Pengembangan Upper Limb Exoskeleton Dan Lower Limb Exoskeleton Untuk Peningkatan Produktivitas Dan Keselamatan Kerja Panen-Muat Kelapa Sawit

Abstract

Pemanenan dan pemuatan tandan buah segar (TBS) kelapa sawit secara manual membebani tubuh pemanen secara berulang, terutama pada bagian bahu-punggung (upper limb) dan lutut-tungkai (lower limb), sehingga berisiko menimbulkan gangguan otot rangka (musculoskeletal disorders). Penelitian sebelumnya telah mengembangkan upper limb exoskeleton (ULE) hingga Tingkat Kesiapan Teknologi (TKT) 5, namun belum menjangkau mitigasi risiko pada tubuh bagian bawah. Penelitian ini bertujuan meningkatkan TKT ULE generasi baru, merancang prototipe lower limb exoskeleton (LLE), serta mengevaluasi kinerja keduanya melalui pengujian biomekanik, elektromiografi (EMG), dan usability test. Tiga varian ULE diuji pada skala laboratorium menggunakan simulasi kegiatan memanen (egrek, dodos) dan memuat (angkong), kemudian dua varian terbaik diuji lanjut di kebun sawit Jonggol IPB dan PTPN VIII Cimulang. LLE dikembangkan berbasis pneumatic artificial muscle (PAM) tipe akordion yang dikendalikan oleh sensor inertial measurement unit (IMU) dan solenoid valve, lalu diuji pada skala laboratorium menggunakan motion capture. Hasil menunjukkan seluruh varian ULE menurunkan shear force pada L5-pelvic junction dan berada pada kategori usability acceptable, dengan ULE Model 1 memperoleh skor System Usability Scale (SUS) tertinggi (95,25; grade A). Pada pengujian lapangan, ULE Model 2 memberikan penurunan compression force yang paling konsisten, sedangkan Model 1 memberikan keseimbangan aktivasi otot yang lebih baik. Indeks aktivasi otot global menurun 18,8% (dari 5,66 menjadi 4,60 %MVC) dengan penggunaan ULE, meskipun respons antarindividu masih bervariasi. Durasi pemotongan TBS menurun rata-rata 11,9% (32,8 menjadi 29,0 detik), namun belum signifikan secara statistik (p=0,284) walaupun ukuran efek berkategori sedang (r=0,34). Prototipe LLE berhasil dibuat dan menunjukkan kecenderungan penurunan compression force pada lutut dibandingkan tanpa LLE. Penelitian ini menyimpulkan bahwa teknologi exoskeleton berpotensi menjadi alat bantu ergonomi yang efektif untuk mendukung keselamatan dan kesehatan kerja pemanen kelapa sawit, dengan LLE saat ini berada pada TKT 3–5 dan ULE pada TKT 6–7, sehingga diperlukan penyempurnaan lebih lanjut sebelum implementasi skala luas.