'Sistem ini memungkinkan saya memulihkan sensasi dan emosi yang hilang: rasanya seperti saya menggerakkan tangan saya sendiri.'
PISA, Italia — Dalam sebuah perkembangan yang luar biasa, para peneliti telah menciptakan sebuah cara baru bagi para penyandang amputasi untuk mengendalikan tangan palsu dengan menggunakan magnet kecil yang ditanamkan di otot mereka. Pendekatan inovatif ini, yang disebut antarmuka miokinetikdapat merevolusi cara pengendalian anggota tubuh buatan, menawarkan gerakan yang lebih intuitif dan alami bagi pengguna.
Studi yang dilakukan oleh tim ilmuwan Italia dan diterbitkan di Sains Robotikamenunjukkan bagaimana metode magnetik ini dapat memungkinkan seorang yang diamputasi untuk melakukan tugas-tugas rumit seperti mengikat tali sepatu atau memanipulasi benda-benda rapuh – kemampuan yang telah lama menjadi tantangan bagi orang-orang yang menggunakan anggota tubuh buatan standar.
Bayangkan kehilangan tangan Anda dalam suatu kecelakaan. Tiba-tiba, tugas-tugas sederhana seperti mengancingkan baju atau memegang cangkir menjadi tantangan yang sangat besar. Tangan palsu saat ini, meskipun membantu, sering kali tidak dapat memberikan ketangkasan dan kontrol yang baik yang dibutuhkan untuk banyak aktivitas sehari-hari. Tangan palsu biasanya bergantung pada sinyal listrik dari otot-otot yang tersisa, yang sulit dikendalikan secara tepat.
Daniel, pasien pertama yang menguji antarmuka miokinetik, kehilangan tangan kirinya pada tahun 2022.
“Tiba-tiba aku merasa tidak punya tangan: di satu saat aku memilikinya, di saat berikutnya tanganku hilang,” kenang Daniel.
Sistem baru ini menggunakan magnet kecil dan kuat – masing-masing seukuran sebutir beras – yang ditanamkan melalui pembedahan ke otot lengan yang tersisa pada orang yang diamputasi. Saat orang tersebut berpikir untuk menggerakkan tangan hantu mereka, otot-otot ini berkontraksi, menyebabkan magnet bergeser sedikit. Sensor khusus di soket prostetik mendeteksi gerakan kecil ini, menerjemahkannya menjadi perintah untuk tangan robot.
“Ada 20 otot di lengan bawah dan banyak di antaranya mengendalikan gerakan tangan. Banyak orang yang kehilangan tangan terus merasakannya seolah-olah tangan itu masih di tempatnya dan otot-otot yang tersisa bergerak sebagai respons terhadap perintah dari otak,” jelas Christian Cipriani, seorang profesor di Institut BioRobotik Scuola Superiore Sant'Anna, dalam rilis media.
Para peneliti menguji sistem mereka dengan Daniel, yang kehilangan lengan kirinya dalam sebuah kecelakaan. Enam magnet ditanamkan pada tiga otot lengannya yang tersisa. Setelah hanya enam minggu pelatihan, ia mampu melakukan berbagai tugas dengan tangan palsu tersebut, termasuk mengambil telur tanpa memecahkannya dan mengeluarkan pil dari kemasan blister.
Barangkali yang paling mengesankan, Daniel dapat mengikat tali sepatunya menggunakan tangan palsu – sebuah tugas yang memerlukan koordinasi rumit dan kontrol motorik halus. Tingkat ketangkasan ini jarang terlihat pada sistem prostetik tradisional.
“Sistem ini memungkinkan saya memulihkan sensasi dan emosi yang hilang: rasanya seperti saya menggerakkan tangan saya sendiri,” kata Daniel.
“Hasil ini merupakan hasil dari penelitian yang telah berlangsung selama puluhan tahun. Kami akhirnya mengembangkan prostesis fungsional yang memenuhi kebutuhan seseorang yang kehilangan tangan,” tambah Prof. Cipriani.
Antarmuka miokinetik bukan hanya tentang peningkatan kontrol. Karena magnet sepenuhnya pasif, tidak memerlukan baterai atau kabel, magnet tersebut berpotensi bertahan seumur hidup setelah ditanamkan. Ketahanan ini dapat secara signifikan mengurangi kebutuhan akan operasi lanjutan invasif yang terkadang diperlukan dengan sistem kontrol prostetik implan lainnya.
Meskipun hasilnya menjanjikan, teknologi ini masih dalam tahap awal. Para peneliti mengakui bahwa penyempurnaan lebih lanjut diperlukan sebelum dapat diadopsi secara luas. Namun, mereka percaya bahwa dengan pengembangan yang berkelanjutan, antarmuka miokinetik dapat menawarkan kepada para penyandang amputasi tingkat kontrol prostetik yang lebih dekat dengan tangan alami daripada sebelumnya.
Seiring berkembangnya teknologi ini, teknologi ini dapat membuka kemungkinan baru bagi para penyandang amputasi, yang memungkinkan mereka mendapatkan kembali kemampuan yang mereka pikir telah hilang selamanya. Mulai dari memainkan alat musik hingga melakukan tugas-tugas rumit di tempat kerja, antarmuka miokinetik mungkin menjadi kunci untuk membuka era baru fungsionalitas prostetik.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menanamkan enam magnet kecil ke dalam tiga otot lengan seorang pria yang kehilangan lengan bawah kirinya. Mereka kemudian membuat soket prostetik khusus yang diisi dengan sensor yang dapat mendeteksi gerakan magnet-magnet ini. Ketika pengguna berpikir untuk menggerakkan tangannya, otot-ototnya akan berkontraksi, menggerakkan magnet. Sensor akan menangkap gerakan-gerakan ini dan menerjemahkannya menjadi perintah untuk tangan prostetik. Tim menguji dua cara untuk menafsirkan sinyal-sinyal ini: metode kontrol langsung di mana gerakan otot tertentu berhubungan dengan tindakan tangan tertentu, dan pendekatan pengenalan pola yang menggunakan pembelajaran mesin untuk menafsirkan pola aktivitas otot yang lebih kompleks.
Hasil Utama
Setelah enam minggu pelatihan, peserta mampu menggunakan tangan palsu untuk menyelesaikan beberapa tes standar yang digunakan untuk mengevaluasi fungsi tangan. Performanya mirip dengan apa yang dicapainya dengan prostesis mioelektrik tradisional (dikendalikan oleh sinyal listrik dari otot). Ia juga mampu melakukan tugas-tugas rumit di dunia nyata seperti mengikat tali sepatu dan menangani benda-benda yang mudah pecah. Sistem yang menggunakan pengenalan pola untuk menginterpretasikan gerakan otot menunjukkan hasil yang sangat menjanjikan dalam hal kontrol yang tepat.
Keterbatasan Studi
Penelitian ini hanya melibatkan satu partisipan dalam waktu singkat, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memastikan efektivitas dan keamanan pendekatan ini dalam jangka panjang. Magnet yang ditanamkan tidak bergerak sebanyak yang diharapkan di dalam otot, sehingga membatasi ketepatan kontrol. Soket prostetik terkadang mengganggu sinyal magnetik, terutama saat siku ditekuk. Sistem ini juga memerlukan kalibrasi ulang setiap kali prostetik dipasang.
Diskusi & Kesimpulan
Studi ini menunjukkan bahwa antarmuka miokinetik merupakan pendekatan yang layak untuk mengendalikan tangan prostetik tingkat lanjut. Pendekatan ini menawarkan potensi untuk kontrol yang lebih intuitif dibandingkan dengan metode tradisional. Para peneliti percaya bahwa dengan penyempurnaan lebih lanjut, seperti teknik bedah yang lebih baik untuk menanamkan magnet dan desain soket yang lebih baik, sistem ini dapat menawarkan kontrol yang lebih tepat. Mereka juga menyarankan bahwa teknologi ini dapat dikombinasikan dengan teknik prostetik tingkat lanjut lainnya untuk lebih meningkatkan fungsionalitas.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini terutama didanai oleh Dewan Riset Eropa dan Kementerian Riset Italia. Dua penulis penelitian memegang saham di Prensilia Srl, sebuah perusahaan yang mengembangkan tangan dan prostetik robotik canggih.