commit to user
III - 2
Tahapan yang dijelaskan pada gambar 3.1 digunakan untuk mengukur kemampuan
prosthetic endoskeletal
dengan
energy storing
mekanisme 2 bar pada aktivitas berjalan cepat pada bidang datar. Penjelasan lebih rinci mengenai metode
penelitian di atas dijelaskan dalam sub bab di berikut ini.
3.1 IDENTIFIKASI PERMASALAHAN
Tahapan awal yang dilakukan dalam penyusuan tugas akhir ini adalah identifikasi terhadap
amputee
atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
. Tahapan identifikasi permasalahan dapat dijelaskan, sebagai berikut:
1. Latar belakang,
Kaki termasuk alat gerak bawah yang digunakan dalam aktivitas berjalan, berjalan cepat, berlari, dan melompat. Berjalan cepat biasa dilakukan untuk
tujuan rekreasi fisik maupun untuk menghindari situasi lingkungan yang mengancam. Untuk mengakomodasi hal tersebut
amputee
memerlukan
prosthetic
yang mampu merespon kebutuhan
amputee
terhadap aktivitas jalan cepat. Atas dasar permasalahan tersebut, maka dikembangkan
prosthetic
model
endoskeletal
dengan sistem
energy storing
mekanisme 2 bar. Penelitian dilakukan guna mengukur kemampuan
prosthetic
dengan mengetahui pengaruh
energy storing
saat
amputee
melakukan aktivitas berjalan cepat pada bidang datar dengan kajian
dynamic cycle gait
. 2.
Perumusan masalah, Berdasarkan uraian yang ada pada latar belakang di atas, perumusan masalah
yang dapat dimunculkan dalam penelitian ini ialah bagaimana kajian
dynamic cycle gait
dalam mengukur kemampuan
prosthetic endoskeletal
dengan sistem
energy storing
mekanisme 2 bar saat aktivitas berjalan cepat. 3.
Tujuan dan manfaat penelitian, Penelitian ini bertujuan untuk mengukur kemampuan
prosthetic endoskeletal
dengan
energy storing
mekanisme 2 bar pada aktivitas berjalan cepat dengan
dynamic cycle gait
. Manfaat yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah mengetahui nilai usaha
work
dan energi serta nilai torsi pada setiap
joint
, melalui kajian
dynamic cycle gait
sepanjang periode waktu berjalan cepat,
commit to user
III - 3
dalam memberikan rekomendasi dalam pengembangan penelitian
prosthetic
atas lutut model
endoskeletal
dengan sistem
energy storing
mekanisme 2 bar 4.
Studi literatur, Studi literatur dimaksudkan untuk memperoleh informasi-informasi yang
menunjang jalannya penelitian ini. Studi literatur menguraikan tentang teori- teori yang digunakan sebagai dasar pemikiran, wawasan dan acuan dalam
perencanaan awal penelitian, pengumpulan data, pengolahan data dan bahan analisis hasil penelitian. Studi literatur yang digunakan diantaranya penjelasan
mengenai gerak tubuh
human motion
, gerakan berjalan manusia
human locomotion
, anthropometri data biomekanika, keseimbangan gerak biomekanika
,
kajian usaha
work
, energi dan torsi pada segmentasi tubuh manusia,
prosthetic above knee endoskeletal
, serta kajian berjalan cepat. 5.
Studi Observasi Studi observasi digunakan untuk mengamati gerakan berjalan manusia normal
pada aktivitas berjalan cepat. Identifikasi pola
cycle gait
gerak berjalan cepat manusia normal menjadi salah satu dasar pendukung dalam menentukan fase
gerakan berjalan cepat
amputee
. Satu siklus gerakan yang digunakan sebagai acuan dalam penelitian ini dibagi menjadi delapan fase yaitu
initial contact, loading respons, mid-stance, terminal stance, pre-swing, initial swing, mid-
swing,
dan
terminal swing
. Fase ini sama dengan fase gerakan berjalan normal yang dibagi menjadi 8 fase juga karena masih dalam kategori berjalan.
Berbeda dengan berlari walaupun pengertiannya mirip dengan berjalan cepat tetapi fasenya berbeda dimana saat berlari terdapat fase kedua kaki melayang
di udara. Berdasarkan penelitian yang dilakukan Umemura tahun 1998 dimana hasil penelitiannya menyatakan bahwa peningkatan dalam kecepatan berjalan
dari lambat menjadi cepat mempengaruhi
stride length
dan
walking cadence.
Dari kecepatan lambat menjadi cepat terdapat keadaan yang kontras dimana
stride length
semakin panjang dan
walking cadence
semakin pendek. Berdasarkan pernyataan tersebut perbedaaan kecepatan berjalan tidak
mempengaruhi jumlah fase gerakan berjalan antara berjalan normal maupun cepat karena masih dalam kategori berjalan dalam bidang rata.
commit to user
III - 4 3.2
PENGUMPULAN DATA
Pengumpulan data dilakukan sebagai penunjang dan bahan analisis terhadap permasalahan yang diangkat. Dalam hal ini pengumpulan data diperoleh
melalui dokumentasi penelitian terkait dengan kajian
prosthetic
atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
mekanisme 2 bar. Penelitian dilakukan di Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk Teknik Industri UNS dan
Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik Industri UNS. Data yang diambil dalam penelitian terdiri dari data awal dan data utama.
Data awal meliputi usia, tinggi, berat badan, riwayat amputasi, jenis amputasi dan pengukuran anthropometri responden. Data awal digunakan dalam mendukung
penelitian untuk mengetahui karakteristik pengguna
prosthetic
berdasarkan kondisi
amputee
yang menjadi responden dalam penelitian. Data utama yaitu data p
engukuran sudut θ pada
ankle, knee
, dan
hip joint
saat fase gerakan dalam satu siklus berjalan cepat. Data utama merupakan data yang secara langsung akan
menjadi input dari analisis biomekanika melalui pengembangan formulasi matematik yang akan dilakukan dalam kajian penelitian. Formulasi model
dibangun secara dinamik sepanjang periode waktu berjalan dengan menggunakan pendekatan persamaan
lagrange euler
. Metode
Euler-Lagrange
merupakan gabungan dari dua pembahasan yaitu metode
Euler
yang dikenakan dengan pengali
Lagrange
. Metode
Euler-Lagrange
mengakomodasi bahwa penyelesaian yang diperoleh bersifat kontinu. Penjelasan lebih lanjut mengenai data yang
diperlukan dalam pengukuran pada pengguna
prosthetic
atas lutut
endoskeletal
dengan memperhatikan aspek
energy storing prosthetic knee
, sebagai berikut: 1.
Penentuan responden
amputee
. Pemilihan
amputee
yang digunakan sebagai responden dalam penelitian didasarkan pada kondisi anatomi tubuh
amputee
. Karakteristik ini ditinjau dari tipe amputasi, riwayat amputasi dan kondisi
stump
, sehubungan dengan penelitian mengenai penggunaan
prosthetic
atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
mekanisme 2 bar yang diuji cobakan dalam tugas akhir. Adapun dalam penelitian ini responden
amputee
berjumlah satu orang, berjenis kelamin laki-laki dan berusia 49 tahun.
2. Pengukuran anthropometri pengguna
prosthetic
kaki atas lutut.
commit to user
III - 5
Pengambilan data anthropometri
amputee
pengguna
prosthetic
digunakan untuk menghitung panjang segmen titik berat dan momen inersia segmen
tubuh pengguna
prosthetic
. Pertama-tama diukur tinggi badan dan berat badan pengguna
prosthetic
, kemudian dilakukan pengambilan data anthropometri
amputee
. Data anthropometri tubuh yang diambil, merupakan data yang berhubungan langsung dengan pengukuran panjang segmen kaki yang
meliputi panjang
stump,
panjang betis dan panjang telapak kaki. Panjang segmen telapak kaki diukur dari ujung jari terpanjang pada kaki hingga bagian
belakang dari kaki. Panjang segmen betis diukur dari mata kaki hingga lutut.
a b
Gambar 3.2 Alat ukur, a Timbangan badan, b Meteran
Sumber :Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret, 2010
3. Pengukuran dimensi
prosthetic
atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
. Pengukuran dilakukan untuk mengetahui karakteristik
prosthetic
atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
mekanisme 2 bar yang ditinjau dari ukuran berat dan panjang
prosthetic.
Pengukuran dimensi
prosthetic
dilakukan dengan menggunakan meteran, dan berat
prosthetic
diukur dengan menggunakan
force gauge
.
Gambar 3.3 Force Gauge
Sumber :Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2010
commit to user
III - 6
4. Pengamatan gerakan berjalan cepat
amputee
pada bidang datar. Objek penelitian yang diamati adalah gerakan berjalan cepat
amputee
dengan menggunakan
prosthetic
atas lutut model
endoskeletal
system
energy storing
mekanisme 2 bar. Spesifikasi cara berjalan cepat
amputee,
sebagai berikut: a.
Panjang langkah
stride length
pendek. b.
Kecepatan berjalan ± 1.7 ms. c.
Amputee
berjalan sepanjang 12 m. d.
Tumpuan pertama saat melangkah pada bagian tumit. 5.
Penentuan fase berjalan dalam satu siklus gerakan
gait cycle
saat aktivitas berjalan cepat.
Satu siklus gerakan yang digunakan sebagai acuan dalam penelitian ini dibagi menjadi delapan fase yaitu
initial contact, loading respons, mid-stance, terminal stance, pre-swing, initial swing, mid-swing,
dan
terminal swing
. 6.
Penentuan
capture
pada tiap fase dalam satu siklus
gait cycle
saat aktivitas berjalan cepat.
Capture
digunakan dalam membantu memodelkan manusia dalam suatu sistem benda jamak yang tersusun dari
stick diagram
pada setiap
joint
yang saling terhubung membentuk satu kesatuan.
Capture
dibuat pada setiap fase dalam satu siklus gerakan
amputee
pengguna
prosthetic
atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
saat berjalan cepat. 7.
Pengukuran sudut gerakan θ pada segmen tubuh di setiap fase gerakan.
Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui sudut yang terbentuk pada
ankle, knee
, dan
hip joint
baik kaki normal maupun kaki
prosthetic
saat berjalan cepat menggunakan
prosthetic
kaki atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
mekanisme 2 bar. Pengukuran sudut diukur dengan menggunakan alat
electrogoniometer
RF. Secara umum, prosedur pelaksanaan dari pengukuran sudut, yaitu:
a. Pengguna
prosthetic
memakai
prosthetic
kaki atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
mekanisme 2 bar yang digunakan dalam eksperimen.
b. Pemasangan
electrogoniometer Rf
di tubuh pengguna
prosthetic
dilakukan pada bagian
ankle, knee
, dan
hip joint
. Alat
electrogoniometer Rf
commit to user
III - 7
tersambung pada sebuah komputer untuk menampilkan hasil pengukuran sudut
ankle, knee
, dan
hip joint
pada kaki normal maupun
prosthetic
. c.
Pengguna
prosthetic
atas lutut
endoskeletal
dengan
energy storing
melakukan aktivitas berjalan cepat. Data pengukuran akan ditampilkan dalam komputer.
d. Pengukuran dilanjutkan sampai mendapatkan data yang cukup untuk
dilakukan pengolahan data lanjutan.
Gambar 3.4 Electrogoniometer Rf
Sumber : Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta, 2010
3.3 PENGOLAHAN DATA
