Abstrak —Dari  keseluruhan  jumlah  penduduk  di  Indonesia dengan disabilitas mencapai 2.126.000 jiwa, dengan total jumlah tuna daksa 717.312 dan Tuna Daksa dengan grahita berjumlah 149.458  jiwa,  sama  dengan  menyumbang  47.4%  dari  total keseluruhan jumlah difabel . Hidup sebagai penyandang cacat di tengah-tengah rmasyarakat membuat mereka merasa terisolasi dalam  kehidupan  sosial  dan  memiliki  kebutuhan  yang  tak terpenuhi  dalam  kaitannya  dengan  keuangan,  pekerjaan  dan kegiatan  sosial,  sementara.  Dengan  keadaan  demikian,  maka dibutuhkan alat bantu gerak untuk penyandang tuna daksa kaki, khususunya jenis amputasi  bagian bawah lutut. Dengan proses pembuatan yang konvensional, harga kaki palsu masih terbilang mahal  bagi  golongan menengah ke bawah. Karena itu, metode rapid prototyping menjadi alternatif  proses pembuatan modern untuk menekan biaya. Metode dimulai dengan mengambil data primer, shadowing, dan deep interview. Konsep yang digunakan untuk kaki palsu ini adalah curvy agar kaki palsu lebih terlihat seperti  kaki manusia pada umumnya guna meningkatkan rasa percaya diri pengguna. S elain itu, flexi foot untuk memberikan mekanisme pada jari jari agar kaki ketika melangkah, gerakan toe  off mampu  memberikan  efek  yang  sama  seperti  manusia berjalan pada umumnya.
Kata Kunci —amputate,  leg, prosthetic,  Rapid  Prtotyping.

## I. PENDAHULUAN
ARI  keseluruhan  jumlah  penduduk  di  Indonesia dengan disabilitas mencapai 2.126.000  jiwa,  dengan  total jumlah tuna daksa 717.312 dan Tuna Daksa dengan grahita berjumlah 149.458  jiwa,  sama  dengan  menyumbang  47.4%  dari  total keseluruhan jumlah  [1].
Tiap  pasien  amputasi  mengalami shock dalam  menerima kehilangan  salah  satu  anggota  tubuhnya,  dengan  keadaan seperti  itu para pasien sangat membutuhkan dukungan secara fisik  atupun psik is, dikarenakan  pasien  amputasi  memiliki kebutuhan  seperti  ekonomi,  dan  kehidupan  sosial  yang  tak terpenuhi  [2],  sedangkan dukungan  secara  fisik  bisa diwujudkan  melalui  alat  bantu  palsu  ( prosthetic) dalam jurnal ini prosthetic leg. Pengembangan prosthetic leg di Indonesia sendiri tertinggal jauh dengan negara-negara lain. prosthetic leg yang banyak di pasaran  Indonesia  lebih  mengacu  pada  bentukan cosmetic, karena  bentuk  yang  menyerupai  kaki  asli  lebih  memuaskan bagi  pasien  tuna  daksa  [3] sehingga  secara  fungsi  belum banyak meng cover beberapa foot abilities, seperti dorsi flexion dan  plantar  flexion. Selain  dari  fungsi,  metode  pembuatan prosthetic leg di Indonesia juga masih menggunakan cara cara
k onvensional meskipun sudah banyak teknologi canggih yang masuk  di  Indonesia  seperti  printer  3d.  Proses  pembuatan prosthetic  leg degan  printer  3d  dan  reverse  engineering memangkas  banyak step dibanding pembuatan konvensional.
Gambar 1. Step Pembuatan Konvensional (a) dan 3D Printing (b).

## II. MET ODE PENELITIAN
A. Bahan dan Alat
1. Filamen  ABS dan PLA 1.75mm
2. Pipa Alumunium  Ø31.75mm
3. Spring Ø18mm, l = 33mm
4. Busa Hati tebal 5mm
5. Mesin Printer 3D  Wanhao D4S
6. 3D  Scanner EinscanPro.

## B. Tahap Pengumpulan Data
Pengumpulan data diperoleh dari  hasil  interview user, deep interview  dengan expert ,  dan shadowing, serta pengolahan studi pustaka. Data-data tersebut meliputi:
1) Data Primer
Interview user berupa ukuran ukuran yang menjadi standart of  procedure untuk  mengukur  pasien  tuna  daksa  kaki  ,  deep interview mengenai pembuatan kaki palsu dengan expert yang menangani bidang prosthetic pada beberapa Rumah Sakit  [4]. 2) Data sek under
Studi  literatur  yang  didapat  melalui  jurnal  online  yang berkaitan dengan pembahasan dalam jurnal ini.

## C. Tahap Studi dan Analisis
Studi  dan  Analisis  digunakan  untuk memetakan kebutuhan pasien  terhadap  kaki  palsu,  serta  teknis  yang  terkait  dengan kaki  palsu. Beberapa studi dan analisis sebagai berikut
Desain  Kaki Palsu  untuk Membantu  Aktivitas  Berjalan pada Tuna  Daksa Transtibial dengan  Menggunakan Rapid Prototyping dan Reverse Engineering
Agung Dwi Junianto dan Djoko Kuswanto
Departemen Desain Produk Industri, Fakultas Arsisektur Desain dan Perencanaan,  Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail:  crewol@prodes.its.ac.id
D

## 1) Studi Ak tivitas
Studi  aktivitas  dilakukan  untuk  mendapatkan  data  dari pasien  tuna  daksa, untuk mengetahui keseharian yang seperti apa  yang  dilakukan  pasien  sehingga  mampu  di cover lebih baik dengan kaki palsu rapid prototyping ini.
2) Studi Ergonomi
Bertujuan  untuk  mengetahui  dimana bagian titik kritis yang tidak  diperbolehkan  melakukan contact langsung  dengan material  kaki  palsu,  serta  mengetahui  tumpuan  yang  tepat, agar  bagian  socket  tidak  mudah  lepas  dari  puntung  kaki pasien.
3) Analisis Pasar
Analisis  pasar  dilakukan  untuk  mengkomparasi  existing yang  ada di pasaran luar negeri maupun dalam negri dan juga melihat  kelebihan  fitur fitur tiap roduknya.

## 4) Analisis Material
Untuk  mengetahui  jenis  material  struktur  ( pylon pada  kaki palsu) yang sesuai dengan kebutuhan pasien tuna daksa, serta proses produksi.
5) Analisis Gait Cycle
Analisis  dilakukan  untuk  mengetahui  sudut  sudut  kritis ketika kaki digunakan untuk berjalan guna menjadi data acuan pembuatan mekanisme  pada kaki  palsu.

## D. Batasan Masalah
Batasan  masalah  dalam  detail  perancangan  ini  yaitu meliputi:
1. Kaki  palsu  digunakan  untuk  penyandang  tuna  daksa untuk pasien bagian bawah lutut.
2. Cost  Production  ±  Rp  3.500.000  agar  mampu  di cover dana dari BPJS.
3. Membuat  desain  kaki  prosthetic  tanpa  menggunakan mekanisme  mekatronik.
4. Fungsi  maksimal  prosthetics  leg  menggantikan  otot soleus dan Tibialis Anterior.
5. Prosthetics  leg  ditargetkan  kepada  orang  orang  yang penyandang  disabilitas  karena  amputasi,  tidak  untuk amputasi  yang disebabkan penyakit seperti diabetes dan kanker.
6. Pembuatan  Prototype  body  kaki  prosthetic  dengan menggunakan 3d printer.
7. Hanya  beberapa  komponen  dengan  menggunkan  3d printer.

## III. HASIL PENELITIA N DAN INOVASI PRODUK
A. Tahap Survey Pasien
Pada  tahap  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  data  utama pasienseperti  ukuran  kaki  dan  bentuk  stump,  selain  ukuran, aktivitas  keseharian  pasien  juga  diamati  seperti  naik  motor ataupun naik turun tangga kecil.
Bentuk Stump pada  tiap  pasien  memiliki  ukurang  yang personal,  untuk  mendapatkan  data  yang  bagus  harus menggunakan 3d scanner dan diolah menjadi data digital[5].
Gambar 2. Pengukuran Manual Kaki Pasien (a) Pengambilan Data dengan Alat 3D Scanner (b).
Gambar 3. Bentuk Data Digital Hasil dari 3d Scanning dengan Format File (.Stl)

## B. Kesimpulan
Untuk  mendapatkan  data  ukuran  tiap  pasien  melalui pengukuran  manual  dan  juga  melakukan  3d  scanning khusus untuk  bagian stump karena  3d  scanner  memiliki  kepresisian yang  tinggi.  Dan  juga  tiap  pasien tuna daksa memiliki bentuk puntung yang berbeda-beda

## C. Konsep Desain
Inovasi pada pengembangan produk kaki palsu untuk pasien tuna  daksa  bagian  transtibial  ini  dilakukan  dengan  konsep konsep  yang  didapat  dari  hasil  observasi user dan juga deep interview dengan  expert.  Konsep  desain  yang  disimpulkan adalah:
1) Fit In Kesesuaian  yang  harus  dimiliki  antara sock et dengan puntung  kaki  pasien,  dimana  hanya  bagian  lutut  dan  bagian samping  lutut  yang  dapat  dijadikan  sebagai  tumpuan,  hal tersebut  dapat  dicapai  dengan  pengambilan  bentuk  puntung kaki  pasien dengan 3d scanner.
2) Curvy
Untuk  bentukan  kaki  palsu  yang  diminati responden pada umumnya  adalah  bentuk  yang  menyerupai  kaki  asli,  kaki sebelah lainnya.
3) Slight Design
Selain  material  yang  mampu  membangun  kaki  palsu  yang ringan, beberapa mekanisme pengganti seperti pada ankle, dan jari  jari,  memberikan  rasa nyaman ketika  melangkah  [6].
4) Interchangeability
Pada  kaki  palsu  yang  dirancang dengan rapid prototyping ini  memiliki cover yang  mampu  di  ganti  dengan  model cover lainnya.
a.

## D. Sk etsa dan Alternatif Prosthetic leg
Gambar 4. Sketsa awal desain.
Gambar  5.  Alternatif  desain  1. Bagian socket bisa dibagi menjadi 2 untuk memudahkan ketika pemasangan (a). Pada bagian kaki terdapat mekanisme sederhana menggunakan bahan flexi (b).
Gambar 6. Alternatif desain 2. Memiliki cover berwarna hitam (a) biru (b)
Gambar 7. Alternatif desain 3 dengan cover bagian depan dan belakang.
Dengan  kebutuhan  utama  adalah  pasien  mampu  berjalan dengan  gaya  jalan  yang  senormal  dan  senyaman  mungkin, serta fokus menggunakan endosk eletal , dan juga ada nya cover kaki  palsu  yang  mampu  dirubah-rubah,  alternatif  ke-3 diajukan acuan.

## E. Desain Final
Desain  Final  kaki  palsu  ini  adalah  koreksi  dari  alternatif desain  ke-3,  dimana  bagian  kaki  sudah  memiliki  mekanisme pengganti jari jari, serta dumper pada bagian mekanisme ank le sebagai stoper dan juga peredam ketika berjalan.

## Gambar 8. Final Desain prosthetic leg.
Pada final  desain ini  juga memiliki  varian warna dan juga pattern untuk bagian cover depan dan cover belakang.
Gambar 9. Varian desain cover prosthetic leg . Desain cover dengan pattern cryptic (a) desain pattern polkadot (b) desain pattern floral (c) desain cover pattern cryptic dengna warna orange (d).
Gambar 10. ilustrasi prosthetic leg ketika digunakan.
a. b. a. b. a. b. c. d.

## F. Analisis Material dan Sudut Penting
Pada  perancangan  kaki  palsu dengan rapid prototyping ini, pada  bagian  struktur endosk eletal menggunakan  beberapa pilihan  logam  pipa,  antara  lain  pipa  carbon,  pipa  alumunium dan  juga  pipa  titanium.  Adapun  hasil uji  material endosk letal sebagai berikut:
T abel 1.
Hasil Analisis uji material logam pipa dengan ketebalan dinding 2mm pada
software Fusion360. Beban (N) Von misses stress pada material (MPa) Alumunium7075 CFRP Titanium 6AI-4V 800 5.4 5.579 5.489 1200 8.165 8.369 8.233 1800 12.25 12.55 12.35 2000 13.61 13.95 13.72
T abel 2.
Hasil Analisis uji material logam pipa dengan ketebalan dinding 3mm pada
software Fusion360. Beban (N) Von misses stress pada material (MPa) Alumunium7075 CFRP Titanium 6AI-4V 800 3.994 4.043 3.966 1200 5.916 6.065 5.948 1800 8.873 9.097 8.923 2000 9.859 10.11 9.914
Dari  data  diatas  diketahui  jika  MPa  terendah  dimiliki  oleh material  jenis  pipa  alumunium  7075  pada  ketebalan  2mm  dan 3mm,  dengan  pertimbangan  kebutuhan  dan  lainnya,  material pipa  alumunium  dengan  ketebalan  2mm  sudah  cukup  untuk dijadikan  material  struktur endosk eletal.
Untuk  menjadikan  kaki  palsu  ini  alat  bantu  gerak  yang aman  dan  nyaman beberapa sudut penting yang  terjadi ketika berjalan  harus  terpenuhi.  Berikut  hasil  anilisis  sudut  penting ketika  manusia  berjalan  diatas treadmill dengan  kecepatan 3km/j
Gambar 11. Gait Cycle normal ketika orang berjalan. Memiliki 7 step: heel strike  (a),  Loading  response  (b),  Midstance  (c),    T erminal  Stance  (d), Preswing (e), initial & mid swing (f), t erminal swing (g) [7].
Gambar 12. Grafik gait analisys pada treadmill 3km/j .
Dari  grafik  di  atas  dapat  diperoleh  data  ketika  manusia berjalan  dengan  kecepatan  3km/h,  maksimum  plantar  flexion yang  terjadi  adalah  ±13.7˚.  Dengan  terjadinya  plantar  flexion
sebesar  ±13.7˚,  sudut  antara  lantai  dan  telapak  kaki  yang terjadi  adalah  ±36.4˚,  angka  ini  yang  akan  menjadi  acuan seberapa  besar  kaki  prosthesis  dalam  desain  ini  memiliki mekanisme  pada bagian pengganti jari jari.

## G. Tahap Proses Produk si
Setelah  pembuatan  sketsa  dan  juga  3d  modeling,  hasil  3d model  dengan  format  file  (.stl)  kemudian  dicetak  pada  mesin 3d printing ( Wanhao D4S, D6)
Gambar 12. proses 3d printing bagian kaki palsu.

## IV. KESIMPULAN
Dalam  merancang prosthetic  leg dengan  metode  rapid prototyping  dan  reverse  engineering  terdapat  hal  hal  yang harus dipertimbangkan, antara lain:
1. Desain  kaki  palsu  sebisa  mungkin  dibentuk  menyerupai kaki  asli,seperti  lengkungan  pada  betis,  serta  bagian foot mampu  dikenakan  alas kaki.
2. Soft  socket  tambahan  diberikan  bahan  yang  lembut  agar puntung kaki pasien tidak mengalam  gesekan yang besar.
3. Mekanisme  pada  kaki  palsu  yang  mampu  mengcover gerakan plantar dan dorsi flexion. Menggunakan alat yang sederhana seperti spring yang cukup keras untuk meredam benturan.
4. Kaki  palsu  dibuat  dengan  material  yang  ringan  dengan tujuan  pasien  mampu  ebrjalan  lebih  cepat,  dan  juga  tidak mudah lelah.

## DAFTAR  PUSTAKA
[1]  PDII, “ Pusat Data Informasi Nasional.” 2012.
[2]  L.  et  Al, Psychosocial  adaptation  to  am putation:  The  role  of sociodem ographic  variables,  disability-related  factors  and  coping strategies . .
[3]  A. B. Wilson and J. Lower-Limb, “Modular Prostheses A Status Report.” [4]  Gatot, “ Rumah Sakit Sumber Glagah,” 2017.
[5]  Y. H. C. et Al., Ankle-Foot Orthosis Made by 3D Printing Technique and Autom ated Design Software . .
[6]  S. J. et Al, “ Conceptual Design of an Active Transtibial Prosthesis Based on  Expected  Joint  and  Muscle  Forces  in  a  Unilateral  T ranstibial Amputee : A Modelling Study.”
[7]  V. . et al Rajťúková, “ Biomechanics of Lower Limb Prostheses.”