Kemandirian dan Mobilitas melalui Robotika – Bagaimana Exosuit Dapat Membantu Penyandang Penyakit Parkinson

Exoskeleton Sederhana Namun Mengubah Hidup

Since the publication of Heinlein’s classic Starship Trooper pada 1959, science fiction has always been eager to forecast the use of mobile armor called ‘exosuits’ or ‘exoskeletons’. In real life, we are pretty far from such a system to be routinely deployed by cool-looking space marines.

Namun bentuk yang lebih realistis dari robotik exoskeleton kini dikembangkan untuk membantu orang yang mengalami keterbatasan mobilitas atau membantu pekerja di pabrik dan gudang.

Contoh seperti itu adalah exosuit robotik baru yang dirancang oleh Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. Ini membantu pasien yang menderita Penyakit Parkinson mendapatkan kembali mobilitas.

Lebih tepatnya, ini membantu menyelesaikan masalah “gait freezing”, yaitu ketika langkah tiba‑tiba terhenti akibat penyakit neurodegeneratif. Hal ini dapat mengurangi mobilitas, menyebabkan jatuh, dan bahkan menghalangi pasien Parkinson untuk berjalan sama sekali.

“Pakaian robotik, yang dikenakan di sekitar pinggul dan paha, memberikan dorongan lembut pada pinggul saat kaki berayun, membantu pasien mencapai langkah yang lebih panjang.”

Bantuan mekanis ini dapat membuat pasien berjalan lebih jauh, lebih cepat, dan lebih mudah.  Ini adalah iterasi terbaru dari teknologi robotik Biodesign Lab milik Conor Walsh untuk membantu mobilitas.

Sumber: Harvard

Sistem sebelumnya telah terbukti membantu orang pasca‑stroke, pasien ALS (Amyotrophic Lateral Sclerosis), dan penyakit lain yang memengaruhi mobilitas.

Mengapa Sekarang?

While prototypes of such robotic assistance have been designed for more than a decade, the step of commercialization and widespread usage is a lot closer today.

Salah satu faktor kunci adalah pengembangan baterai yang jauh lebih kuat. Hal ini membantu menjaga exosuit robotik tetap berdaya lebih lama, selain menjadi lebih ringan dan tidak terlalu besar.

Selain itu, telah ada kemajuan dengan material canggih yang dapat melentur dan berkontraksi seperti otot biologis, lebih baik daripada pendekatan awal yang menggunakan piston dan roda gigi primitif. Ini merupakan bagian penting dari exosuit Harvard, dengan desain “lunak” yang memungkinkan gerakan lebih halus dan berat yang lebih ringan.

Dan, tentu saja, adopsi smartphone yang luas juga memungkinkan aplikasi yang nyaman untuk memantau exosuit.

Pasar yang Baru Berkembang

The exoskeleton market is estimated sebesar $523 juta pada 2022 dan dapat tumbuh menjadi $2,2 miliar pada 2032, atau CAGR 15,5%. For now, it is driven by medical uses – mostly rehabilitation – along with neurological issues.  Protecting the spine from injury when lifting heavy weight is another growing market. By the end of the 2020s, this usage for exoskeletons might be a lot more common.

Powered exoskeletons actively providing strength are probably the step coming after, with a wider usage unlikely to happen before 2030-2040 and might lead to varied industrial and military applications.

Inovasi Ditenagai Daya

Kecerdasan Buatan (AI)

With advances in machine learning, AI will be a major step toward making exosuits more reactive and useful. If Boston Dynamics (now a part of Hyundai – HYMTF) can make its Atlas robot dance and do a backflip, a similar AI-powered exosuit could help its wearer stay stable and moving comfortably.

Sumber: Boston Dynamics

Once the technology is fully mature, some even envision solutions like Atlas being able to walk for paralyzed or amputees, replacing entirely wheelchairs. Limited exosuits, for example, replacing just one leg, could be used similarly without reaching the level of a full bionic implant.

Manufaktur Aditif

Another helpful technology will be 3D printing / additive manufacturing. This can first be used to design complex parts at a lower cost and sometimes design parts that would be entirely impossible to manufacture using traditional methods. It will also help produce spare parts and repair them one by one instead of having to rely on batch manufacturing and inventories.

Finally, 3D printing will allow for much more customizable exosuits, with variable sizes, fittings, strength, etc., with each adapted to the exact requirement of each user.

Perusahaan Exoskeleton & Exosuit

Exosuit Medis

1. Ekso BIONICS

Ekso BIONICS adalah pemimpin dalam teknologi exoskeleton, dengan exoskeleton rehabilitasi medis komersial pertama diluncurkan pada 2012. Sejak itu, mereka telah memperoleh persetujuan untuk suit ABI dan EVO mereka.

Sementara perusahaan ini mengembangkan segmen kerja/beban berat, perusahaan masih sebagian besar fokus pada terapi dan mobilitas medis.

Pendapatan perusahaan telah tumbuh dengan cepat (+38% tahun ke tahun pada 2023).

Sumber: Parker

Baru‑baru ini mereka mengakuisisi Business Unit Human Motion and Control (HMC) dari Parker Hannifin Corporation untuk menambahkan exoskeleton bertenaga untuk orang dengan kelumpuhan ke dalam penawaran mereka.  Hal ini dapat menunjukkan bahwa Ekso memiliki potensi yang baik untuk menjadi pengakuisisi berulang di sektor exoskeleton, memperluas penawarannya melalui kombinasi R&D internal dan akuisisi strategis.

2. ReWalk Robotics

ReWalk menawarkan solusi exoskeleton untuk rehabilitasi stroke dan bagi orang yang mengalami cedera sumsum tulang belakang.  Perusahaan telah menjual lebih dari 600 unit sejauh ini, dengan fokus pada Jerman dan AS.

ReWalk telah melihat cobertura Medicare pertama pada awal 2024, membuka kemungkinan pasar yang jauh lebih besar berkat cakupan asuransi.  ReWalk mengakuisisi AlterG pada Agustus 2023 seharga $19 juta, sebuah produsen treadmill yang khusus untuk terapi rehabilitasi, penawaran yang melengkapi exoskeleton ReWalk.

Sumber: Rewalk

Sinergi antara kedua perusahaan, yang menargetkan pusat rehabilitasi dan terapis yang sama, seharusnya membantu kedua perusahaan tumbuh dengan menggabungkan upaya penjualan mereka. Cakupan yang semakin luas untuk terapi exoskeleton dan produk AlterG diperkirakan oleh perusahaan dapat menciptakan TAM (Total Addressable Market) lebih dari $2,255 miliar hanya di Jerman + AS.

3. Cyberdyne

Cyberdyne paling dikenal karena memproduksi exoskeleton HAL (Hybrid Assistive Limb). Ini adalah solusi yang dirancang untuk mendeteksi dan memperkuat impuls saraf kecil guna membantu gerakan yang diinginkan oleh pasien.

Selain HAL, Cyberdyne memiliki exoskeleton untuk anggota atas dan lutut, mendukung satu sendi.  Sistem ini saat ini digunakan untuk tujuan medis, tetapi desain ini mungkin menjadi masa depan exoskeleton yang lebih kuat, mampu sepenuhnya meningkatkan gerakan fisik pekerja dengan robotik, jauh lebih mendekati suit gaya Iron Man.

Mendeteksi impuls saraf yang sangat kecil juga dapat digunakan untuk membantu pasien berkomunikasi, bahkan dengan kemampuan berbicara yang terganggu, menggunakan teknologi CYIN milik perusahaan.

Sumber: Cyberdyne

Perusahaan juga memanfaatkan keahliannya dalam robotik dan sensor untuk menjual robot pembersih, serta robot transportasi, dan sistem pencitraan fotoakustik.

4. Trexo Robotics

Trexo mengkhususkan diri dalam merancang bantuan robotik untuk anak‑anak yang menderita disabilitas seperti misalnya cerebral palsy.

Ini adalah peran yang niche namun penting, karena anak‑anak tidak memiliki kebutuhan dan kemampuan yang sama dengan orang dewasa dalam rehabilitasi. Ini juga merupakan kemampuan yang mengubah hidup bagi seorang anak yang akhirnya dapat bergerak lebih bebas.

Sumber: Trexo

Ini juga merupakan alat terapeutik dan kualitas hidup yang kuat untuk penyakit langka yang mungkin tidak memiliki terapi fungsional selama bertahun‑tahun atau dekade.

Exosuit Komersial

1. SUITX by Ottobock

SUITX adalah exoskeleton non‑bertenaga lainnya dengan fokus pada industri seperti otomotif dan logistik untuk membantu karyawan mengangkat beban berat dan mengurangi risiko cedera tulang belakang. Perusahaan sudah memiliki lebih dari 2000 perusahaan yang menggunakan produknya.

Sayangnya bagi investor non‑akreditasi, perusahaan ini belum diperdagangkan secara publik.

Sumber: SuitX

Exosuit Militer

SABER (Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply) adalah suit seberat 3 pon yang dikembangkan oleh Angkatan Darat AS bermitra dengan Vanderbilt University. Mengecewakan bagi penggemar fiksi ilmiah atau Iron Man, suit ini tidak mungkin akan melihat pertempuran dan dirancang untuk tujuan yang jauh lebih biasa (tetapi sama pentingnya): logistik.

Sumber: Herowear

Personel militer harus mengangkat banyak beban berat, menempatkan mereka pada risiko tinggi cedera punggung. Ini adalah “alat wearable ringan, berprofil rendah, tanpa tenaga”.

Sebelumnya, Vanderbilt University bekerja pada exoskeleton serupa dengan HeroWear, produsen exosuit terkemuka; dan Interwoven Design, firma desain pakaian dan produk terkemuka.  Herowear menjual desain exosuit sipil mereka sendiri untuk mengangkat,  the Apex 2, dengan harga sedikit lebih dari $1.000 per suit.

Sumber: Herowear