YouBionic membuat tangan palsu yang dicetak 3D

Dengan Iron Man, desainer teknologi Italia Federico Cicarese memegang tangan plastik putih yang dilengkapi dengan kabel warna-warni yang terpasang pada papan tombol elektronik. Dia akan memulai demo miliknya Tanganmu Bionic. Di jendela di belakangnya, matahari sedang terbenam — saat itu malam di Milan — dan di sebelah kirinya, ada poster Tony Stark seukuran aslinya dengan pakaian full metal.

“Dia asisten saya,” canda Ciccarese. “Dan juga pahlawan dan inspirasi saya karena dia peduli pada kemanusiaan.”

Dia memutar tangannya, dan jari-jarinya yang putih berkapur mengepal. Kemudian mereka terlepas dan telapak tangan terbuka kembali. Terakhir, jari telunjuk dan ibu jari membentuk lingkaran, seolah-olah sedang memegang benda kecil yang halus.

Kami menganggap remeh langkah-langkah ini; kita semua melakukannya ribuan kali sehari tanpa berpikir. Namun bagi orang yang kehilangan tangan atau jari, tindakan sederhana ini tidak mungkin tercapai. Menggenggam kenop pintu adalah hal yang mustahil, apalagi memegang pulpen atau menghitung uang receh. Ciccarese berangkat untuk memperbaiki masalah ini. Tangan YouBionic miliknya mungkin terlihat seperti fiksi ilmiah, namun mekanismenya ternyata sangat sederhana, katanya.

Saat kita ingin melingkarkan jari kita di sekitar gelas atau mengambil selembar kertas, otak kita mengirimkan sinyal ke otot kita. Sinyal-sinyal ini berjalan melalui sistem saraf pusat kita ke otot dalam bentuk impuls listrik. Pada tubuh orang yang sehat, sinyal-sinyal ini menghasilkan kontraksi otot yang sesuai seperti gerakan dan pembengkokan jari. Pada tubuh orang yang diamputasi, otak tetap menghasilkan sinyal, namun tidak sampai pada tujuannya karena bagian tubuh tersebut tidak ada. Namun jika Anda menempelkan elektroda ke otot sisa lengan orang yang diamputasi, Anda dapat membaca impuls dan menerjemahkannya ke dalam gerakan tangan—walaupun itu gerakan plastik.

Impuls listrik berbeda dalam kekuatannya, yang diterjemahkan ke dalam kontraksi dengan skala yang berbeda dan pergerakan dengan rentang yang berbeda: impuls yang lebih rendah menghasilkan pergerakan yang lebih kecil, impuls yang lebih tinggi menghasilkan pergerakan yang lebih besar yang.

Konversi ini cukup mudah, kata Ciccarese, berkat Arduino, sejenis mikrokontroler yang memungkinkan pembuatan perangkat robot yang berinteraksi dengan dunia menggunakan sensor yang menyedot informasi (dalam hal ini melalui elektroda), dan aktuator—motor kecil yang membuat komponen mekanis bergerak. “Ada listrik di seluruh otot tubuh kita,” kata Ciccarese. “Saat otak mengirimkan impuls ke otot, sensor membacanya dan menerjemahkannya menjadi angka yang sebanding dengan kontraksi, lalu mengirimkan pesan tersebut ke mikrokontroler.”

Dibutuhkan tiga elektroda untuk membaca impuls listrik satu otot. Untuk membuat tangan YouBionic beroperasi, Ciccarese menempatkan elektroda merah di tengah otot, elektroda biru di ujung, dan elektroda hitam ke arah tulang dekat otot. Kedepannya, untuk meningkatkan pergerakannya, ia berencana menggunakan elektroda pada banyak otot.

Namun itu hanya sebagian dari daya tarik tangan YouBionic. Yang lainnya adalah kesederhanaan manufaktur. Bagian plastiknya dicetak 3D dari debu nilon. Dalam sebuah proses yang disebut sintering, printer laser 3D memanaskan debu dan mencetaknya menjadi bagian plastik yang diperlukan. “Saat ini saya mengirimkan gambar ke perusahaan yang mencetaknya,” kata Ciccarese, tapi kedepannya bisa dilakukan di rumah. Dengan teknologi 3D yang sedikit berbeda seperti Pemodelan Deposisi Menyatu yang membuat komponen dengan melapisi plastik, pelanggan YouBionic akan dapat mencetak sendiri potongan tangan mereka secara 3D, dengan mudah dan murah. Arduino, yang berjalan pada perangkat keras sumber terbuka, juga tidak mahal, jadi Ciccarese memperkirakan harga perangkat YouBionic sangat terjangkau.

Dia membayangkan orang yang diamputasi dapat memperbarui perangkat keras dan perangkat lunak anggota tubuhnya seperti kita memperbarui ponsel cerdas kita. Jika ada update software Arduino yang membuat jari Anda lebih cepat mengepal, langsung saja download kodenya. Jika ada peningkatan pada ibu jari yang memberi Anda pegangan yang lebih baik pada pena, cetak 3D bagian ibu jari yang baru dan buang bagian ibu jari yang lama.

“Di masa depan masyarakat dapat memperbarui tangan bioniknya dengan mengunduh dan mencetak model 3D terbaru,” ujarnya. Saat ini, seluruh bagian tangan terbuat dari plastik, kecuali kabel, namun ia berencana untuk menambahkan titik-titik karet pada bagian tersebut untuk meningkatkan daya cengkeramnya.

Ciccarese mengatakan bahwa teknologinya juga dapat diterapkan pada orang yang diamputasi kaki. Namun dia juga mengambil langkah lebih jauh. Dia membayangkan bahwa bahkan manusia yang sehat pun dapat merasakan manfaat dari tangan ketiga dalam beberapa situasi. Mengapa tidak memberikan bantuan ekstra – robot ekstremitas yang tidak dapat dihancurkan dan tidak merasakan sakit – kepada petugas pemadam kebakaran atau orang lain yang beroperasi dalam kondisi ekstrem? Dan para astronot yang memperbaiki permukaan kapal mereka mungkin juga akan menemukan tangan yang dapat digunakan di luar pakaian mereka.

“Saya memulai perangkat ini sebagai prostetik, namun bisa memiliki banyak kegunaan,” kata Ciccarese. “Saya harap saya bisa melakukan sesuatu untuk kemanusiaan seperti Iron Man.”

Sebagai seorang perancang perahu di siang hari dan pecinta robot di malam hari, Ciccarese mulai bereksperimen dengan tangan bionik sekitar setahun yang lalu. "Saya berumur 33 tahun. Merancang perahu itu bagus, kenapa tidak, tapi saya ingin melakukan sesuatu yang penting bagi kemanusiaan,” katanya, seraya menambahkan bahwa ia berencana mengizinkan orang yang diamputasi menguji YouBionic pada tahun 2015.

“Di Twitter, saya berbicara dengan seorang ayah dari seorang anak berusia 5 tahun yang kehilangan lima jarinya. Dia menunggu saya menyelesaikan ini, sehingga putranya dapat mencobanya.”

Rekomendasi Editor

• Printer 3D ini mendapat diskon lebih dari 50% pada penjualan ulang tahun Monoprice
• Butuh kostum Halloween di menit-menit terakhir? Lihat tampilan yang dapat dicetak 3D ini
• Masa depan pembuatan barang: Di dalam evolusi pencetakan 3D dengan Formlabs
• Ide Hadiah Hari Ayah: Printer 3D murah ini dijual dengan harga kurang dari $300
• Laboratorium Silicon Valley berusia 50 tahun yang secara praktis menemukan komputasi modern