Evaluasi Eksoskeleton dalam Meredistribusi Beban Otot Pemanen Kelapa Sawit dengan Analisis Biomekanik

Abstract

Pemanenan kelapa sawit secara manual menggunakan egrek berpotensi menimbulkan gangguan otot rangka akibat kerja (GOTRAK), terutama pada area bahu, lengan, dan punggung. Tim peneliti BRIN dan IPB telah mengembangkan prototipe Upper Limb Exoskeleton (ULE) pasif sebagai alat bantu untuk mereduksi beban muskuloskeletal pemanen. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi efektivitas ULE dalam mereduksi beban muskuloskeletal pada aktivitas pemotongan tandan buah segar kelapa sawit. Analisis dilakukan menggunakan pendekatan biomekanik berbasis inverse dynamics dengan data gerak yang diperoleh dari Noitom Motion Capture System dan diolah melalui Axis Studio. Pemodelan muskuloskeletal dilakukan menggunakan perangkat lunak Biomechanics of Bodies (BoB) untuk memperoleh estimasi muscle force dan joint contact force (JCF). Analisis difokuskan pada otot deltoid, trapezius, bisep, dan lumbar, serta pada sendi bahu, siku, dan L5-pelvis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa otot bisep merupakan otot dengan estimasi muscle force tertinggi, sedangkan sendi L5-pelvis menerima estimasi JCF terbesar selama aktivitas pemotongan. Penggunaan ULE menunjukkan perubahan pola pembebanan antara sisi kanan dan kiri tubuh, dengan penurunan muscle force terbesar terjadi pada deltoid kanan, disertai peningkatan pada deltoid kiri. Pola tersebut menunjukkan adanya kecenderungan redistribusi beban antara sisi kanan dan kiri tubuh. Secara keseluruhan, ULE menunjukkan potensi sebagai intervensi ergonomi dalam mengurangi beban muskuloskeletal pada pemanen kelapa sawit.

Manual oil palm harvesting using an egrek poses a high risk of work-related musculoskeletal disorders (MSDs), particularly affecting the shoulders, arms, and lower back. A research team from BRIN and IPB has developed a passive Upper Limb Exoskeleton (ULE) prototype to reduce the musculoskeletal load experienced by harvesters. This study aimed to evaluate the effectiveness of the ULE in reducing musculoskeletal loads during the fresh fruit bunch cutting task. Biomechanical analysis was performed using an inverse dynamics approach based on motion data acquired with the Noitom Motion Capture System and processed using Axis Studio. A musculoskeletal model was developed in Biomechanics of Bodies (BoB) software to estimate muscle force and joint contact force (JCF). The analysis focused on the deltoid, trapezius, biceps, and lumbar muscles, as well as the shoulder, elbow, and the L5-pelvis joints. The results showed that the biceps exhibited the highest estimated muscle force, while the L5-pelvis joint experienced the highest estimated JCF during the cutting task. The use of ULE resulted in changes in the loading pattern between the right and left sides of the body, with the greatest decrease in muscle force occuring in the right deltoid, accompanied by an increase in the left deltoid. This pattern indicates a tendency toward load redistribution between the right and left sides of the body. Overall, the ULE shows potential as an ergonomic intervention for reducing musculoskeletal loading among oil palm harvesters.