TUGAS MATA KULIAH MEKATRONIKA

REVIEW PAPER “Electric Wheelchair Navigation Simulators: why, when, how?”Patrick Abellard, Iadaloharivola Randria, Alexandre Abellard, Mohamed Moncef Ben Khelifa and

Pascal Ramanantsizehena HANDIBIO EA4322, IUT, Université du Sud Toulon Var / Ecole Supérieure

Polytechnique d’Anatananarivo France / Madagascar

Diusulkan oleh :

Radhitya Pujosakti 21060111140144, Angkatan 2011

M. Harrits Fitriansyah 21060111140157, Angkatan 2011

Faisal Al-Faruq 21060111140161, Angkatan 2011

Kelas A

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2013

1. Pendahuluan

Dewasa ini diketahui bahwa setiap sistem teknis alat bantu harus dievaluasi atau di

uji coba sehingga dapat sesuai dengan kebutuhan pengguna . Tes yang dilakukan dalam

situasi yang realistis memberikan indikasi yang bersangkutan mengenai adaptasi pengguna

untuk penggunaan alat bantu yang baru. Namun, sistem teknis alat bantu sering menjadi

solusi yang sangat mahal serta merupakan kendala yang sangat spesifik untuk setiap orang

cacat. Selain itu , penerimaan uang untuk bantuan teknis alat bantu bagi orang cacat harus

diasuransikan .

Dalam konteks ini , salah satu tantangan yang dihadapi oleh masyarakat

internasional adalah evaluasi motorik dan inovasi dalam pilihan system teknis alat bantu.

Beberapa karya-karya mengusulkan metode evaluasi berdasarkan kuesioner atau uji klinis

( Kirby dkk . , 2002) . Kelemahan utama dari solusi ini adalah bahwa mereka sering

bersifat subjektif, serta didedikasikan untuk spesifikasi patologi dan tidak cukup untuk

membuat pilihan akhir yang disesuaikan dengan spesifitas psikologis pengguna.

Keputusan terakhir kemudian bergantung pada keahlian dokter , khususnya ergotherapists

2 . Simulator kursi roda listrik

Komunitas ilmiah dan penelitian telah sering mencoba untuk menempatkan

teknologi untuk diri manusia selama beberapa dekade . Pada awal 80-an , Pronk dan

teman-temannya menjadi yang pertama yang mengembangkan alat simulasi untuk

mengemudikan kursi roda listrik ( Pronk et al . , 1980) . Dalam tujuan ini , mereka

menggunakan simulasi yang dibantu komputer . Pandangan yang luas dan global dari

gerakan kursi roda ditampilkan pada layar terminal . Penulis menyimpulkan bahwa

simulator di masa depan bisa membantu para pengguna kursi roda untuk dapat

beradaptasi pada kursi roda listrik yang akan mereka gunakan kedepannya . Karena

karya-karya pertama, beberapa proyek lainnya telah mengeksploitasi ide ini untuk

menggunakan virtual reality untuk belajar mengemudi kursi roda listrik.

2.1 PWMs ( Powered Wheelchair Mobility Simulator ) : Universitas Negeri New York

( Buffalo ) , Amerika Serikat

Proyek simulator kursi roda listrik didasarkan pada karya asli dari « Penyu Trainer

» (Gambar 1 ) , ( Bresler , 1990 ).

Gambar 1. Penyu Trainer Wheelchair

, yang dikembangkan oleh tim dari Pusat Teknologi Assistive di State University

of New York ( Buffalo ) , untuk membangun suatu system evaluasi dan alat pembinaan

bagi orang-orang dengan cacat fisik atau kekurangan sensorik ( Schmeler et al . , 1993).

Hal ini ditujukan untuk menjadi sarana belajar untuk menentukan kapasitas kemampuan

seseorang mengemudikan kursi roda listrik dengan kekurangan fisiknya , atau cacat

sensoriknya ( Schmeler , 1993) .

2.2 Virtual Electric Power Wheelchair Driving: Pittsburgh University & VA Healthcare

System, Pennsylvania, USA

Ini adalah studi di mana kontrol kecepatan real-time dari kursi roda listrik telah

dianalisis menghadapi gangguan , parameter variasi internal dan ketidakpastian eksternal

( Ding et al . , 2003 ) . Para peneliti telah melakukan penelitian ini karena kontroler

Proporsional Integral sederhana yang digunakan di kursi roda bermotor telah dianggap

belum cukup dan tidak berperilaku benar dengan gangguan , sensor ketidakpastian dan

variasi beban .

2.3 Wheelchair User Proficiency Through Virtual Simulation: OSC (Ohio

Supercomputer Center) and Ohio State University, USA

Ide dasarnya adalah untuk mnggunakan suatu sistem yang memungkinkan

pengguna untuk mendorong kursi roda bermotor di lingkungan arsitektur virtual ( Swan

et al . , 1994 ) . Bahkan , kekurangan metode evaluasi ini untuk orang cacat yaitu dengan

menentukan perintah yang terbaik disesuaikan dengan kecocokan yang sering

dilaporkan. Tampilan dilakukan di dalam dan luar melalui visi stereoskopik

menggunakan lensa terpolarisasi (Gambar 2 ) .

Gambar 2. WUPTVS

2.4 Wheelchair Training: Virtual Reality Laboratory, ORI (Oregon Research

Institute), Oregon, USA

Peneliti Oregon Research Institute ( ORI ) telah menjadi yang pertama untuk

menggunakan virtual reality untuk mempelajari sifat-sifat motorik untuk anak-anak

yang mengalami cacat fisik . Mereka menggunakan metode ini untuk meningkatkan

mobilitas anak buta dan tuli dengan melatih mereka untuk efisien menggunakan kursi

roda mereka . Dalam proyek ini , lingkungan yang dihasilkan komputer

mensimulasikan jalan dan orang-orang virtual sehingga anak bisa memiliki lebih

banyak pengalaman sebagai pengemudi kursi roda. Sebenarnya , para peneliti

mengembangkan satu set alat pendidikan dan rehabilitasi bagi penyandang cacat . Hal

ini didasarkan pada studi eksperimental untuk memperhitungkan konsekuensi tertentu

untuk berbagai jenis menu pembelajaran pada anak menggunakan virtual reality .

2.5 H.M2.P.H.(Habitat Modulable et Mobile pour Personnes Handicapées): Tours

University, France.

Proyek HM2PH didanai oleh Indre - et -Loire Conseil hasil Général dari

kolaborasi antara Departemen Ilmu Komputer Polytech'Tours Sekolah Teknik dan Hant

( Handicap et Nouvelles Technologies) tim peneliti dari Universitas Tours LI

Laboratorium. Hal ini bertujuan untuk membawa orang cacat ( dan orang tua) menuju

kebebasan menggunakan kursi roda yang diadaptasi oleh bantuan teknis . Hal ini juga

menyangkut desain rumah yang disesuaikan dalam virtual reality :

- Dapat dimasukkan program virtual di tempat medis ( rumah sakit , pusat

rehabilitasi )

- Dapat dimasuka program virtual rumah

2.6 Assistive Technology Access Interfaces: Ohn School for the Physically Disabled,

Tel Aviv, Israel.

Proyek ini merupakan bagian dari bidang penelitian yang menyelidiki untuk

mengembangkan dan mengevaluasi interface teknologi bantu sehingga orang dengan

cacat fisik yang parah dalam kapasitas untuk menggunakan alat bantu lebih efisien. Hal

ini bertujuan untuk menguji kemampuan sebuah dasar software simulator mengemudi

untuk mengevaluasi dan melatih anak-anak cacat untuk mengendarai kursi roda listrik (

Hasdai et al . , 1998 ) .

2.7 Simulator of Powered Wheelchair: Research Institute, Pusat Rehabilitasi Nasional

untuk Penyandang Cacat, Jepang.

Konteks penelitian ini adalah penggunaan pengembangan simulator lingkungan

luar untuk kursi roda listrik. Simulator ini terbuat dari dua layar komputer dan platform

mobile. Layar menyediakan lingkungan virtual, termasuk tanda-tanda jalan, rel kereta

api persimpangan, trotoar, tanah miring. Pejalan kaki dan sepeda bisa datang dengan

cara yang berbeda dalam jalanan virtual. Platform terhubung ke enam aktuator (yaitu

listrik servo-motor) menghasilkan akselerasi dan deselerasi mirip dengan sebuah kursi

roda listrik yang nyata.

2.8 Electric wheelchair Simulation, VAHM extension: LASC (Laboratoire

d'Automatique des Systèmes Coopératifs), Metz University, France

Proyek ini terbuat dari platform simulasi menggunakan virtual reality, di mana

kursi roda ditempatkan.

Ini memiliki tiga tujuan (Niniss et al, 2000a.):

- Membantu mobilitas fungsionalis alat bantu baru,

- Membantu memilih dan menentukan kursi roda listrik yang sesuai dengan

kebutuhan,

- Membuat pengemudi lebih mudah belajar

Karya ini merupakan perbaikan dari proyek sebelumnya: VAHM (kendaran

Autonome pour Handicapés Moteurs) (Bourhis et al., 1998). Dibutuhkan ke kinematika

cerdas yang ada di kursi roda listrik, yang telah disusun untuk mempermudah belajar

mengemudi (Niniss dkk., 2000b). Hal ini juga terintegrasi pemodelan sensor ultrasonik

dalam simulasi dan sistem cerdas untuk membantu pengemudi mengendalikan kursi

roda bermotor.

2.9 Mengevaluasi dan belajar untuk menggerakkan sebuah kursi roda listrik: Rumah

Sakit Royal untuk Neuro-kecacatan & University of East London, Londres,

Inggris.

Hasil Karya ini merupakan hasil kolaborasi antara Departemen Psikologi Klinis

(Rumah Sakit Astley Ainslie, Edinburgh), Departemen Teknologi Klinik (Rumah Sakit

Royal untuk Neuro-cacat, West Hill) dan Departemen Psikologi (East Universitas

London). Studi pertama (Harrison et al., 2000) mempresentasikan data kuantitatif dan

kualitatif relatif terhadap konsepsi dan pelaksanaan dua non lingkungan virtual

immersive sehingga untuk mengevaluasi dan melatih pengguna kursi roda listrik

dewasa memiliki kekurangan neurologis yang kompleks.

2.10 Sistem Dinamis, Engineering Research Group, Portsmouth University, Inggris

Tim ini bekerja pada kursi roda penghindaran hambatan, dengan menggunakan

virtual reality untuk membantu orang tua yang memiliki masalah dalam belajar untuk

memanipulasi sistem mobilitas (Stott et al., 2000). Tujuannya adalah untuk

mempelajari aplikasi pembelajaran yang berbeda dengan menggunakan virtual reality

dan melibatkan klinis untuk pasien yang menderita masalah mobilitas.

2.11 VEMS (Virtual Environment Mobility Simulator): Universitas Limerick, Irlandia

VEMS singkatan dari Virtual Environment Mobility Simulator.

Perkembangannya bertujuan menyediakan solusi sederhana dan efisien untuk belajar

dan beradaptasi untuk menggerakkan kursi roda listrik (Adelola et al, 2002;. Adelola et

al, 2005a.). Tujuan utamanya adalah menganalisis efek manipulasi kursi roda nyata

untuk berinteraksi dengan lingkungan, karena perkembangan anak sangat terkait

dengan eksplorasi dan tindakan dengan lingkungannya.

2.12 OCAWUP (Obstacle Course Assessment of Wheelchair User Performance): Laval

dan Sherbrooke Universitas, Québec, Kanada.

Ini adalah proyek kolaborasi antara beberapa pusat rehabilitasi Kanada dan

lembaga, rumah sakit dan universitas bekerja pada teknologi bantu. Ini berkaitan

dengan evaluasi navigasi kursi roda. Bahkan, penulis berpikir hasil yang diperoleh

untuk klinis mengevaluasi kapasitas kemampuan pengguna kursi roda dan parameter

yang memiliki pengaruh terhadap mobilitas tidak cukup lengkap. Oleh karena itu

pekerjaan awalnya adalah terdiri dalam mendefinisikan kerangka konseptual yang

menunjukkan pandangan yang lebih global untuk mengevaluasi kapasitas kemampuan

mengemudi kursi roda (Routhier et al.,2003)

2.13 Aksesibilitas antarmuka haptic: Strathclyde University, Glasgow, Scotland, UK.

Dalam konteks ini, sebuah proyek terbaru dari Universitas Strathclyde

menyangkut pengembangan platform kursi roda (Grant et al., 2004) yang merupakan

layanan virtual reality yang dapat digunakan untuk mengatasi aksesibilitas bangunan

nyata (Grant, 2003).

2.14 VRWC ( Reality Virtual Wheelchair ) : Clarkson University , New York , Amerika Serikat.

Penawaran proyek VRWC dengan konsepsi dan realisasi setiap bagian dari kursi roda virtual ini sekitar $ 20,000 , yang bertujuan untuk membantu anak anak yang memakai kursi roda untuk kesehariaanya. Simulator ini digunakan untuk melatih seseorang agar lebih pandai mengendalikan kursi roda dalam lingkungannya , namun masih di bawah pengawasan terapis .Jika simulasi ini lancar dan pelatihan yang terbukti efisien , langkah berikutnya adalah membuatnya diterima oleh perusahaan asuransi untuk dapat mendapatkan lisensi mengemudi kursi roda listrik.

2.15 Stroke Simulator : VRlab/HPC2N , Umeå University , Swedia

Tujuan awal proyek ini adalah untuk mempelajari kapasitas lingkungan virtual. 9

orang dari Rumah Sakit Universitary Norrland ( NUS ) melakukan tiga pengujian

sehari-hari seperti membaca koran , mengisi gelas dengan air dan menempatkan pasta

gigi pada sikat gigi dalam simulator virtual tersebut. Tugas-tugas ini telah dilakukan

dalam lingkungan virtual dengan kedua orang sehat dan penderita tremor. Menganggap

lingkungan virtual adalah data normal yang bisa disesuaikan dengan gangguan persepsi

yang ada.

2.16 Virtual Intellegent Wheelchair : CRVM ( Centre de réalité Virtuelle de la Méditerranée ) Mediterranean University, Marseille, Prancis.

Tim ini sedang mengembangkan pembelajaran dan evaluasi dalam simulator

CRVM di mana sistem CAVE baru-baru ini telah diinstal sehingga dapat melakukan

simulasi yang optimal. Simulator interaktif ini akan memungkinkan mengoptimalkan

antarmuka grafis, perintah dan kerjasama antara manusia-mesin dengan

memperhatikan potensi kesulitan yang dihasilkan dari kecanggihan mereka.

2.17 Home electric wheelchair simulator: LISV (Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles), Versailles University, France

Ini adalah proyek simulasi navigasi kursi roda untuk aksesibilitas bangunan

yang lebih baik. Bahkan , mengadaptasi ruang perumahan dan industri. Dalam

kompleks ini dan konteks diversifikasi , aksesibilitas ruang di kursi roda adalah topik

yang sangat menarik . Tujuannya untuk membuat pergerakan kursi roda lebih mudah

didalam atau di luar rumah .

2.18 WheelSim © : LifeTool , Austria

Perangkat lunak ini adalah satu-satunya simulasi kursi roda komersial yang tersedia dipasara . WheelSim © adalah produk dari LifeTool ( f. 1998) , yang berbasis di Linz , Austria. Software dirilis versi 1.2 dan sekarang bertujuan mengadaptasi teknologi untuk manusia, masyarakat menyatukan kompetensi spesialis diversifikasi , menggabungkan edukatif, psikologis ,sosial dan realistis integratif anggota pelaku sosial dengan keahlian peneliti teknis dan spesialis cacat dan rehabilitasi . Software WheelSim bertujuan untuk membuat pengguna lebih mudah belajar dari penguasaan kursi roda pengemudi , dan juga dapat digunakan sebagai diagnosis dan pelatihan perangkat lunak atau bahkan sebagai permainan sederhana .

2.19 Isidorus HandiBio , Toulon University, Perancis Isidorus

Telah mengembangkan dalam humas sosial yaitu Hôpital Renée Sabran ( Giens /

Hyères – Var ) dan Asosiasi des Paralysés de France ( delegasi Var ) . Hal ini berguna

untuk belajar dan dapat mengevaluasi kapasitas kemampuan mengemudi untuk

pengguna kursi roda listrik . Ini menyediakan informasi kuantitatif untuk membantu

terapis dalam pengambilan keputusan progresi pengguna dan instrumentasi yang akan

ditambahkan untuk berkendara dengan aman .

3. Kesimpulan

Banyak karya bersifat subyektif dan memberikan prioritas kepada terapis , tetapi tidak

memiliki evaluasi yang dapat diukur untuk kapasitas kemampuan pengemudi.

Beberapa proyek agak berkembang , sementara yang lain lebih sederhana namun lebih

menarik dalam hal keuntungan dalam konsepsi dan biaya material .

Stereoskopik yang memiliki persepsi 3D yang ditingkatkan ( Swan et al . , 1994 ) ,

tetapi sistem yang mahal dan belum terbukti belum membawa perbaikan navigasi

karena penggunaan drive yang cepat dalam menyusun suatu ketidaknyamanan dalam

visualisasi.

Garis besar karya-karya ini terlihat : menawarkan pengguna ( pasien , dan dokter

rehabilitation , ergotherapists , ... ) dapat mengevaluasi performant dan kuantifikasi

alat , mudah digunakan , terbuka untuk antarmuka dengan perangkat komersial dan

dengan biaya yang wajar untuk disebarkan pada skala yang mungkin lebih luas.