Komputasi
Insole Pintar Membuka Masa Depan Pelacakan Kesehatan Berbasis Gait
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Salah satu aktivitas yang kita lakukan setiap hari adalah berjalan. Meskipun Anda mungkin tidak terlalu memperhatikan cara Anda atau orang lain berjalan, gait mereka dapat mengungkap banyak hal tentang kesehatan mereka.
This is because the central nervous system is involved in controlling the movement of our limbs and maintaining posture while the body is in motion.
Gerakan dan berjalan yang terganggu sebenarnya merupakan hasil dari kerusakan neurologis, gangguan muskuloskeletal, dan patologi degeneratif. Secara tradisional, kondisi‑kondisi ini didiagnosis oleh dokter berdasarkan pemeriksaan fisik dan medis, dengan analisis gait hanya dilakukan di rumah sakit tingkat lanjut dan pada sejumlah pasien yang terbatas.
Banyak ilmuwan berpendapat bahwa analisis gait seharusnya dilakukan pada semua pasien yang berisiko terhadap penyakit‑penyakit ini, serta mereka yang memerlukan rehabilitasi jangka panjang. Hal ini masuk akal karena beberapa alasan.
Pertama, sekitar 7% populasi AS mengalami kesulitan ambulan serius, yang mencakup masalah berjalan, berlari, bergerak, atau naik tangga. Kesulitan ambulan ini merupakan fitur umum dan signifikan pada banyak gangguan neurokognitif seperti demensia dan penyakit Parkinson (PD), yang semakin meningkat.
PD, khususnya, menyebabkan kesulitan mengontrol gerakan otot, yang terlihat sebagai ketidakstabilan postur dan pembekuan gait. Stroke juga menyebabkan gerakan anggota tubuh yang tidak simetris.
Kemudian ada biaya besar yang terkait dengan penyakit‑penyakit ini. Misalnya, gangguan gerakan diperkirakan menghabiskan 5% dari PDB AS. Banyak dari penyakit ini didefinisikan oleh penurunan kontrol motorik, seperti gait tidak merata dan ketidakteraturan dalam berjalan.
Perubahan tanda motorik ini sebenarnya dapat terdeteksi jauh sebelum penyakit didiagnosis dan dapat membantu dalam pengobatan. Contohnya, pada PD, pada saat kriteria diagnostik klinis terpenuhi, mayoritas neuron pasien sudah mengalami degenerasi.
Jadi, jelas ada kebutuhan untuk memantau gait dan tekanan plantar selama aktivitas harian guna membantu deteksi dini berbagai gangguan, memungkinkan intervensi awal yang berpotensi mencegah dan memperlambat progresi penyakit.
Mengidentifikasi ketidakteraturan gait pada tahap awal selanjutnya memungkinkan profesional kesehatan mengambil pendekatan terapeutik yang dipersonalisasi dan meningkatkan hasil pasien secara keseluruhan.
Selain untuk diagnosis dan manajemen kondisi spesifik, analisis gait pada populasi lanjut usia menawarkan metode non‑invasif dan biaya‑efektif untuk mempertahankan kesehatan dan kemandirian secara keseluruhan.
Di sini, teknologi seperti smartphone, sensor, dan kain sensitif merupakan beberapa opsi berbiaya rendah dan mudah diakses untuk memantau aktivitas individu. Perangkat wearable merupakan alat penting lain yang dapat memainkan peran krusial, menyediakan pengawasan harian terhadap berjalan.
Secara khusus, mengintegrasikan sensor ke dalam sepatu untuk menciptakan perangkat elektronik wearable menawarkan strategi menjanjikan yang mengatasi masalah platform sensor tekanan yang saat ini digunakan dalam praktik medis untuk mengukur distribusi tekanan plantar.
Penggunaan platform ini dibatasi oleh kendala waktu dan ruang. Sebuah studi baru, oleh karena itu, membangun sistem insole nirkabel pintar untuk pemantauan tekanan plantar secara spasial, yang mengacu pada distribusi gaya di seluruh telapak kaki selama aktivitas menahan beban, seperti berjalan. Sistem terintegrasi penuh ini, yang memiliki daya sendiri, memungkinkan visualisasi gait secara real‑time dalam beberapa mode.
Pemantauan Gait Real‑Time Melalui Jaringan Sensor Terintegrasi
Peneliti dari The Ohio State University telah merancang insole pintar wearable baru yang memantau cara Anda berdiri, berjalan, dan berlari secara real‑time. Sistem ini dapat membantu pengguna tidak hanya meningkatkan postur tetapi juga memberikan peringatan dini untuk kondisi mulai dari fasciitis plantar sederhana, penyebab umum nyeri tumit, hingga kondisi lebih serius seperti penyakit Parkinson.
Wearable ini dibangun menggunakan dua puluh dua sensor tekanan kecil (CNT/ACET/PDMS) dan pada bagian atas sepatu, panel surya kecil dimanfaatkan untuk daya.
Untuk memberi daya pada seluruh sistem secara efektif dan berkelanjutan, sel surya perovskite fleksibel (FPSC) dirancang dengan kepadatan daya tinggi, efisiensi konversi daya tinggi, dan fleksibilitas yang cukup untuk menahan stres mekanik saat digunakan.
Sistem ini menawarkan pelacakan kesehatan real‑time berdasarkan cara seseorang berjalan, proses yang unik seperti sidik jari mereka.
Data sensor tekanan kemudian dikumpulkan dan ditransmisikan via Bluetooth ke smartphone untuk analisis cepat dan mendetail. Data ditransmisikan secara real‑time, memungkinkan pengguna memvisualisasikan distribusi tekanan plantar dalam tiga mode berbeda pada aplikasi smartphone mereka.
According to study co-author Jinghua Li, who’s an assistant professor of materials science and engineering at Ohio State:
“Tubuh kita membawa banyak informasi berguna yang bahkan tidak kita sadari. Status‑status ini juga berubah seiring waktu, jadi tujuan kami adalah menggunakan elektronik untuk mengekstrak dan mendekode sinyal‑sinyal tersebut guna mendorong pemeriksaan kesehatan mandiri yang lebih baik.”
Ini, tentu saja, bukan upaya pertama semacam ini pada wearable, yang telah melihat minat meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Prototipe sebelumnya, bagaimanapun, menghadapi keterbatasan energi rendah dan kinerja yang tidak stabil.
Jadi, tim harus memastikan wearable mereka tahan lama, dapat menyediakan daya yang konsisten dan dapat diandalkan, serta dapat mengumpulkan dan menganalisis data dengan tingkat akurasi tinggi.
“Perangkat kami inovatif dalam hal resolusi tinggi, sensor spasial, kemampuan self‑powering, dan kemampuannya untuk digabungkan dengan algoritma machine learning. Jadi kami merasa penelitian ini dapat melangkah lebih jauh berdasarkan keberhasilan pionir di bidang ini.”
– Penulis utama studi Qi Wang, yang merupakan mahasiswa PhD di bidang ilmu material dan teknik di Ohio State
Dipublikasikan di jurnal Science Advances1, studi ini merinci pengembangan sistem pintar sepenuhnya berdaya sendiri.
Insole di sini terdiri dari lapisan enkapsulasi poliimida (PI), elektroda, karbon nanotube/acetylene black/polydimethylsiloxane (CNT/ACET/PDMS), dan lapisan PDMS. PDMS dikenal karena biokompatibilitasnya, fleksibilitasnya, dan kemampuan untuk dibentuk menjadi berbagai bentuk.
Sensor‑sensor tersebut terintegrasi rapat dalam lapisan PDMS, di mana mereka mengubah sinyal tekanan menjadi sinyal listrik. Sinyal dikumpulkan oleh konverter analog‑ke‑digital (ADC) pada papan sirkuit tercetak (PCB) dan ditransmisikan ke perangkat seluler.
Penggunaan PDMS sebagai material struktural sensor dan penanaman sensor ke dalam lapisan PDMS memungkinkan insole menjadi sangat tahan lama, memberi kemampuan menahan peregangan, pemelintiran, dan pelipatan.
Pengenalan Gerakan Berbasis AI & Solusi Daya Berkelanjutan
Selain desain dan pengembangan sensor tekanan CNT/ACET/PDMS, sistem insole pintar nirkabel terintegrasi penuh juga mencatat dua pencapaian utama lainnya, yaitu memastikan pasokan daya berkelanjutan dan penggunaan AI untuk menangkap serta mengenali status gerakan secara akurat.
Tim sebenarnya mengintegrasikan model pembelajaran mesin support vector machine (SVM) ke dalam sistem insole pintar untuk mengklasifikasikan dan mengenali berbagai status gerakan manusia.
Dibandingkan dengan model deep learning, model machine learning ini menawarkan manfaat kecepatan pelatihan lebih cepat, tidak bergantung pada dataset besar, batas keputusan yang jelas, dan tujuan optimasi yang tegas, menjadikannya cocok untuk studi ini.
Model ini dilatih pada data yang dikumpulkan di bawah delapan status gerakan berbeda. Dataset mencakup total 1275 sampel berlabel, di mana 80% digunakan untuk pelatihan dan sisanya untuk validasi.
Setelah dilatih, model SVM dapat mengkategorikan data masukan dan menghasilkan hasil pengenalan, yang dicatat oleh studi sebagai 100% untuk semua status yang dilatih.
Dengan model canggih ini, sistem dapat mengidentifikasi delapan status gerakan berbeda. Ini mencakup gerakan statis seperti duduk dan berdiri, hingga yang lebih dinamis seperti jongkok dan berlari. Juga mencakup berdiri satu kaki, berjalan, serta naik dan turun tangga.
Distribusi sensor dari jari kaki hingga tumit, pada saat yang sama, memungkinkan peneliti melihat seberapa berbeda tekanan pada bagian kaki dengan aktivitas yang berbeda, seperti berjalan versus berlari.
Karena pola tekanan kompleks yang terlihat di daerah jari kaki dan tumit, jumlah sensor yang lebih banyak ditempatkan di sana, sementara hanya dua sensor di area lengkungan. Strategi desain ini memastikan bahwa meskipun dengan sensor terbatas, informasi tekanan kaki yang penting tetap tertangkap secara efektif.
Seperti yang dapat Anda harapkan, selama berjalan, tekanan diterapkan secara berurutan dari tumit ke jari kaki, berlawanan dengan berlari, di mana hampir semua sensor mengalami tekanan secara bersamaan. Selain itu, waktu aplikasi tekanan selama berjalan hanya sekitar setengah total waktu, dan hanya sekitar seperempatnya selama berlari.
Mengenai keamanan, tim memastikan perangkat mereka berisiko rendah dengan menggunakan material fleksibel dan aman untuk insole.
Untuk penggunaan berkelanjutan, tim telah memasang baterai litium kecil yang memberi daya pada sistem wearable. Modul perovskite surya fleksibel (FPSMs) mengubah sinar matahari menjadi energi, yang kemudian disimpan dalam baterai ini, memungkinkan pasokan energi yang mandiri. Baterai ini, terintegrasi ke area lengkungan insole untuk meningkatkan kenyamanan, kemudahan, dan stabilitas, tidak memengaruhi aktivitas harian pengguna atau menyebabkan bahaya.
Menuju Perawatan Kesehatan yang Dipersonalisasi, Preventif, & Prediktif
Dari segi kinerja, insole pintar yang dibuat oleh peneliti menunjukkan hasil mengesankan. Mereka tidak mengalami penurunan signifikan bahkan setelah 180.000 siklus kompresi dan dekompresi, yang menunjukkan stabilitas dan daya tahan jangka panjang.
“Antarmuka fleksibel dan cukup tipis, sehingga bahkan selama deformasi berulang, tetap berfungsi. Kombinasi perangkat lunak dan perangkat keras berarti tidak terbatas.”
– Li
Jadi, dengan insole pintar mereka, peneliti bertujuan mendukung analisis gait untuk mendeteksi kelainan awal yang terkait dengan kondisi neurologis, seperti penyakit Parkinson, gangguan muskuloskeletal, dan kondisi terkait tekanan kaki seperti ulkus kaki diabetik.
Biaya rendah sistem, bersama dengan kekuatan mekanik dan kemudahan fabrikasinya, memungkinkan desain ergonomis yang dapat disesuaikan untuk pasien dengan lengkungan tinggi atau kaki datar.
Selain itu, penggunaan AI dalam sistem baru memungkinkan penyediaan perawatan kesehatan yang disesuaikan dengan kebutuhan dan gaya hidup masing‑masing individu. Ini berarti pemakai bahkan dapat menggunakannya untuk memperbaiki postur, mencegah cedera, dan memantau rehabilitasi.
Namun ini belum semuanya; peneliti juga percaya bahwa sistem mereka dapat diadaptasi untuk optimasi gerakan, prediksi kelelahan, dan pelatihan kebugaran yang dipersonalisasi di masa depan. Studi tersebut mencatat:
“Secara keseluruhan, insole pintar terintegrasi berfungsi sebagai solusi layak untuk merevolusi praktik perawatan kesehatan generasi berikutnya dan internet of things. Konsep yang melibatkan sinergi material, perangkat, perangkat keras, dan perangkat lunak berpotensi meluas ke bidang alternatif, membuka peluang menarik untuk interaksi digital antara manusia dan dunia.”
Sekarang, jika Anda bertanya-tanya kapan Anda dapat memiliki wearable ini, peneliti memperkirakan teknologi akan tersedia secara komersial dalam tiga hingga lima tahun ke depan.
Untuk saat ini, peneliti sedang bekerja meningkatkan kemampuan sistem mereka dalam mengenali gestur, yang akan memerlukan pengujian pada populasi yang lebih beragam. Menurut Li:
“Kami memiliki begitu banyak variasi di antara individu, jadi mendemonstrasikan dan melatih kemampuan fantastis ini pada populasi yang berbeda adalah hal yang perlu kami beri perhatian lebih.”
Perusahaan Inovatif
Nike Inc.
Di dunia wearable, raksasa teknologi Apple (AAPL ) dan Alphabet Inc. (GOOG ) (GOOGL ) telah menguasai pangsa pasar yang signifikan. Apple memimpin dalam teknologi kesehatan wearable melalui Apple Watch, sementara Google menorehkan jejaknya dengan pelacak kebugaran Fitbit.
Namun hari ini, kami akan membahas raksasa alas kaki Nike, yang terus memperluas penawaran kesehatan digital dan pakaian pintar mereka.
Di pasar wearable, Nike telah menawarkan berbagai produk selama bertahun‑tahun, termasuk perangkat yang dipakai di pergelangan tangan seperti jam tangan olahraga dan gelang pelacak aktivitas.
Musim panas lalu, Nike meluncurkan sepatu basket self‑lacing Adapt BB, yang, seperti namanya, menyesuaikan diri dengan bentuk kaki Anda secara real‑time untuk rasa optimal. Motor khusus dan rangkaian gear dalam sepatu mendeteksi ruang di sekitar kaki Anda dan kemudian menyesuaikan untuk memberikan pas yang pas.
Nike Adapt BB adalah produk performa yang terus diperbarui dan dilengkapi dengan aplikasi serta sistem pengikatan tenaga canggih. Perusahaan memilih basket sebagai panggung debut sepatu mereka, dengan sistem FitAdapt yang akan diterapkan pada olahraga dan produk gaya hidup lainnya di masa depan setelah disempurnakan untuk memberikan kualitas pas optimal dalam basket.
Nike juga mengumumkan kemitraan dengan penyedia teknologi pemulihan Hyperice untuk mengembangkan sepatu boot berteknologi yang disebut Hyperboot. Tujuan kolaborasi ini adalah mengembangkan teknologi wearable untuk atlet guna meningkatkan performa dan pemulihan mereka.
Sepatu boot bertenaga baterai tinggi ini dirancang untuk memberi manfaat baik pada pemanasan maupun pemulihan. Boot tersebut menawarkan pijatan panas dan kompresi udara dinamis, yang dapat disesuaikan hingga tiga level hanya dengan menekan tombol pada boot.
“Hyperboot membantu mempersiapkan tubuh untuk aktivitas, baik Anda bermain untuk gelar juara atau banyak berdiri di tempat kerja.”
– Tobie Hatfield, senior director of Nike Athlete Innovation
Kemitraan ini juga sedang mengerjakan rompi serbaguna yang menggunakan pendingin termoelektrik untuk memberikan pemanasan dan pendinginan instan, memungkinkan atlet menargetkan lingkungan yang tidak dapat mereka kontrol. Sensor modul termal dalam rompi secara otonom memantau dan mempertahankan suhu tubuh.
NVDA Grafik Harga
Dengan kapitalisasi pasar $84,5 miliar, saham Nike saat ini diperdagangkan pada $57,23, turun 24,5% YTD. Memiliki EPS (TTM) sebesar 3,01, P/E (TTM) 19,04, dan ROE (TTM) 31,93%. Nike juga membayar dividen sebesar 2,80%.
Mengenai keuangan perusahaan, pada Maret 2025, Nike melaporkan hasil kuartal ketiga yang berakhir 28 Februari 2025, dengan pendapatan $11,3 miliar, penurunan 9% dari tahun sebelumnya sementara margin kotor turun menjadi 41,5%, dan laba bersih per saham terdilusi sebesar $0,54, yang merupakan penurunan 30%.
Kas dan setara kas serta investasi jangka pendek pada akhir kuartal sebesar $10,4 miliar, sementara Nike mengembalikan $1,1 miliar kepada pemegang saham melalui dividen $594 juta dan pembelian kembali saham $499 juta.
“Yang menggembirakan adalah NIKE memberikan dampak pada kuartal ini, memimpin dalam olahraga melalui cerita atlet, produk performa, dan momen olahraga besar. Lingkungan operasional dinamis, tetapi yang paling penting bagi NIKE adalah melayani atlet dengan inovasi produk baru dan menghidupkan kembali momentum merek melalui olahraga.”
– CEO Elliott Hill
Untuk kuartal keempat, perusahaan memperkirakan penurunan yang lebih tajam daripada yang diharapkan. Menariknya, tahun ini Nike menayangkan iklan Super Bowl pertamanya dalam hampir tiga dekade. Perusahaan saat ini menghadapi ancaman tarif balasan Presiden Donald Trump, yang memengaruhi rantai pasokan, khususnya di Vietnam, Indonesia, dan China.
Klik di sini untuk mempelajari tentang gelombang berikutnya wearable.
Kesimpulan
Dengan populasi dunia yang menua dengan cepat, mempertahankan fungsi fisik dan kemandirian menjadi sangat penting bagi kesejahteraan mereka secara keseluruhan. Di sini, pemantauan gait menjadi kunci untuk menyediakan cara biaya‑efektif dalam menilai berbagai kondisi terkait usia yang memengaruhi sistem neurologis dan menawarkan wawasan berharga tentang kesehatan serta potensi keterbatasan mobilitas generasi yang lebih tua. Analisis gait juga menawarkan alat diagnostik dini yang menjanjikan untuk mendeteksi abnormalitas sebelum menjadi kronis atau melemahkan.
Sistem berdaya sendiri terbaru dengan analisis gait real‑time-nya menunjukkan potensi besar dalam kesehatan preventif. Integrasinya dengan AI dan aplikasi smartphone dapat lebih lanjut membuat koreksi postur, pencegahan cedera, bahkan deteksi jatuh menjadi dapat diakses oleh massa, mempromosikan populasi yang lebih sehat dan masa depan yang lebih baik!
Studi yang Direferensikan:
1. Wang, Q., Guan, H., Wang, C., Lei, P., Sheng, H., Bi, H., Hu, J., Guo, C., Mao, Y., Yuan, J., Shao, M., Jin, Z., Li, J., & Lan, W. (2025). A wireless, self-powered smart insole for gait monitoring and recognition via nonlinear synergistic pressure sensing. Science Advances, 11(16). https://doi.org/10.1126/sciadv.adu1598
