Abstrak —Disabilitas  yang  terjadi  pada  tangan  manusia menunjukkan masalah yang serius bagi beberapa orang. Salah satu  penyebab  terjadinya  disabilitas  pada  fungsi  sistem  gerak manusia  ialah  terjadinya  kerusakan  pada  sistem  saraf  pusat, atau Spinal Cord Injury (SCI). Penyakit stroke termasuk salah satu  jenis  SCI  yang  menyebabkan  penderitanya  mengalami penurunan pada sistem sensori dan motorik pada tubuh. Pada penelitian ini, akan dikembangkan suatu alat yang merupakan gabungan dari exoskeleton dan Functional Electrical Stimulation(FES) . Exoskeleton adalah  kerangka  alat  untuk dapat  melatih  gerakan  menggenggam  dan  memperkuat  daya genggam  dengan  bantuan external  power .  FES  merupakan sebuah  teknik  yang  memanfaatkan  arus  elektrik  untuk mengaktifkan  bagian  saraf  yang  mengalami  gangguan  atau disfungsi  karena  berbagai gangguan neurologis. Sisi kebaruan dari metode rehabilitasi ini terletak pada optimasi penggunaan exoskeleton untuk  mengurangi  kelelahan  otot  akibat  stimulasi yang  berlebihan  dari  FES . Exoskeleton dengan  panjang  77.2 mm  dapat  menghasilkan  gerakan  mekanik  yang  mendorong terjadinya  gerakan  fleksi  dan  ekstensi .  Electrical  stimulator menghasilkan output berupa  gelombang  kotak  dengan karakteristik  lebar  pulsa  200  µS,  frekuensi  20  Hz,  dan range amplitudo  sebesar  0.2  V  hingga  130  V. Output hasil  stimulus tersebut  disalurkan  menuju  otot Flexor  Digitorum ,  sehingga dapat  menghasilkan gerakan fleksi  dan  ekstensi pada jari-jari tangan. Metode hybrid FES dan exoskeleton dengan amplitudo stimulasi yang berubah-ubah dan kecepatan motor sebesar 1.36 rpm dapat mencapai gerakan fleksi dalam rentang waktu 23.95 detik, sedangkan gerakan ekstensi dapat dicapai dalam rentang waktu  20.16  detik.  Penelitian  selanjutnya  disarankan mengembangkan  metode  kontrol  yang  digunakan  agar  dapat menghasilkan gerakan yang lebih smooth dan selaras, memilih sensor yang lebih akurat, dan  memilih  motor yang berukuran lebih kecil dengan torsi lebih tinggi.
Kata  Kunci — Exoskeleton , Functional  Electrical  Stimulation, Spinal Cord Injury, Stro ke.

## I. PENDAHULUAN
ISABILITAS  yang  terjadi  pada  tangan  manusia menunjukkan masalah yang serius bagi beberapa orang karena melemahnya fungsi sistem gerak pada manusia. Salah satu penyebab terjadinya disabilitas pada fungsi sistem gerak manusia ialah terjadinya kerusakan pada sistem saraf pusat, atau Spinal Cord Injury (SCI).Penyakit stroke termasuk salah satu  jenis  SCI  yang  menyebabkan  penderitanya  mengalami penurunan  pada  sistem  sensori  dan  motorik  pada  tubuh. Stroke merupakan hilangnya fungsi otak dikarenakan adanya gangguan  suplai  darah  ke  otak  [1].  Sebagai  akibatnya,  area yang terdampak pada otak tidak dapat bekerja secara normal, yang  menyebabkan  ketidakmampuan  menggerakkan  satu atau lebih anggota badan pada salah satu sisi tubuh. Ciri-ciri
penderita  penyakit stroke diantaranya  adalah  kelumpuhan pada  wajah  serta  beberapa  anggota  badan,  berbicara  tidak lancar, dan terjadinya gangguan penglihatan. Penyakit stroke ini juga memiliki kemungkinan untuk melumpuhkan seluruh bagian  tubuh.  Setelah  pasien  sembuh  dari  penyakit stroke, maka  persendian  pada  anggota  tubuh  yang  lumpuh  akan menjadi  lebih  kaku. Jumlah  penderita  penyakit stroke di Indonesia  tahun  2013  berdasarkan  diagnosis  Tenaga Kesehatan  (Nakes)  diperkirakan  sebanyak  1.236.825  orang (7,0%),  sedangkan  berdasarkan  diagnosis  Nakes,  gejala diperkirakan sebanyak 2.137.941 orang (12,1%) [2].
Beberapa akibat dari penyakit stroke yang melanda bagian upper  limb dari  tubuh  manusia  menyebabkan  melemahnya gerakan  jari  tangan,  dimana  jari  tangan  lebih  kaku  dalam melakukan gerakan menggenggam. Oleh karena itu, beberapa metode untuk merehabilitasi pasien pasca stroke dikembangkan.  Beberapa  metode  rehabilitasi  untuk  pasien pasca  stroke  yang  dikembangkan  yaitu  exoskeleton  yang dapat  melatih  fungsi  gerak  tangan  dengan  memanfaatkan external  power dan  FES  yang  menggunakan  arus  elektrik untuk  mengaktivasi  sel  saraf  yang  menstimulasi  bagian tangan  yang  mengalami  disabilitas.  Kedua  metode  ini dimanfaatkan untuk dapat mengembalikan  fungsi tangan ke kondisi  normal  seperti  mekanisme  menggenggam  dan membuka  tangan  sehingga  dapat  meningkatkan  kualitas hidup dari orang dengan disabilitas pada upper limb .
FES  adalah  sebuah  teknik  yang  menggunakan  aliran elektrik  untuk  mengaktivasi  sel  saraf  yang  mengalami kelumpuhan sebagai hasil dari Spinal Cord Injury (SCI), head

## Robotic Glove
Menggunakan Hybrid Functional Electrical Stimulation

## (Fes) dan Exoskeleton untuk Rehabilitasi Tangan Manusia
Achmad Ilham Fanany Al Isyrofie, Achmad Arifin, dan Fauzan Arrofiqi Departemen Teknik Biomedik, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : arifin@bme.its.ac.id
D
Gambar 1.  Diagram Blok Sistem
injury , stroke dan  gangguan  neurologis  lainnya  [3].  FES utamanya  digunakan  untuk  mengembalikan  fungsi  pada orang dengan disabilitas. Namun, bila FES digunakan secara terus-menerus, otot objek yang distimulasi dapat mengalami kelelahan.  Selain  itu,  penggunaan  FES  juga  harus memperhatikan  penempatan  elektroda  agar  mendapatkan hasil  yang  diinginkan.  Apabila  penempatan  elektroda  tidak tepat, ketika proses stimulasi dilakukan, gerakan yang terjadi bisa  saja  tidak  seperti  yang  diinginkan  atau  tidak  terjadi gerakan dan menyebabkan kulit mengalami luka seperti luka bakar. Exoskeleton adalah  kerangka  alat  yang  dipasangkan pada  sarung  tangan  untuk  dapat  melatih  gerakan menggenggam  dan  memperkuat  daya  genggam  dengan bantuan external power.
Pada  penelitian  ini,  dilakukan  penggabungan  antara metode  FES dan Exoskeleton dengan  mengoptimalkan penggunaan exoskeleton untuk  mengurangi  kelelahan  otot akibat  stimulasi  yang  berlebihan  dari  FES . Hasil pengembangan ini diharapkan dapat membantu aktifitas dari orang-orang yang mengalami  disabilitas, khususnya disabilitas pada bagian tubuh upper limb (tangan).

## II. METODE
Sistem gabungan antara FES dan exoskeleton mengombinasikan  antara  metode external  power yang memanfaatkan Exoskeleton dan  metode  stimulasi  elektrik yang memanfaatkan FES. Exoskeleton diaktuasi menggunakan  motor  servo,  dalam  mengatur  gerakan  fleksi dan  ekstensi.  Sinyal  input  untuk exoskeleton berasal  dari switch yang  kemudian  dilakukan  pengolahan  sinyal  yang meliputi akuisisi sinyal, pengondisian sinyal, dan pemrosesan sinyal  menggunakan  STM32F103C8.  Kemudian  dilakukan sistem  aktuasi  dan  kontrol  menggunakan  servo  motor  dan Flex  sensor yang  dihubungkan  dengan  mikrokontroler. Sinyal  dari  sensor  dikonversi  ke  satuan  tegangan  melalui Analog  to  Digital  Converter (ADC)  dan  mikrokontroler. Kontroler  menentukan  perbedaan  antara  genggaman  pada benda dengan diameter besar (Large Diameter ), genggaman pada benda dengan
diameter
kecil ( Small Diameter ),genggaman  pada  benda  dengan  diameter  sedang ( Medium  Warp ),  dan  mekanisme    release.  Hal  ini  dapat dilakukan  dengan  mengatur  nilai threshold pada  algoritma kontrol.  Apabila  nilai threshold memenuhi  nilai  yang diinginkan, sinyal keluaran akan dikirim dari mikrokontroler menuju ke aktuator.
Pada  sistem  FES,  kontraksi  otot  akan  mengakibatkan pergerakan  tubuh  sehingga  terjadi  perubahan  nilai  pada sensor.  Perubahan  nilai  ini  kemudian  diolah  oleh mikrokontroller,  yang  meliputi  pengolahan  sinyal  dan kontroler fuzzy ,  selanjutnya Digital  to  Analog  Converter (DAC)  mengeluarkan  tegangan  yang  mempengaruhi tegangan  output  stimulus.  Diagram  blok  dari  sistem gabungan FES dan exoskeleton ditunjukkan pada Gambar 1.
A. Desain Exoskeleton
Desain  dari exoskeleton mempertimbangkan  beberapa aspek, diantaranya adalah bentuk, ukuran, biaya, dan  berat [4].  Berat  dan  biaya  dari exoskeleton sangat  penting  untuk pengguna  dalam  desain  yang  diusulkan.  Biaya  yang terjangkau  akan  dapat  bersaing  dengan  biaya  terapi
konvensional.  Berat  dari exoskeleton kurang  dari  45  gram. Desain  dari exoskeleton harus  pas  di  jari  dan  gerakannya harus dapat mengikuti jari orang yang mengalami disabilitas. Input torsi  diatur sebesar 30 N-mm sesuai dengan motor yang dipilih.  Pada  penelitian  ini,  torsi  dapat  menggerakkan  jari secara  perlahan,  sehingga  cocok  untuk  penderita stroke ringan.  Pada  pasien  dengan stroke sedang,  torsi  dari  motor dapat ditingkatkan dengan ukuran yang sama namun sedikit menambah  berat  dari  alat.  Proses  perancangan  dan  analisa sistem  menggunakan Solidworks ™  dan Autodesk  Inventor ™.
Prototype dari robotic finger sendiri  memiliki 2 slider , 5 links ,  10 bolt, dan  1 motor .  Motor  yang  digunakan  ialah stepper motor untuk mengaktuasi exoskeleton dan mengunci posisi sendi pada tempatnya . Stepper motor digunakan karena dapat  melakukan  pergerakan  rotasi  dan  pergerakan  linear bidireksional.
Ukuran  dari  desain exoskeleton menyesuaikan  dengan ukuran  jari  tangan  manusia.  Ukuran  jari  tangan  manusia berbeda-beda sehingga diperlukan pengukuran antropometri tangan  .  Pengukuran  antropometri  tangan  yang  dibutuhkan meliputi ukuran panjang ibu jari (Pij), panjang jari  telunjuk (Pjt), panjang jari tengah (Pjtg), panjang jari manis (Pjm), dan panjang jari kelingking (Pjk). Ukuran dari desain exoskeleton yang direalisasikan merujuk pada Tabel 1 dan Tabel 2.

## B. Desain FES
Perancangan hardware FES  dapat  dibagi  menjadi  4 bagian. Hardware FES  meliputi  rangkaian boost  converter , rangkaian amplitude regulator , rangkaian pembangkit pulsa, serta  rangkaian driver  channel . Hardware FES  juga membutuhkan  sinyal Pulse  Wave  Modulator (PWM)  dan sinyal Digital  to  Analog  Converter (DAC)  yang  diperoleh dari  mikrokontroller  STM32F103C8.  Diagram  blok  FES dapat dilihat pada Gambar 2.
Rangkaian boost converter merupakan rangkaian converter yang  menghasilkan  tegangan  keluaran  yang  lebih besar  dari  tegangan  sumber  atau  masukannya.  Rangkaian boost  converter direalisasikan  menggunakan  non-isolated boost  converter karena  kemudahan  dalam  desain  dan penggunaan komponen yang sedikit sehingga perangkat yang dihasilkan  bisa  berukuran  kecil  dan  ringan.  Pada  penelitian
Tabel 1. Antropometri Jari Tangan Laki-Laki
No Dimensi Tubuh Laki- Laki Rerata(mm) Koefisien Korelasi Persamaan Prediksi 1 TB 1704 - - 2 Pij 61.4 0.645 -59.1 + 0.707 TB 3 Pjt 77.2 0.518 -16.1 + 0.548 TB 4 Pjtg 85.0 0.446 -9.4 + 0.554 TB 5 Pjm 80.7 0.408 3.4 + 0.453 TB 6 Pjk 63.6 0.280 13.8 + 0.292 TB Tabel 2. Antropometri Jari Tangan Wanita No Dimensi Tubuh Laki- Laki Rerata(mm) Koefisien Korelasi Persamaan Prediksi 1 TB 1573 - - 2 Pij 57.0 0.442 -39.3 + 0.061 TB 3 Pjt 69.7 0.465 -19.6 + 0.057 TB 4 Pjtg 79.0 0.286 19.8 + 0.038 TB 5 Pjm 72.4 0.252 22.2 + 0.032 TB 6 Pjk 56.3 0.291 5.9 + 0.032 TB
ini, rangkaian boost converter mendapatkan input  frekuensi sebesar  20  KHz.  Sementara  itu,  tegangan  input  yang diberikan  sebesar  5  V.  Pada  rangkaian boost  converter , transistor  yang  digunakan  untuk  pengaturan Pulse  Wave Modulator (PWM) perlu memenuhi beberapa kriteria yaitu : 1. Tegangan V CE lebih besar dari tegangan output maksimal boost converter
2. Arus  yang  dapat  dilewatkan  oleh  transistor  harus  lebih besar dari arus output boost converter
Berdasarkan  kedua  kriteria  tersebut,  digunakan  transistor tipe MPSA42 (NPN). Selain itu, perlu ditentukan jenis dioda yang  akan  digunakan  dalam  rangkaian boost  converter ini. Pada  rangkaian  ini  digunakan  dioda  tipe  1N4148  karena dioda ini memiliki kecepatan switching yang tinggi, sehingga dapat membantu menaikkan  tegangan output boost converter menjadi lebih tinggi.
Rangkaian amplitude regulator merupakan rangkaian yang berfungsi untuk mengubah nilai amplitudo input pembangkit pulsa berdasarkan nilai inpu t rangkaian amplitude regulator . Pada  rangkaian  ini  digunakan  IC  LM358  sebagai amplifier amplitudo.  Output  dari  IC  LM358  digunakan  sebagai input basis  transistor,  dan  dilakukan  penguatan  nilai boost oleh transistor.  Selanjutnya  dilakukan  pengaturan  tegangan dengan  menggunakan  metode  pembagian  tegangan  antara output dari boost converter dengan input dari DAC sehingga didapatkan tegangan stimulator yang diinginkan
Rangkaian pembangkit pulsa merupakan rangkaian half H- bridge yang  berfungsi  untuk  menghasilkan  pulsa  dengan lebar  pulsa  200µS  serta  frekuensi  20  Hz.  Proses menghasilkan  pulsa  menggunakan  transistor  PNP  pada  T7 serta transistor NPN pada T6. Kedua kaki kolektor transistor terhubung,  sehingga  nilai  dari  kedua  transistor  ini  selalu berkebalikan.  Pada  bagian  belakang  kedua  transistor  ini diberikan IC inverter serta transistor T5.
III. HASIL DAN DISKUSI
A. Pengujian Rangkaian Boost Converter
Pengujian  terhadap  rangkaian boost  converter dilakukan dengan mengubah nilai frekuensi dan duty cycle sinyal PWM 1 untuk memperoleh tegangan keluaran boost converter yang sesuai.  Berdasarkan  data  percobaan  yang  diperoleh,  ketika frekuensi  masukan  pada  sinyal  PWM1  diubah-ubah  terjadi perubahan  tegangan  keluaran boost  converter .  Tegangan keluaran  yang  dihasilkan  pada  saat duty  cycle diatas  60% menunjukkan perubahan yang linier, dimana semakin tinggi frekuensi  masukan  maka  semakin  tinggi  pula  tegangan keluaran  dari  rangkaian boost  converter yang  dihasilkan. Kemudian,  ketika duty  cycle dibawah  60%,  tegangan keluaran boost converter akan semakin menurun ketika nilai frekuensi  masukan  dinaikkan.  Ketika duty  cycle dari frekuensi masukan sinyal PWM1 diubah, tegangan keluaran boost converter juga mengalami perubahan, dimana semakin tinggi duty  cycle yang  diterapkan  maka  nilai  tegangan keluaran boost  converter juga  mengalami  kenaikan. Berdasarkan  pengujian  ini,  rangkaian boost  converter menghasilkan  tegangan  keluaran  yang  memuaskan  pada frekuensi 20 KHz dan duty cycle 90%.

## B. Pengujian Rangkaian Pembangkit Pulsa
Hasil pengujian rangkaian pembangkit pulsa dapat dilihat pada  Gambar  3.  Berdasarkan  Gambar  3,  dapat  diketahui bahwa  keluaran  dari  rangkaian  pembangkit  pulsa  yang dirancang  sudah  memenuhi  ekspektasi,  dimana  rangkaian pembangkit pulsa ini dapat menghasilkan sinyal pulsa sebesar 130  V,  20  Hz.  Keluaran  dari  rangkaian  ini  dapat  dikatakan sudah  memenuhi  ekspektasi,  sehingga  dapat  disalurkan menuju  otot  lengan  manusia.  Ketika  nilai  DAC  yang digunakan  sebagai  masukan  untuk  rangkaian amplitude regulator diubah-ubah, maka nilai tegangan yang dihasilkan oleh pembangkit pulsa juga mengalami perubahan.
C. Pengujian Rangkaian Amplitude Regulator
Hasil pengujian dari rangkaian amplitude regulator dapat dilihat  pada  Gambar  4.  Berdasarkan  gambar  grafik  tersebut dapat  disimpulkan  bahwa  penggunaan  rangkaian amplitude regulator sudah dapat membuat tegangan keluaran yang akan masuk  ke  rangkaian  pembangkit  pulsa  menjadi  linier,  dan lebih mudah untuk mengatur tegangan keluarannya.
Gambar 3. Keluaran pulsa 200μS, 20 Hz  pada rangkaian pembangkit pulsa
Gambar 4. Grafik keluaran rangkaian amplitude regulator 0 50 100 150 0 0,6 1,2 1,8 2,4 3 3,6 4,2 4,8 Te gan gan Ke lu ar an (V) Tegangan Masukan (V) Tegangan Keluaran Amplitude Regulator Tegangan Keluaran Amplitude Regulator (V) Gambar 2.  Diagram Blok FES

## D. Pengujian Flex Sensor
Pengujian  flex  sensor  dilakukan  dengan  melakukan pengukuran  nilai  resistansi  flex  sensor  terhadap  perubahan sudut lekukan yang dapat dilihat pada Gambar 5. Berdasarkan Gambar 5, dapat diketahui bahwa semakin tinggi besar sudut lekukan, maka resistansi flex sensor yang dihasilkan semakin besar.  Pengujian  selanjutnya  dilakukan  dengan  melakukan proses ADC  Hasil pembacaan dari flex  sensor dapat dilihat pada Gambar 6. Pada detik ke 0 hingga detik ke 3, kelima flex sensor  berada  dalam  keadaan  melengkung.  Pada  detik  ke  3 hingga detik ke 5, kelima flex sensor berada dalam keadaan datar. Pada detik ke 5 hingga detik ke 7, kelima flex sensor berada  dalam  keadaan  melengkung,  sedangkan  detik  ke  7 hingga detik ke 8 kondisi flex sensor berada dalam keadaan datar.

## E. Pengujian Exoskeleton
Prosedur  pengujian  dilakukan  untuk  menguji  hasil  dari gerakan  mekanik exoskeleton .  Hasil  dari  gerakan  yang dihasilkan  exoskeleton  dapat  dilihat  pada  Gambar  7. Prototype exoskeleton terhubung dengan stepper motor yang akan  mengakomodasi  gerakan exoskeleton .  Perubahan kecepatan  motor  akan  dipengaruhi driving  circuit yang mendapatkan input dari pengolahan data oleh mikrokontroler.  Desain exoskeleton yang  direalisasikan memiliki  panjang  77.2  mm.  Berdasarkan  pengujian  yang telah dilakukan, exoskeleton yang dipasang pada jari telunjuk dan  jari  manis  telah  mampu  menghasilkan  gerakan melengkung untuk gerak fleksi dan ekstensi jari tangan.
F. Pengujian Hybrid FES dan Exoskeleton
Pengujian hybrid FES  dan exoskeleton diterapkan  pada subjek dengan memakai sarung tangan yang telah dilengkapi
flex  sensor dan exoskeleton ,  serta  dipasang  elektroda  pada bagian otot flexor digiorum . Pengujian dilakukan dengan dua kali  gerakan  fleksi  dan  ekstensi.  Pengujian  diterapkan  pada tiga  subjek  yang  berbeda  dan  menghasilkan  gerakan  fleksi dan ekstensi dengan durasi yang bervariasi.
Hasil  pengujian  sistem  pada  subjek  1  dapat  dilihat  pada Gambar  8.  Pengujian  dilakukan  dengan  dua  kali  gerakan fleksi  dan  ekstensi.  Gerakan  fleksi  dan  ekstensi  pertama membutuhkan  waktu  40.24  detik.  Gerakan  fleksi  pertama dapat dicapai setelah 22.54 detik, sedangkan gerakan ekstensi pertama dapat dicapai setelah 17.7 detik. Gerakan fleksi dan ekstensi  kedua  membutuhkan  waktu  40.24  detik.  Gerakan fleksi  kedua  membutuhkan  waktu    19.84  detik,  sedangkan gerakan  ekstensi  kedua  membutuhkan  waktu  20.04  detik. Kecepatan  rotasi  motor  yang  dihasilkan  oleh stepper  motor 28BYJ-48 yang terpasang pada exoskeleton sebesar 1.49 rpm. Hasil  pengujian  sistem  pada  subjek  2  dapat  dilihat  pada Gambar 9. Gerakan fleksi dan ekstensi pertama membutuhkan  waktu  47.3  detik.  Gerakan  fleksi  pertama dapat dicapai setelah 22.55 detik, sedangkan gerakan ekstensi pertama dapat dicapai setelah 24.75 detik. Gerakan fleksi dan ekstensi  kedua  membutuhkan  waktu  44.95  detik.  Gerakan fleksi  kedua  membutuhkan  waktu    21.85  detik,  sedangkan gerakan  ekstensi  kedua  membutuhkan  waktu  23.1  detik. Kecepatan  rotasi  motor  yang  dihasilkan  oleh stepper  motor 28BYJ-48 yang terpasang pada exoskeleton sebesar 1.3 rpm. Hasil  pengujian  sistem  pada  subjek  3  dapat  dilihat  pada Gambar  10.  Gerakan  fleksi  dan  ekstensi  pertama membutuhkan  waktu  47.85  detik.  Gerakan  fleksi  pertama dapat dicapai setelah 34.08 detik, sedangkan gerakan ekstensi pertama dapat dicapai setelah 13.77 detik. Gerakan fleksi dan ekstensi  kedua  membutuhkan  waktu  44.44  detik.  Gerakan fleksi  kedua  membutuhkan  waktu    22.85  detik,  sedangkan gerakan  ekstensi  kedua  membutuhkan  waktu  21.59  detik. Kecepatan  rotasi  motor  yang  dihasilkan  oleh stepper  motor 28BYJ-48 yang terpasang pada exoskeleton sebesar 1.3 rpm. Gerakan  yang  dihasilkan  stimulasi  FES  dan  rotasi  motor pada exoskeleton dapat berjalan dengan aman. Gerakan fleksi yang  telah  diujikan  pada  subjek  rata-rata  membutuhkan waktu 23.95 detik, sedangkan gerakan ekstensi membutuhkan  waktu  20.16  detik.  Kecepatan stepper  motor yang dihasilkan rata-rata sebesar 1.36 rpm. Perbedaan waktu yang dibutuhkan setiap subjek untuk  menghasilkan  gerakan fleksi  dan  ekstensi  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor diantaranya  adalah,  perbedaan  ukuran  otot  subjek, penempatan  elektroda,  dan  adanya  friksi  antar  part  pada exoskeleton yang menghalangi gerakan motor.
Perubahan  tegangan  keluaran electrical  stimulator belum bisa  menghasilkan  perubahan  nilai  tegangan  yang smooth karena  kontrol  yang  digunakan  masih  memiliki rule yang terbatas.  Penelitian  selanjutnya  dapat  menerapkan  metode kontrol dengan lebih baik sehingga dapat memperoleh hasil
Gambar 6. Hasil pembacaan data flex sensor Gambar 5. Grafik perubahan resistansi flex sensor 0 10 20 30 40 0 50 100 150 200 Re sis ta n si (K Ω ) Sudut Lekukan(°) Grafik Perubahan Resistansi Flex Sensor Gambar 7. Hasil gerakan mekanik exoskeleton
gerakan yang lebih smooth dan selaras antara stimulasi dari electrical  stimulator dan external  power dari  exoskeleton yang  menghasilkan  gerakan  fleksi  dan  ekstensi  yang  lebih optimal.

## IV. KESIMPULAN
Peletakan  posisi  elektroda  pada  permukaan  kulit  otot tangan  sangat  berpengaruh  terhadap  kontraksi  otot  yang dihasilkan  oleh  pulsa  listrik  dari  stimulator.  Penempatan elektroda yang tepat untuk menghasilkan gerakan fleksi dan ekstensi  jari  adalah  otot flexor  digitorum  profundus dan extensor  digitorum . Electrical  stimulator direalisasikan menggunakan rangkaian boost converter , rangkaian amplitude  regulator ,  rangkaian  pembangkit  pulsa  dan mikrokontroller
STM32F103C8.
Berdasarkan hasil pengujian, electrical stimulator dapat menghasilkan keluaran dengan range antara 0.2 V hingga 130 V. Sedangkan untuk exoskeleton , desain yang telah direalisasikan dengan panjang 77.2  mm  sudah  dapat  menghasilkan  gerakan  yang  dapat mendorong jari untuk melakukan gerakan fleksi dan ekstensi dengan memanfaatkan gerakan dari stepper motor 28BYJ-48. Desain exoskeleton yang direalisasikan ditempatkan pada jari
telunjuk dan jari manis untuk mengompensasi gerakan fleksi dan ekstensi.
Gerakan  yang  dihasilkan  oleh  stimulasi  dari electrical stimulator dan exoskeleton dapat  diamati  perubahannya dengan  melihat  grafik  perubahan  sudut flex  sensor yang terdapat pada user interface . Grafik yang terdapat pada user interface telah  dapat  menghasilkan  nilai  perubahan  yang linear  dengan  perubahan  sudut  jari  yang  dibaca  oleh flex sensor , sehingga dapat dilakukan analisa berdasarkan grafik yang ditampilkan.
Metode hybrid FES  dan exoskeleton dengan  amplitudo stimulasi  yang  berubah-ubah  dan  kecepatan  motor  sebesar 1.36 rpm dapat mencapai gerakan fleksi dalam rentang waktu 23.95 detik, sedangkan gerakan ekstensi dapat dicapai dalam rentang  waktu  20.16  detik.  Metode  ini  telah  dapat menghasilkan  gerakan  fleksi  dan  ekstensi,  namun  tingkat keselarasan antara stimulasi dari electrical stimulator dengan external  power dari exoskeleton masih  rendah  dikarenakan penerapan logic control dengan rule yang masih terbatas. Penelitian selanjutnya disarankan menggunakan elektroda yang  lebih  kecil  sehingga  dapat  diperoleh  keakurasian penempatan elektroda. Selain itu, flex sensor yang digunakan memiliki tingkat keakurasian yang kurang optimal, sehingga penelitian  ke  depan  disarankan  untuk  meningkatkan keakurasian  sensor  atau  menambahkan  sensor  lain  untuk mendapatkan  hasil  yang  optimal.  Desain  exoskeleton  yang diterapkan bisa dirancang lebih minimalis dan menggunakan motor  dengan  ukuran  lebih  kecil  dan  torsi  yang  lebih  besar sehingga dapat menghasilkan gerakan yang lebih optimal dan menjadikan  alat  lebih  ringan  serta  nyaman  bagi  pengguna. Penelitian  selanjutnya  juga  disarankan  mengembangkan metode  kontrol  yang  digunakan  agar  dapat  menghasilkan gerakan yang lebih smooth dan selaras.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  R.  Nithya,  S.  D.  Bharathi,  and  P.  Poongavanam,  “Design  of  orthotic assistive  exoskeleton  for  human  hand,”  in 2015  IEEE  International Conference on Engineering and Technology (ICETECH) , 2015, pp. 1– 6.
[2]  “Kementerian  Kesehatan  Republik  Indonesia.”  [Online].  Available: https://www.kemkes.go.id/article/view/17051800002/sebagian-besar- penderita-hipertensi-tidak-menyadarinya.html.  [Accessed:  09-May- 2020].
[3]  D.  K.  Vilaili,  “Sistem  Closed  Loop  Functional  Electrical  Stimulus (FES) pada Aktivitas Menggenggam Menggunakan Informasi Sensori Posisi Jarak dan Gaya Haptic,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2017.
[4]  T.-H.  Hsu,  Y.-C.  Chiang,  W.-T.  Chan,  and  S.-J.  Chen,  “A  finger exoskeleton robot for finger movement rehabilitation,” Inventions , vol. 2, no. 3, p. 12, 2017.
Gambar 9. Hasil gerakan jari pada subjek 2
Gambar 10. Hasil gerakan jari pada subjek 3
Gambar 8. Hasil gerakan jari pada subjek 1