom ini dan sedang mencari cara untuk terus bekerja. "75% dari semua pemakai yang sebelumnya mengalami sakit punggung saat bekerja melaporkan pengurangan rasa sakit yang efektif," tekankan Antoine Noel. "Ini adalah nilai yang patut dicatat dari perspektif medis, terutama karena sakit punggung kronis adalah kondisi yang sangat persisten dan sulit diobati. Karena kita semua cenderung bekerja lebih lama dan karena pengetahuan dari karyawan yang lebih tua semakin bernilai, eksoskeleton ini juga memiliki potensi besar dari sudut pandang ekonomi."
faulhaber.com/en/support/documentation/faulhaber-motion/
Share this post