Apakah Celana Robot Pakaian Antariksa Masa Depan?

(SeaPRwire) –   Bagian paling menarik dari penerbangan luar angkasa pastilah keadaan tanpa bobot—tetapi ini juga yang paling bermasalah. Dalam kondisi tanpa gravitasi (zero-g), otot-otot mengecil, detak jantung berubah, tekanan darah meningkat, dan massa tulang berkurang setiap bulan penerbangan luar angkasa. Dengan beberapa astronot yang bertahan di luar angkasa selama setahun atau lebih, itu berarti banyak sekali potensi kerusakan. Olahraga membantu; astronot di International Space Station (ISS) diwajibkan menghabiskan dua jam sehari di treadmill dan sepeda statis. Namun, itu masih belum cukup untuk mengatasi masalah tersebut. Dan bukan hanya zero-g yang bisa berbahaya. Tinggal dalam jangka panjang di gravitasi Bulan atau Mars yang berkurang dapat memiliki efek buruk serupa.

“Ketika saya mendarat dari luar angkasa, saya harus digendong keluar dari kapsul dan menjalani beberapa hari pertama di Bumi tampak seperti orang berusia 90 tahun,” kata mantan astronot Kate Rubins, yang menjalani dua misi di International Space Station (ISS) dengan total 300 hari di luar angkasa. “Banyak sistem fisiologis saya meniru seseorang yang 20 atau 30 tahun lebih tua dari saya.”

Kini mungkin ada solusi: celana robot. Seperti yang dilaporkan dalam *Advanced Science*, sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Emanuele Pulvirenti, rekan peneliti di University of Bristol’s Soft Robotics Lab di U.K., telah mengembangkan sebuah pakaian yang dapat dikenakan di bawah pakaian antariksa untuk memberikan sebagian dari resistensi yang dirasakan dalam lingkungan gravitasi, menjaga tubuh berfungsi seolah-olah berada kembali di Bumi.

Celana tersebut, yang membentang dari pinggang hingga lutut, terbuat dari dua bagian: lapisan nilon luar dan lapisan plastik kedap udara bagian dalam. Di bagian depan dan belakang kedua lutut terdapat sepasang yang disebut BAMs, terbuat dari tabung plastik dan cincin penahan yang dapat digembungkan dengan udara untuk memberikan tekanan pada otot-otot asli di bawahnya. BAMs telah digunakan di masa lalu untuk mendukung otot-otot pemakai, membantu tentara membawa ransel berat atau orang dengan disabilitas mendapatkan kembali mobilitas yang hilang. Namun, dalam penelitian saat ini, Pulvirenti dan rekan-rekannya memosisikan unit-unit tersebut di titik-titik yang justru akan sedikit menyulitkan pemakai untuk bergerak, menghasilkan pengerahan tenaga tingkat rendah yang berkelanjutan yang akan memberikan beberapa manfaat kesehatan dari gravitasi.

Untuk menguji sistem tersebut, Pulvirenti dan timnya bepergian ke University of Milan, tempat lab L.O.O.P. (), yang dibangun dan dioperasikan oleh European Space Agency. L.O.O.P. dilengkapi dengan sistem harness yang dapat menarik subjek dengan lembut ke atas, menciptakan kembali gravitasi seperenam yang berkurang seperti di Bulan atau gravitasi 38% di Mars. Tim tersebut merekrut enam subjek—empat pria dan dua wanita—dengan usia rata-rata sedikit di bawah 31 tahun, dan menguji mereka dengan L.O.O.P. dan celana robot. Sensor diposisikan di atas tujuh otot di kaki mereka dan masker dipasang di mulut mereka yang mengumpulkan napas yang dihembuskan dan mengukur gas pernapasan, ventilasi paru, konsumsi oksigen, dan produksi karbon dioksida.

Subjek kemudian naik ke treadmill dan berjalan selama empat menit di bawah masing-masing dari enam kondisi: tanpa celana robot, dengan celana robot tetapi tanpa BAMs tidak digembungkan, dan dengan BAMs yang digembungkan. Mereka pertama kali melakukan ketiga latihan tersebut tanpa harness, di bawah medan gravitasi satu-g Bumi, dan kemudian dengan harness terpasang untuk menciptakan gravitasi bulan seperenam simulasi. Yang dicari oleh para peneliti adalah peningkatan aktivitas pada tujuh otot kaki, dan peningkatan aktivitas metabolisme, menunjukkan bahwa tubuh sedang mengerahkan tenaga. Hasilnya sangat mencolok.

Ketika subjek berada dalam gravitasi Bumi, berjalan dengan BAMs tidak digembungkan, mereka mengalami peningkatan aktivitas metabolisme sebesar 18,2%, menunjukkan bahwa keberadaan BAMs saja sudah cukup untuk memengaruhi gaya berjalan dan pengerahan tenaga, menyebabkan pemakai bekerja lebih keras. Ketika BAMs digembungkan, laju metabolisme melonjak 20,1%. Di bawah gravitasi bulan simulasi, metabolisme naik 20,1% dengan BAMs tidak digembungkan dan 29,3% dengan BAMs digembungkan. Pada saat yang sama, aktivasi otot kaki meningkat sebesar 13,9% hingga 87%, tergantung pada otot mana yang diukur.

“Saya ingin terus mengembangkan teknologi ini sehingga pada akhirnya dapat diuji di International Space Station,” kata Pulvirenti dalam sebuah pernyataan yang menyertai rilis penelitian tersebut.

Apa yang berhasil di luar planet juga bisa berhasil di Bumi, membantu orang yang cedera atau cacat mendapatkan kembali kekuatan dan gerakan. “Exosuit ini bersifat asistif, artinya secara artifisial meningkatkan otot-otot tungkai bawah, tetapi kami juga secara terpisah telah mengembangkan exosuit resistif, yang memberikan beban pada tubuh untuk membantu mempertahankan massa otot,” kata Pulvirenti. “Tujuan kami berikutnya adalah menciptakan pakaian hibrida yang dapat beralih antara bantuan dan resistensi … yang bisa sangat bermanfaat bagi orang-orang yang membutuhkan dukungan mobilitas yang menjalani rehabilitasi fisik.” Mungkin perlu bertahun-tahun sebelum kita sampai ke Bulan dan puluhan tahun sebelum kita sampai ke Mars, tetapi exosuit ini sudah siap menjalankan tugasnya di Bumi.