Rancang Bangun Eksoskeleton Robotik Bahu-Siku dengan PID Controller untuk Exo-Fes Hybrid Upperlimb pada Rehabilitasi Pasca Stroke

Aini, R Ajeng Zilvana Rizqi (2022) Rancang Bangun Eksoskeleton Robotik Bahu-Siku dengan PID Controller untuk Exo-Fes Hybrid Upperlimb pada Rehabilitasi Pasca Stroke. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text (ACCESS CLOSED BY AUTHOR) 07311840000016-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Gangguan motorik pasca stroke pada ekstrimitas atas termasuk hemiplegia dapat menghambat aktivitas sehari-hari, sehingga pasien membutuhkan rehabilitasi yang dapat meningkatkan kemampuan motorik dasar guna mengembalikan dan memulihkan fungsi gerak ekstrimitas atas. Maka pada penelitian ini diciptakan purwarupa eksoskeleton robotik yang nantinya dapat dikombinasikan dengan pendekatan rehabilitasi lain seperti Functional Electrial Stimulation (FES) untuk proses rehabilitasi ekstrimitas atas tepatnya pada sendi bahu dan sendi siku. Pola gerakan yang akan diberikan pada pasien adalah fleksi, ekstensi, abduksi, dan adduksi untuk melatih gerakan pada sendi bahu dan siku. Eksoskeleton robotic ini aktif sebagai sumber tenaga eksternal dan dikontrol berdasarkan kecepatan dan sudut. Dua kontroler Propotional-Integral-Derivative (PID) digunakan sebagai pengatur sudut dan kecepatan agar meminimalisir error sehingga lintasan sudut yang dihasilkan semirip mungkin dengan sudut yang diharapkan dan kecepatan yang dihasilkan dapat stabil. Setelah percobaan, didapatkan nilai optimal untuk kontrol kecepatan yaitu Kp=500, Ki=10, dan Kd=0 dengan tingkat overshoot maksimal 4,5% dan kontrol kecepatan Kp=9000, Ki=0, dan Kd=0 dengan tingkat overshoot maksimal 0,000300756%. Ki dan Kd yang bernilai 0 disebabkan oleh karakteristik motor yang digunakan tidak membutuhkan kontrol parameter tersebut. Pada percobaan juga didapatkan bahwa motor dapat mencapai target posisi maupun kecepatan dengan tingkat kesuksesan 100%. Motor juga berhasil mendeteksi perubahan arus pada saat terjadi voluntary movement yang berlawanan dengan arah gerak motor dan dapat diindikasikan terdeteksinya torsi yang diberikan subjek pada motor. Hal ini dapat menjadi bahan evaluasi tingkat keberhasilan rehabilitasi pada studi yang lebih lanjut.
=====================================================================================================
Post-stroke motor disorders in the upper extremities, including hemiplegia, can
inhibit daily activities, so patients need rehabilitation to improve basic motor skills
to restore and restore upper extremity movement function. So in this study, a
prototype robotic exoskeleton was created, which can later be combined with other
rehabilitation approaches such as Functional Electrical Stimulation (FES) for the
rehabilitation process of the upper extremity, specifically the shoulder and elbow
joints. The pattern of movement that the exoskeleton will give to the patient is
flexion, extension, abduction, and adduction to train movements in the shoulder and
elbow joints. This robotic exoskeleton is active as an external power source and is
controlled based on speed and angle. Two Proportional-Integral-Derivative (PID)
controllers are used as angle and speed controllers to minimize errors. The
resulting corner trajectory is close to the expected angle, and the resulting speed
can be stable. After the experiment, the optimal values for speed control were
Kp=500, Ki=10, and Kd=0 with a maximum overshoot rate of 4.5% and a speed
control Kp=9000, Ki=0, and Kd=0 with a maximum overshoot rate of
0.000300756%. Ki and Kd are 0 due to the characteristics of the motor used, which
does not require control of these parameters. The experiment also found that the
motor can reach the target position and speed with a 100% success rate. The motor
has also succeeded in detecting current changes when there is a voluntary
movement opposite to the direction of motor movements. The current changes can
indicate that the muscle torque by the subject on the motor is detected. It can be
used as material for evaluating the rehabilitation success rate in further studies.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Eksoskeleton Robotik, Hemiplegia, Kontroler PID, Muscle Torque, Stroke
Subjects:	R Medicine > RM Therapeutics. Pharmacology > RM950 Rehabilitation technology. T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7878 Electronic instruments
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Biomedical Engineering > 11410-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	R. Ajeng Zilvana Rizqi Aini
Date Deposited:	08 Feb 2022 02:40
Last Modified:	31 Oct 2022 01:38
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/93006

Actions (login required)

View Item