Ilmuwan Cambridge Mengembangkan “Jempol Ketiga” yang Dapat Mendefinisikan Ulang Kemampuan Manusia

Para peneliti di Cambridge telah menunjukkan bahwa Third Thumb, sebuah robotic prostetik, dapat dengan cepat dikuasai oleh masyarakat, sehingga meningkatkan ketangkasan handbook. Studi ini menekankan pentingnya desain inklusif untuk memastikan teknologi bermanfaat bagi semua orang, dengan temuan signifikan mengenai kinerja di berbagai demografi.

Peneliti Cambridge menunjukkan bahwa orang dapat dengan cepat belajar mengendalikan ibu jari tambahan palsu, yang dikenal sebagai “ibu jari ketiga”, dan menggunakannya secara efektif untuk menggenggam dan menangani objek.

Tim tersebut menguji perangkat robotik tersebut pada beragam peserta, yang menurut mereka penting untuk memastikan teknologi baru bersifat inklusif dan dapat bekerja untuk semua orang.

Salah satu bidang teknologi masa depan yang sedang berkembang adalah augmentasi motorik – menggunakan perangkat bermotor seperti rangka luar atau bagian tubuh robotic tambahan untuk meningkatkan kemampuan motorik kita melampaui batasan biologis yang ada saat ini.

Meskipun perangkat tersebut dapat meningkatkan kualitas hidup individu sehat yang ingin meningkatkan produktivitas mereka, teknologi yang sama juga dapat memberikan cara baru bagi penyandang disabilitas untuk berinteraksi dengan lingkungannya.

Jempol Ketiga membantu pengguna membuka botol. Kredit: Dani Clode Design / Lab Plastisitas

Profesor Tamar Makin dari Medical Analysis Council (MRC) Cognition and Mind Sciences Unit di Universitas Cambridge mengatakan: “Teknologi mengubah definisi kita tentang apa artinya menjadi manusia, dengan semakin banyaknya mesin yang menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari, dan bahkan pikiran dan tubuh kita.

“Teknologi ini membuka peluang baru yang menarik dan bermanfaat bagi masyarakat, namun penting bagi kita untuk mempertimbangkan bagaimana teknologi dapat membantu semua orang secara setara, terutama komunitas marginal yang sering kali tidak diikutsertakan dalam penelitian dan pengembangan inovasi. Untuk memastikan setiap orang mempunyai kesempatan untuk berpartisipasi dan mendapatkan manfaat dari kemajuan menarik ini, kita perlu secara eksplisit mengintegrasikan dan mengukur inklusivitas pada tahap sedini mungkin dalam proses penelitian dan pengembangan.”

Dani Clode, kolaborator di laboratorium Profesor Makin, telah mengembangkan Third Thumb, sebuah jempol robotic tambahan yang bertujuan untuk meningkatkan rentang gerak pemakainya, meningkatkan kemampuan menggenggam, dan memperluas daya dukung tangan. Hal ini memungkinkan pengguna untuk melakukan tugas-tugas yang mungkin menantang atau tidak mungkin diselesaikan dengan satu tangan atau melakukan tugas-tugas rumit dengan banyak tangan tanpa harus berkoordinasi dengan orang lain.

Perkembangan dan Fungsi Jempol Ketiga

Jempol Ketiga dikenakan di sisi telapak tangan yang berlawanan dengan ibu jari biologis dan dikendalikan oleh sensor tekanan yang ditempatkan di bawah setiap jempol kaki atau kaki. Tekanan dari jari kaki kanan menarik ibu jari melintasi tangan, sedangkan tekanan yang diberikan dengan jari kaki kiri menarik ibu jari ke atas menuju jari-jari tangan. Luasnya gerakan ibu jari sebanding dengan tekanan yang diberikan, dan melepaskan tekanan akan mengembalikannya ke posisi semula.

Pada tahun 2022, tim berkesempatan untuk menguji Third Thumb di Pameran Sains Musim Panas Royal Society tahunan, di mana masyarakat dari segala usia dapat menggunakan perangkat tersebut dalam berbagai tugas. Hasilnya dipublikasikan hari ini di Robotika Sains.

Selama lima hari, tim menguji 596 peserta, dengan rentang usia tiga hingga 96 tahun dan dari berbagai latar belakang demografis. Dari jumlah tersebut, hanya empat orang yang tidak dapat menggunakan Jempol Ketiga, karena tidak pas di tangan mereka, atau karena mereka tidak dapat mengendalikannya dengan kaki (sensor tekanan yang dikembangkan khusus untuk pameran ini tidak cocok untuk anak-anak yang berbobot sangat ringan). ).

Jempol Ketiga dipakai oleh pengguna yang berbeda. Kredit: Dani Clode Design / Lab Plastisitas

Peserta diberi waktu satu menit untuk membiasakan diri dengan perangkat tersebut, selama waktu tersebut tim menjelaskan cara melakukan salah satu dari dua tugas.

Tugas pertama melibatkan mengambil pasak dari papan pasak satu per satu hanya dengan Jempol Ketiga dan menempatkannya di dalam keranjang. Peserta diminta menggerakkan pasak sebanyak-banyaknya dalam waktu 60 detik. 333 peserta menyelesaikan tugas ini.

Tugas kedua melibatkan penggunaan Jempol Ketiga bersama dengan tangan biologis pemakainya untuk memanipulasi dan menggerakkan lima atau enam objek busa yang berbeda. Benda-benda tersebut memiliki berbagai bentuk yang memerlukan manipulasi berbeda untuk digunakan, sehingga meningkatkan ketangkasan tugas. Sekali lagi, peserta diminta untuk memindahkan benda sebanyak-banyaknya ke dalam keranjang dalam waktu maksimal 60 detik. 246 peserta menyelesaikan tugas ini.

Hampir semua orang dapat langsung menggunakan perangkat tersebut. 98% peserta berhasil memanipulasi objek menggunakan Jempol Ketiga selama menit pertama penggunaan, dengan hanya 13 peserta yang tidak dapat melakukan tugas tersebut.

Wawasan Kinerja di Seluruh Demografi

Tingkat kemampuan antar peserta bervariasi, namun tidak ada perbedaan kinerja antar gender, dan penggunaan tangan tidak mengubah kinerja – meskipun Ibu Jari selalu dipakai di tangan kanan. Tidak ada bukti pasti bahwa orang-orang yang dianggap 'pandai menggunakan tangannya' – misalnya, mereka sedang belajar memainkan alat musik, atau pekerjaan mereka melibatkan ketangkasan tangan – lebih baik dalam melakukan tugas tersebut.

Orang dewasa yang lebih tua dan lebih muda memiliki tingkat kemampuan yang sama ketika menggunakan teknologi baru, meskipun penyelidikan lebih lanjut pada kelompok usia orang dewasa yang lebih tua menunjukkan adanya penurunan kinerja seiring bertambahnya usia. Para peneliti mengatakan efek ini mungkin disebabkan oleh penurunan kemampuan sensorimotor dan kognitif secara umum yang berhubungan dengan penuaan dan mungkin juga mencerminkan hubungan generasi dengan teknologi.

Kinerja umumnya lebih buruk pada anak-anak yang lebih kecil. Enam dari 13 peserta yang tidak dapat menyelesaikan tugas berada di bawah usia 10 tahun, dan di antara mereka yang menyelesaikan tugas, anak bungsu cenderung memiliki kinerja lebih buruk dibandingkan anak yang lebih tua. Namun anak-anak yang lebih tua (usia 12-16 tahun) mengalami kesulitan yang lebih besar dibandingkan orang dewasa muda.

Dani berkata: “Augmentasi adalah tentang merancang hubungan baru dengan teknologi—menciptakan sesuatu yang lebih dari sekedar alat namun menjadi perpanjangan dari tubuh itu sendiri. Mengingat keragaman bentuk tubuh, tahap desain teknologi wearable harus seinklusif mungkin. Penting juga untuk memastikan bahwa perangkat ini dapat diakses dan berfungsi oleh banyak pengguna. Selain itu, mereka harus mudah dipelajari dan digunakan dengan cepat.”

Rekan penulis Lucy Dowdall, juga dari MRC Cognition and Mind Science Unit, menambahkan: “Jika augmentasi motorik – dan bahkan interaksi manusia-mesin yang lebih luas – ingin berhasil, mereka harus berintegrasi secara mulus dengan kemampuan motorik dan kognitif pengguna. . Kita perlu mempertimbangkan berbagai usia, jenis kelamin, berat badan, gaya hidup, disabilitas – serta budaya masyarakat, latar belakang keuangan, dan bahkan kesukaan atau ketidaksukaan terhadap teknologi. Pengujian fisik terhadap kelompok individu yang besar dan beragam sangat penting untuk mencapai tujuan ini.”

Ada banyak sekali contoh di mana kurangnya pertimbangan desain inklusif telah menyebabkan kegagalan teknologi:

• Sistem pengenalan ucapan otomatis yang mengubah bahasa lisan menjadi teks telah terbukti memberikan kinerja yang lebih baik dalam mendengarkan suara orang kulit putih dibandingkan suara orang kulit hitam.
• Beberapa teknologi augmented actuality terbukti kurang efektif bagi pengguna dengan warna kulit lebih gelap.
• Wanita menghadapi risiko kesehatan yang lebih tinggi akibat kecelakaan mobil, karena kursi mobil dan sabuk pengaman terutama dirancang untuk mengakomodasi boneka berukuran 'rata-rata' pria selama pengujian tabrakan.
• Alat-alat listrik dan industri yang berbahaya yang dirancang untuk penggunaan atau genggaman dominan tangan kanan telah mengakibatkan lebih banyak kecelakaan bila dioperasikan oleh orang kidal yang terpaksa menggunakan tangan nondominan mereka.

Referensi: “Mengevaluasi kegunaan awal perangkat augmentasi tangan pada sampel yang besar dan beragam” oleh Dani Clode, Lucy Dowdall, Edmund da Silva, Klara Selén, Dorothy Cowie, Giulia Dominijanni dan Tamar R. Makin, 29 Mei 2024, Robotika Sains.
DOI: 10.1126/scirobotics.adk5183

Penelitian ini didanai oleh Dewan Penelitian Eropa, Wellcome, Dewan Penelitian Medis dan Dewan Penelitian Teknik dan Ilmu Fisika.