ARC Angel:Sistem Inovatif NASA Mengurangi Kelelahan Lengan dalam Pelatihan Sub‑1G
Pusat Luar Angkasa Johnson, Houston, TX
Sistem kontrol aktif ARC ANGEL dapat secara otomatis menurunkan beban berbagai alat genggam, mencegah kelelahan lengan selama pelatihan sub-1G. (Gambar:NASA)
Inovator di NASA Johnson Space Center (JSC) telah mengembangkan sistem pelatihan robotik di Bumi yang disingkat “ARGOS”. Pesawat ini dapat secara aktif mensimulasikan keadaan astronot yang tidak berbobot di luar angkasa dengan menggunakan landasan pacu di atas kepala dan sistem penggerak jembatan untuk menurunkan sebagian atau seluruh bebannya menggunakan kabel yang terpasang, sehingga secara efektif menahan mereka dari tanah. Meskipun badan dan kaki subjek uji diturunkan bebannya, lengan dan perkakas tangan yang berat tidak diturunkan.
Teknologi Actuated Realtime Control for ARGOS Negation of Gravitational Effects on the Limbs (ARC ANGEL) dikembangkan untuk melepaskan beban lengan subjek uji yang sesuai dengan ruang dan melawan kelelahan yang terjadi saat melakukan aktivitas pelatihan menggunakan ARGOS. Seperti ARGOS, ARC ANGEL menyediakan pembongkaran muatan melalui tegangan kabel aktif yang dikendalikan komputer. Kabel digantung di antara manset lengan yang terletak tepat di atas setiap siku, dan gulungan bermotor dipasang ke Sistem Pendukung Kehidupan Primer (PLSS) yang mirip ransel pada pakaian antariksa.
Teknologi pembongkaran aktif ini dapat digunakan untuk sejumlah aplikasi selain simulasi lingkungan zero to one G. Misalnya, pasien yang sedang merehabilitasi bahunya dapat memperoleh manfaat dari bantuan gerakan yang meringankan beban lengan atau beban genggaman, pekerja konstruksi yang membawa alat berat dapat memanipulasinya dengan lebih mudah, atau dapat mengimbangi beban peralatan untuk personel militer yang pada akhirnya mencegah kelelahan anggota badan yang mungkin terjadi.
ARC ANGEL adalah sistem robot aktif seperti ARGOS; namun, motor listriknya tidak dipasang di atas ke sistem landasan pacu dan jembatan melainkan dipasang ke PLSS seperti ransel milik subjek uji di mana motor tersebut menyuplai torsi aktuasi real-time untuk melepas muatan ke lengan atas melalui kabel. Jika subjek uji mengambil palu, sistem akan segera bereaksi untuk menurunkan beban palu relatif terhadap lingkungan yang diprogram.
Sistem ini terdiri dari motor listrik, barang lunak, perangkat keras elektronik, firmware, dan perangkat lunak. Untuk menyediakan analog pembongkaran lengan yang beroperasi dengan lancar dan mengoptimalkan kinerja sistem, para insinyur di JSC membuat kode perangkat lunak yang memanfaatkan algoritma kinematik dan arsitektur loop tertutup untuk kontrol motor, bersama dengan skrip bahasa komputer khusus untuk menyerap data sensor. Hal ini memungkinkan subsistem ARC ANGEL terintegrasi dengan lancar dan secara akurat menyimulasikan lingkungan G satu hingga nol.
Selama pengoperasian, sensor tegangan kompak dan unit pengukuran inersia mendeteksi berat dan gerakan lengan serta menyediakan sistem kontrol loop tertutup yang memasukkan data ke komputer papan tunggal dan firmware yang diperlukan untuk diproses. Antarmuka pengguna grafis khusus juga dikembangkan sendiri untuk memberikan kontrol dalam memasukkan nilai arm offload yang diinginkan.
Selain itu, ARC ANGEL dilengkapi catu daya sendiri yang menyediakan daya ke subkomponennya tanpa kabel eksternal. Hal ini memungkinkan kemampuan untuk berfungsi secara independen dari ARGOS dan selanjutnya cocok untuk aplikasi terestrial yang potensial. Pekerjaan ini berkorelasi langsung dengan pengembangan exosuit aktif yang diterapkan untuk rehabilitasi dan/atau alat bantu kesehatan. ARC ANGEL pada dasarnya memberikan bantuan yang diinginkan (offload) sambil mempertahankan rentang gerak penuh subjek. Perangkat keras dan perangkat lunak sistem dapat dimodifikasi agar sesuai dengan individu yang tidak mengenakan pakaian antariksa dan dapat bergerak dengan bantuan anggota tubuh — tidak hanya melepaskan lengan.
NASA secara aktif mencari pemegang lisensi untuk mengkomersialkan teknologi ini. Silakan hubungi Petugas Lisensi NASA di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya. atau hubungi 202-358-7432 untuk memulai diskusi perizinan. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
