Infojateng.id –Biomekanik adalah disiplin ilmu yang menggunakan prinsip-prinsip mekanika, seperti gaya, massa, dan torsi, untuk menganalisis dan memahami gerakan tubuh manusia atau makhluk hidup lainnya. Dilansir dari esbiomech2022, secara umum biomekanik berfokus pada cara sistem biologis berinteraksi dengan lingkungan sekitar, terutama dalam konteks gaya yang diterapkan pada tubuh dan respons tubuh terhadap gaya tersebut. Dari mempelajari biomekanik, kita dapat memperoleh wawasan yang mendalam tentang fungsi tubuh yang normal dan patologis, meningkatkan performa atletik, merancang alat medis yang inovatif, hingga mengembangkan teknologi untuk rehabilitasi dan pengobatan.
Cabang-Cabang Utama Biomekanik
1. Biomekanik Olahraga:
Biomekanik olahraga mengkaji bagaimana tubuh bergerak selama aktivitas fisik atau olahraga. Studi ini membantu atlet dan pelatih memahami postur tubuh, sudut, kecepatan, dan gaya yang dapat meningkatkan kinerja dan mengurangi risiko cedera. Misalnya, dalam olahraga lari, biomekanik menganalisis gaya tolakan, ayunan kaki, dan dampak pada sendi kaki untuk mengoptimalkan kecepatan dan efisiensi.
2. Biomekanik Klinik dan Rehabilitasi:
Cabang ini berkonsentrasi pada memahami gerakan tubuh dalam aktivitas sehari-hari dan membantu merancang terapi untuk pasien yang mengalami gangguan mobilitas. Misalnya, seseorang yang mengalami cedera lutut atau punggung dapat dianalisis secara biomekanik untuk mengetahui kelemahan atau ketidakseimbangan yang terjadi. Kemudian, terapi dapat difokuskan pada perbaikan gerakan tersebut untuk mencegah cedera berulang dan mempercepat proses pemulihan.
3. Rekayasa Prostetik dan Ortopedik:
Pada cabang ini, biomekanik digunakan untuk merancang prostesis (anggota tubuh buatan) dan alat ortopedik, seperti sendi buatan atau penyangga tubuh (brace). Prostesis kaki misalnya, dirancang untuk meniru respons biomekanik alami dari kaki manusia saat berjalan, seperti penyerap guncangan pada tumit dan tolakan pada jari kaki. Dalam perkembangan prostetik canggih, biomekanik membantu menciptakan prostesis yang lebih responsif, adaptif, dan nyaman bagi pengguna.
4. Biomekanik Ergonomi:
Ini adalah studi yang menghubungkan tubuh manusia dengan peralatan atau alat kerja, untuk menciptakan lingkungan kerja yang aman dan nyaman. Ergonomi biomekanik menganalisis bagaimana postur atau posisi tubuh yang benar dalam mengangkat beban, bekerja di meja, atau mengoperasikan mesin. Dengan demikian, teknologi ini membantu perusahaan mendesain tempat kerja dan alat kerja yang mengurangi tekanan pada tubuh pekerja, serta meminimalkan risiko cedera berulang.
5. Biomekanik Molekuler dan Seluler:
Bidang ini meneliti gaya dan mekanika pada tingkat molekuler atau sel, seperti bagaimana sel bereaksi terhadap tekanan mekanis dan bagaimana struktur sel berubah akibat gaya luar. Penelitian ini sangat penting dalam bidang pengobatan regeneratif dan pengembangan terapi berbasis sel, karena mengetahui bagaimana sel dan jaringan merespon tekanan fisik membantu ilmuwan mengembangkan cara untuk memperbaiki jaringan yang rusak.
Contoh Inovasi Teknologi dalam Biomekanik
Berbagai inovasi teknologi berbasis biomekanik telah dikembangkan dalam beberapa dekade terakhir. Teknologi ini tidak hanya mendukung penelitian lebih lanjut tetapi juga diterapkan dalam kehidupan nyata untuk meningkatkan kualitas hidup, performa, dan keamanan. Berikut adalah beberapa inovasi terdepan yang lahir dari prinsip-prinsip biomekanik:
1. Prostesis Bionik:
Prostesis bionik adalah anggota tubuh buatan yang menggunakan teknologi biomekanik untuk meniru gerakan dan fungsi alami tubuh. Berbeda dengan prostesis tradisional, prostesis bionik dilengkapi dengan sensor dan motor yang digerakkan oleh sinyal listrik dari otot pengguna. Prostesis ini dapat dikendalikan secara lebih halus dan responsif terhadap perintah otot, sehingga meningkatkan kemampuan gerak pengguna. Contoh terkenal dari prostesis ini adalah tangan bionik “Luke Arm,” yang dirancang untuk memberikan pengguna kendali yang lebih baik pada setiap jari dan pergelangan tangan.
2. Eksoskeleton
Eksoskeleton adalah perangkat luar yang dipakai di tubuh untuk meningkatkan kekuatan dan dukungan pada tubuh pengguna. Pada umumnya, eksoskeleton digunakan untuk membantu orang dengan cedera tulang belakang agar bisa berdiri atau berjalan kembali. Selain untuk tujuan medis, eksoskeleton juga digunakan dalam bidang militer dan industri untuk meningkatkan kekuatan fisik pekerja dan mengurangi risiko cedera saat mengangkat beban berat.
3. Analisis Gerakan Menggunakan Motion Capture
Teknologi motion capture memungkinkan peneliti, pelatih, dan terapis untuk menganalisis pergerakan tubuh secara mendetail. Dengan sensor yang ditempelkan pada tubuh atau dengan kamera khusus, gerakan tubuh dapat direkam dan dianalisis secara real-time. Teknologi ini membantu atlet untuk mengoptimalkan gerakan, mengidentifikasi kelemahan, dan meminimalkan risiko cedera. Di bidang medis, analisis gerakan digunakan untuk mempelajari pola berjalan pasien dan memberikan terapi yang sesuai.
4. Insole Sensor untuk Analisis Kaki
Sensor insole adalah alas kaki yang dilengkapi dengan sensor untuk mengukur distribusi tekanan dan gaya pada kaki selama berjalan atau berlari. Data dari sensor ini dapat memberikan informasi yang sangat detail tentang bagaimana kaki bergerak dan berinteraksi dengan permukaan tanah. Teknologi ini sering digunakan dalam desain sepatu olahraga, rehabilitasi cedera kaki, dan penelitian biomekanik tentang gaya berjalan.
5. Augmented Reality (AR) untuk Rehabilitasi
Augmented Reality atau realitas tertambah membantu pasien dalam rehabilitasi melalui simulasi latihan yang interaktif. Dengan perangkat AR, pasien dapat melihat gerakan yang harus mereka lakukan atau memvisualisasikan posisi tubuh yang benar. Teknologi ini membuat rehabilitasi menjadi lebih menyenangkan dan meningkatkan motivasi pasien untuk berlatih.
6. Wearable Sensor untuk Pemantauan Gerak Real-Time
Teknologi ini memungkinkan pemantauan gerakan tubuh secara langsung dan memberikan data yang berharga bagi terapis atau pelatih. Sensor ini sering digunakan oleh atlet atau pasien yang menjalani terapi fisik untuk melacak pergerakan mereka dan memberikan umpan balik real-time. Dengan data tersebut, pelatih atau terapis dapat membuat penyesuaian yang tepat pada teknik atau terapi.
7. Kursi Roda Otomatis dengan Teknologi Biomekanik
Kursi roda otomatis yang dilengkapi dengan sensor biomekanik dapat menyesuaikan posisi dan kenyamanan pengguna secara otomatis. Kursi roda ini dirancang untuk mengurangi ketegangan dan memberikan dukungan tambahan berdasarkan posisi dan kebutuhan pengguna. Sensor ini juga membantu pengguna dalam mengendalikan kursi roda secara lebih intuitif, baik dengan pergerakan tangan, isyarat suara, atau bahkan dengan sinyal otot.
Kesimpulan
Biomekanik telah menjadi ilmu yang sangat penting dalam memahami dan meningkatkan gerakan tubuh manusia. Dari cabang-cabangnya yang mencakup olahraga, rehabilitasi, prostetik, hingga ergonomi, biomekanik memberikan dampak signifikan dalam berbagai aspek kehidupan. Dengan dukungan inovasi teknologi, biomekanik memungkinkan terciptanya alat bantu yang semakin canggih, yang membantu manusia dalam meningkatkan performa, memperbaiki kualitas hidup, dan mendukung pemulihan kesehatan.
Inovasi seperti prostesis bionik, eksoskeleton, hingga augmented reality menjadi contoh nyata bagaimana biomekanik dapat menciptakan teknologi yang lebih adaptif, canggih, dan bermanfaat. Di masa depan, perkembangan biomekanik diperkirakan akan semakin maju, dengan alat yang lebih presisi dan personalisasi tinggi untuk mendukung kebutuhan individu.(redaksi)
