Desain Dan Evaluasi Performansi Dari Embedded Fuzzy Functional Electrical Stimulation Metode Cycle-To-Cycle Control Untuk Restorasi Gerakan Repetitif Sendi Lutut

Basith, Aidatunisadina Linazizah (2016) Desain Dan Evaluasi Performansi Dari Embedded Fuzzy Functional Electrical Stimulation Metode Cycle-To-Cycle Control Untuk Restorasi Gerakan Repetitif Sendi Lutut. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2213204204-Master_Thesis.pdf - Accepted Version

Download (3MB) | Preview
[img]
Preview
Text
2213204204-paper.pdf - Accepted Version

Download (881kB) | Preview
[img]
Preview
Text
2213204204-presentation.pdf - Presentation

Download (1MB) | Preview

Abstract

Beberapa penyakit, seperti stroke dan spinal cord injury, dapat mengakibatkan kelumpuhan serta hilangnya fungsi dasar anggota gerak pada individu yang mengalaminya. Fungsi tersebut dapat dikembalikan melalui rehabilitasi medik menggunakan metode Functional Electrical Stimulation (FES). Agar rehabilitasi dapat berjalan efektif serta dapat meningkatkan kualitas hidup dan kemandirian individu, maka sistem FES perlu dibuat dalam bentuk perangkat yang wearable dengan kontrol closed-loop. Pada penelitian ini, kontroler fuzzy untuk FES wearable telah dirancang dan diimplementasikan pada embedded system. Kontroler dirancang untuk mengontrol enam gerakan anggota gerak bagian bawah dan terbagi menjadi dua jenis kontroler, yaitu kontroler Single Input Single Output (SISO) dan Multi Input Single Output (MISO). Performansi kontroler dievaluasi melalui pengujian eksperimental untuk mengontrol gerakan fleksi dan ekstensi sendi lutut dengan subyek normal. Pengujian dilakukan dengan tujuan mengetahui kemampuan sistem untuk menghasilkan burst duration stimulasi secara otomatis serta melakukan kompensasi terhadap kelelahan otot yang terjadi pada subyek. Parameter pegujian berupa settling index (SI) dan nilai Root Mean Squared Error (RMSE). Dari hasil pengujian, SI untuk semua subyek dalam pengujian pengontrolan gerakan fleksi lutut maksimum bernilai antara 2-10 siklus, dengan nilai RMSE kurang dari 7o, sedangkan SI untuk pengujian kontrol gerakan ekstensi lutut maksimum bernilai antara 3-10 siklus dan nilai RMSE kurang dari 5°. Error maksimum pada saat terjadi kelelahan otot adalah sebesar 9.1°. Indeks rekoveri yang dibutuhkan sebesar 13 siklus dengan error absolut bernilai kurang dari atau sama dengan Δθ sebesar 3.5°. Hal ini membuktikan bahwa kontroler yang dirancang mampu menyesuaikan stimulasi dengan kondisi pengguna secara langsung, serta mampu meregulasi burst duration dan mengatasi kelelahan otot yang terjadi pada subyek. Dengan respon yang cepat, kontroler diharapkan dapat diterapkan untuk aplikasi klinis. ========================================================================================================= Some diseases and accidents, like stroke and spinal cord injury, can result in paralyzed limb and the loss of basic function of the limb. Those functions can be restored through medical rehabilitation using Functional Electrical Stimulation (FES) method. In order for the medical rehabilitation to be done effectively and able to increase life’s quality and independency of the user, the FES system should be made as a wearable device using closed-loop control. In this research, fuzzy controller for wearable FES was designed and implemented in embedded system. The controller was designed to control six movements of lower limb, divided into two, which are Single Input Single Output (SISO) and Multi Input Single Output (MISO) controllers. The performance evaluation of controller was done using experimental test to control flexion and extension movements of kneejoint in normal subject. The evaluation was done to know the ability of the system to regulate burst duration automatically and the ability to compensate muscle fatigue in subject. The evaluation parameters were settling index and Root Mean Squared Error (RMSE). From the result, SI for all subjects in maximum knee flexion control was 2-10 cycles, with MSE less than 7o, while SI for maximum knee extension control was 3-10 cycles with RMSE less than 5°. Maximum error when muscle fatigue happened was 9.1°. Recovery index needed was 13 cycles with absolute error less than or equal to Δθ, about 3.5°. It was proven that the designed controller was able to accommodate subject’s condition directly, able to regulate burst duration automatically, and able to compensate muscle fatigue in subject. With fast response, the controller designed was expected to be implemented for clinical application.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTE 621.381 548 Bas d 3100016067297
Uncontrolled Keywords: wearable functional electrical stimulation, gerakan sendi lutut, stimulator, burst duration, kelelahan otot, wearable functional electrical stimulation, knee-joint movement, stimulator, burst duration, muscle fatigue
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ223.P76 Programmable controllers
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Electrical Engineering > 20101-(S2) Master Thesis
Depositing User: - Davi Wah
Date Deposited: 03 Mar 2020 05:15
Last Modified: 03 Mar 2020 05:15
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/75188

Actions (login required)

View Item View Item