EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN …... · iv-3 lembar pengesahan judul skripsi: eksperimen...

IV-1

EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN BERDASARKAN PENGARUH DESAIN METACARPAL

DAN PHALANX PHALANGEAL

Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

GALIH EKA SANJAYA

I 0305032

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

IV-2

EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN BERDASARKAN PENGARUH DESAIN METACARPAL

DAN PHALANX PHALANGEAL

Skripsi

GALIH EKA SANJAYA

I 0305032

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

IV-3

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi:

EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN BERDASARKAN PENGARUH DESAIN METACARPAL DAN

PHALANX PHALANGEAL

Ditulis oleh: Galih Eka Sanjaya

I 0305032

Mengetahui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Lobes Herdiman, MT NIP. 19641007 199702 1 001

Ilham Priadythama, ST, MT NIP. 19801124 200812 1 002

Pembantu Dekan I Fakultas Teknik

Ketua Jurusan Teknik Industri

Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP. 19561112 198403 2 007

Ir. Lobes Herdiman, MT NIP. 19641007 199702 1 001

IV-4

LEMBAR VALIDASI

Judul Skripsi:

EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN BERDASARKAN PENGARUH DESAIN METACARPAL DAN

PHALANX PHALANGEAL

Ditulis oleh: Galih Eka Sanjaya

I 0305032

Telah disidangkan pada hari Jumat, 29 Januari 2010

Di Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

dengan

Dosen Penguji

1. Retno Wulan Damayanti, ST, MT NIP. 19800306 200501 2 002

2. Ir. Munifah, MSIE, MT NIP. 19560101 198601 2 001

Dosen Pembimbing

1. Ir. Lobes Herdiman, MT NIP. 19641007 199702 1 001

2. Ilham Priadythama, ST, MT NIP. 19801124 200812 1 002

IV-5

SURAT PERNYATAAN

ORISINALITAS KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan dibawah ini,

Nama : Galih Eka Sanjaya

NIM : I 0305032

Judul TA : Eksperimen Komparasi Prosthetic Tangan Berdasarkan Pengaruh

Desain Metacarpal dan Phalanx Phalangeal

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun tidak

mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti bahwa

Tugas Akhir yang saya susun mencontoh atau melakukan plagiat dapat dinyatakan

batal atau gelar Sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau

dicabut.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila

dikemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup

menanggung segala konsekuensinya.

Surakarta, 5 Februari 2010

Galih Eka Sanjaya I 0305032

IV-6

SURAT PERNYATAAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan dibawah ini,

Nama : Galih Eka Sanjaya

NIM : I 0305032

Judul TA : Eksperimen Komparasi Prosthetic Tangan Berdasarkan Pengaruh

Desain Metacarpal dan Phalanx Phalangeal

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat

lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing 1 dan

Pembimbing 2. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian

dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk

publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat

nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian

dari publikasi karya ilmiah

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Surakarta, 5 Februari 2010

Galih Eka Sanjaya I 0305032

IV-7

ABSTRAK

Galih Eka Sanjaya, NIM : I0305032. EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN BERDASARKAN PENGARUH DESAIN METACARPAL DAN PHALANX PHALANGEAL. Skripsi. Surakarta : Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2010.

Penelitian lokal UNS telah mengembangkan tiga macam desain

prototype tangan prosthetic yang berbeda. Yang pertama adalah tangan prosthetic yang memiliki sisi kosmetik rendah dengan sistem external stressing cable dan dengan dua phalanx. Yang kedua adalah tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan tiga phalanx dan dengan trapezium metacarpal. Desain tangan prosthetic yang ketiga sama dengan desain tangan prosthetic yang kedua, tetapi trapezium metacarpal diganti dengan link ibu jari dan juga terdapat penambahan sistem puli untuk memperhalus gerakan pada sistem kabel. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan tangan prosthetic yang terbaik, dilihat dari gaya tarik statis dan dinamis, dimana hal tersebut berhubungan dengan banyaknya tenaga yang kita gunakan dalam mengoperasikan tangan prosthetic.

Gaya tarik statis dan dinamis ditentukan dengan mengukur gaya tarik dari sistem kabel dengan menggunakan alat ukur force gauge. Pada penilaian gaya tarik statis, penelitian ini membutuhkan sebuah sistem pegas sebagai alat bantu dimana pegas tersebut ditekan sampai memberikan deformasi pegas pada saat tangan prosthetic dioperasikan. Sedangkan pada gaya tarik dinamis, gaya tarik diukur ketika jari tangan prosthetic digerakkan sesuai dengan enam gerakan dasar pemegangan tangan manusia. Semua tangan prosthetic diuji pada arah longitudinal axis dan sagital plane. Untuk meningkatkan keakuratan hasil, penelitian ini menggunakan factorial experiment randomized design untuk perbandingan gaya tarik dinamis.

Hasil evaluasi dari perbandingan tangan prosthetic menunjukkan bahwa tangan prosthetic pertama merupakan sistem terbaik dari hampir semua tes yang telah dilakukan karena memiliki lengan momen yang lebih panjang. Tetapi, dengan mempertimbangkan sisi kosmetik, desain tangan prosthetic yang ketiga merupakan desain terbaik dengan gaya tarik statis sebesar 11,32 Newton dan gaya tarik dinamis sebesar 24,226 Newton. Hasil ini menunjukkan bahwa dengan penambahan sistem puli, desain tangan prosthetic yang ketiga adalah tangan prosthetic kosmetik yang dapat memberikan performansi yang paling mendekati sistem terbaik secara teoritis, dalam hal ini sistem external stressing cable.

Kata kunci: tangan prosthetic, eksperimen komparasi, gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis

xx + 108 halaman; 31 gambar, 37 tabel; 8 lampiran daftar pustaka : 14 (1984-2009)

IV-8

ABSTRACT

Galih Eka Sanjaya, NIM : I0305032. HAND PROSTHETIC COMPARISON EXPERIMENT BASED ON METACARPAL AND PHALANX PHALANGEAL DESIGN IMPACT. Thesis. Surakarta : Industrial Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University, January 2010.

UNS local study already developed three different design of prosthetic hand prototype. The first is a low cosmetic prosthetic with an external stressing cable and with two phalanges. The second is internal stressing cable prosthetic with three phalanges and with trapezium metacarpal. Another one is same with the second, but the trapezium metacarpal is replaced by thumb’s link and also there is an additional pulley system to assure smooth movement of the cables. The research objective is to determine which prosthetic is the best, from static and dynamic pulling force point of view, which is related to how much we must exert to operate the prosthetic.

Both static and dynamic pulling force is determined by measuring the stressing force of the cable with force gauge. In static pulling force evaluation, this research built a spring system as supporting device to treat the pushing force which deforming the spring during operation. While for the dynamic pulling force evaluation, pulling force was measured when the finger was moving to catch six basic of human grasping. All of the prosthetic are tested both of sagital plane and longitudinal axis. To enhance the accuracy of the result, this result used a factorial experiment completely randomized design for dynamic pulling force comparison.

The comparison evaluation shows that the first prosthetic is the best system for almost of the test thanks to longer moment radius. But, considering the cosmetics aspect, the third prosthetic is the true winner with 11,32 Newton of static pulling force and 24,226 Newton of dynamic pulling force. This result shows that with the additional pulley system, the third prosthetic is a cosmetics prosthetic which can perform close to the theoretically winner, external stressing cable.

Keywords : prosthetic hand, comparison experiment, dynamic and static

pulling force xx + 108 p.; 31 pictures; 37 tables; 8 attachments Reference: 39 (1994 - 2009)

IV-9

KATA PENGANTAR

Assalamu ‘alaikum Wr.Wb

Dengan segala kerendahan hati dan kebesaran jiwa, penulis panjatkan

puji syukur kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini seperti yang diharapkan.

Atas bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, penulis mengucapkan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Allah SWT karena atas segala izin, rizki, dan rahmat-Nya penulis berhasil

menyelesaikan Laporan Skripsi ini.

2. Ibu dan Bapakku yang selalu memberi dukungan dan doa yang tak pernah

putus sehingga penulis berhasil menyelesaikan Laporan Skripsi ini. Semoga

Allah selalu menyayangi Bapak dan Ibu.

3. Bapak Ir. Lobes Herdiman, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri

Universitas Sebelas Maret dan dosen pembimbing skripsi I yang selalu

memberikan ide, saran, dan nasehat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Ilham Priadythama, ST, MT selaku dosen pembimbing skripsi II yang

selalu memberikan saran, dan perbaikan selama penyusunan tugas akhir ini.

5. Ibu Retno Wulan Damayanti, ST, MT dan Ibu Ir. Munifah, MSIE, MT selaku

dosen penguji skripsi I dan dosen penguji skripsi II yang memberikan kritik

dan saran saat seminar dan sidang tugas akhir.

6. Bapak Taufiq Rochman, STP, MT selaku Pembimbing Akademis, terimakasih

atas segala bimbingan dan nasehat yang telah bapak sampaikan.

7. Seluruh dosen Teknik Industri yang telah mewariskan indahnya ilmu Teknik

Industri kepada penulis.

8. Karyawan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret, terima kasih atas segala

dukungan dan bantuan yang diberikan selama kuliah.

9. Keluargaku tercinta terutama untuk kedua orang tua dan saudaraku, terima

kasih banyak untuk segala dukungan dan doanya.

10. Teman-teman angkatan 2005 untuk segala kebersamaan baik dalam suka dan

duka.

11. Semua pihak yang belum tertulis di atas, yang telah banyak membantu dalam

proses pengerjaan tugas akhir ini.

IV-10

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa maupun

siapa saja yang membutuhkannya. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih

jauh dari kata sempurna, dengan senang hati dan terbuka penulis menerima segala

saran dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini.

Wassalamu ‘alaikum Wr.Wb

Surakarta, Februari 2010 Penulis

IV-11

DAFTAR ISI

ABSTRAK

ABSTRACT

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR ISTILAH

vi

vii

viii

x

xiii

xv

xvii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

1.2 PERUMUSAN MASALAH

1.3 TUJUAN PENELITIAN

1.4 MANFAAT PENELITIAN

1.5 BATASAN MASALAH

1.6 ASUMSI PENELITIAN

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 TANGAN MANUSIA

2.1.1 Anatomi tangan manusia

2.1.2 Gerakan Dasar Tangan Manusia

2.2 PROSTHETIC TANGAN

2.2.1 Jenis Prosthetic Tangan

2.2.2 Perkembangan Prosthetic Tangan

2.3 GAYA DAN PEGAS

2.3.1 Gaya

2.3.2 Pegas

2.4 DESAIN EKSPERIMEN

2.4.1 Factorial Experiment

2.4.2 Uji Asumsi

2.4.3 Uji Setelah Anova

I-1

I-1

I-4

I-4

I-4

I-4

I-5

I-5

II-1

II-1

II-1

II-3

II-10

II-10

II-12

II-14

II-14

II-15

II-17

II-19

II-23

II-26

IV-12

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 IDENTIFIKASI MASALAH

3.2 PENGUMPULAN DATA

3.2.1 Penentuan Teknik Desain Eksperimen

3.2.2 Persiapan Alat dan Unit Eksperimen

3.2.3 Pengukuran Aktual Gaya Trik Statis Jari Tangan

Prosthetic

3.2.4 Pengukuran Aktual Gaya Tarik Dinamis Jari Tangan

Prosthetic

3.3 PENGOLAHAN DATA

3.3.1 Uji Asumsi

3.3.2 Uji Signifikansi


3.3.4 Pemilihan Desain Tangan Prosthetic Berdasarkan Nilai

Gaya Tarik Statis dan Gaya Tarik Dinamis

3.4 ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

3.5 KESIMPULAN DAN SARAN

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA


4.1.1 Desain Telapak Tangan Prosthetic



4.1.4 Pengukuran Aktual Gaya Tarik Statis Jari Tangan

Prosthetic

4.1.5 Pengukuran Aktual Gaya Tarik Dinamis Jari Tangan

Prosthetic

4.2 PENGOLAHAN DATA

4.2.1 Uji Asumsi Dasar

4.2.2 Uji Anova


III-1

III-2

III-4

III-4

III-8

III-9

III-10

III-10

III-10

III-11

III-11

III-11

III-11

III-11

IV-1

IV-1

IV-1

IV-11

IV-11

IV-12

IV-16

IV-22

IV-22

IV-31

IV-39

IV-13

4.2.4 Pemilihan Desain Tangan prosthetic Berdasarkan Nilai

Gaya Tarik Statis dan Gaya Tarik Dinamis

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

5.1 ANALISIS HASIL PENELITIAN

5.1.1 Analisis Desain Tangan Prosthetic

5.1.2 Analisis Gaya Tarik Statis

5.1.3 Analisis Gaya Tarik Dinamis

5.1.4 Analisis Uji Anova

5.1.5 Analisis Uji Setelah Anova

5.2 INTERPRETASI HASIL PENELITIAN

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KESIMPULAN

6.2 SARAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

IV-48

V-1

V-1

V-1

V-3

V-4

V-7

V-10

V-11

VI-1

VI-1

VI-2

IV-14

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Tabel 2.2

Tabel 2.3

Tabel 2.4

Tabel 3.1

Tabel 3.2

Tabel 4.1

Tabel 4.2

Tabel 4.3

Tabel 4.4

Tabel 4.5

Tabel 4.6

Tabel 4.7

Tabel 4.8

Tabel 4.9

Tabel 4.10

Tabel 4.11

Tabel 4.12

Tabel 4.13

Jenis-jenis pegas

Skema umum data sampel eksperimen faktorial

menggunakan 3 faktor dan dengan n observasi tiap sel

Anova eksperimen faktorial 3 faktor desain acak

sempurna

Skema umum daftar analisis ragam uji homogenitas

Urutan eksperimen factorial experiment completely

randomized design

Factorial experiment randomized block design

Spesifikasi berat komponen telapak tangan prosthetic

(sistem external stressing cable)

Spesifikasi berat komponen telapak tangan prosthetic

(sistem internal stressing cable tanpa puli)

Jumlah dan berat komponen yang digunakan dalam

telapak tangan prosthetic

Gaya tarik pada alat bantu pegas

Gaya tekan pada alat bantu pegas (Ftekan)

Gaya tarik statis (Ftarik statis)

Efisiensi gaya tarik statis pada masing-masing tangan

prosthetic

Objek benda eksperimen

Gaya tarikan kabel telapak tangan prosthetic pada arah

longitudinal axis

Gaya tarikan kabel telapak tangan prosthetic pada arah

sagital plane

Rekapitulasi data pengukuran gaya tarik dinamis pada

tangan prosthetic

Perhitungan uji normalitas untuk perlakuan A1B1C1

Rekapitulasi hasil uji normalitas dengan uji lilliefors

II-16

II-20

II-23

II-26

III-5

III-6

IV-4

IV-7

IV-10

IV-13

IV-14

IV-15

IV-15

IV-16

IV-17

IV-19

IV-21

IV-23

IV-25

IV-15

Tabel 4.14

Tabel 4.15

Tabel 4.16

Tabel 4.17

Tabel 4.18

Tabel 4.19

Tabel 4.20

Tabel 4.21

Tabel 4.22

Tabel 4.23

Tabel 4.24

Tabel 4.25

Tabel 4.26

Tabel 5.1

Tabel 5.2

Tabel 5.3

Tabel 5.4

Tabel 5.5

Nilai gaya tarik dinamis dikelompokkan berdasarkan

model gerakan dasar tangan manusia

Selisih absolut data gaya tarik dinamis dengan rata-

ratanya dikelompokkan berdasarkan model gerakan dasar

tangan manusia

Hasil uji homogenitas data gaya tarik dinamis,

dikelompokkan berdasarkan model gerakan dasar tangan

manusia


dikelompokkan berdasarkan arah sumbu gerakan tangan

prosthetic


dikelompokkan berdasarkan desain tangan prosthetic

Residual data gaya tarik dinamis

Anova untuk nilai gaya tarik dinamis

Hasil perhitungan anova gaya tarik dinamis

Hasil perhitungan SPSS anova gaya tarik dinamis

Rata-rata gaya tarik dinamis eksperimen dikelompokkan

berdasarkan desain tangan prosthetic


berdasarkan model gerakan tangan manusia


berdasarkan treatment faktor A dan faktor C


berdasarkan treatment faktor A dan faktor C

Rekapitulasi selisih gaya tarik pada arah longitudinal axis

dan sagital plane

Rata-rata gaya tarik dinamis pada arah longitudinal axis

Rata-rata gaya tarik dinamis pada arah sagital plane

Rangkuman hasil uji homogenitas

Rekapitulasi hasil analisis variansi terhadap gaya tarik

dinamis

IV-26

IV-27

IV-28

IV-28

IV-29

IV-30

IV-34

IV-37

IV-38

IV-40

IV-42

IV-44

IV-46

V-3

V-6

V-7

V-8

V-10

IV-16

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur tulang pada tangan manusia

Gambar 2.2 Joint pada tulang manusia

Gambar 2.3 Perbedaaan jenis pemegangan power grip dan precision grip

Gambar 2.4 Model gerakan tangan cylindrical

Gambar 2.5 Model gerakan tangan lateral

Gambar 2.6 Model gerakan tangan palmar

Gambar 2.7 Model gerakan tangan hook

Gambar 2.8 Model gerakan tangan tip

Gambar 2.9 Model gerakan tangan spherical

Gambar 2.10 Bidang cardinal tubuh

Gambar 2.11 Contoh gerakan pada bidang sagital

Gambar 2.12 Contoh gerakan pada bidang frontal

Gambar 2.13 Contoh gerakan pada bidang transverse

Gambar 2.14 Passive prostheses

Gambar 2.15 Body powered prostheses

Gambar 2.16 Myoelectric devices

Gambar 2.17 Prosthetic tangan kosmetik

Gambar 2.18 Prosthetic tangan fungsional jenis prehensor dan hook

Gambar 2.19 Prosthetic tangan kosmetik dan fungsional

Gambar 2.20 Pegas ulir tekan

Gambar 3.1 Metodologi penelitian

Gambar 3.2 Tangan prosthetic dalam kondisi voluntary closing

Gambar 4.1 Deskripsi pengembangan telapak tangan prosthetic (sistem

external stressing cable)

Gambar 4.2 Proses assembling pada bagian metacarpal telapak tangan

prosthetic (sistem external stressing cable)

Gambar 4.3 Desain jari tangan prosthetic (sistem external stressing

cable)


II-2

II-2

II-4

II-5

II-5

II-6

II-6

II-7

II-7

II-8

II-9

II-9

II-9

II-10

II-11

II-12

II-13

II-13

II-14

II-16

III-1

III-9

IV-1

IV-2

IV-3

IV-17

internal stressing cable) tanpa sistem puli

Gambar 4.5 Desain metacarpal telapak tangan prosthetic (sistem

internal stressing cable) tanpa sistem puli

Gambar 4.6 Desain jari tangan prosthetic (sistem internal stressing

cable) tanpa sistem puli


external stressing cable) dengan sistem puli

Gambar 4.8 Komponen rangka metacarpal, penghubung jari, dan

metacarpal policis telapak tangan prosthetic

Gambar 4.9 Desain jari telapak tangan prosthetic

Gambar 4.10 Alat bantu pegas

Gambar 4.11 Plot nilai gaya tarik pegas pada alat bantu pegas

Gambar 4.12 Pengukuran aktual gaya tarik statis tangan prosthetic pada

arah longitudinal axis dan sagital plane

Gambar 4.13 Pengujian model gerakan cylindrical, spherical, hook, tip,

lateral, dan palmar telapak tangan prosthetic pada arah

longitudinal axis

Gambar 4.14 Pengujian model gerakan cylindrical, spherical, hook, tip,

lateral, dan palmar telapak tangan prosthetic pada arah

sagital plane

Gambar 4.15 Normal probability plot dan histogram data observasi pada

perlakuan A1B1C1

Gambar 4.16 Plot residual data gaya tarik dinamis

Gambar 4.17 Gaya tarik statis tangan prosthetic pada arah longitudinal

axis

Gambar 4.18 Gaya tarik statis tangan prosthetic pada arah sagital plane

Gambar 5.1 Jarak antara kabel dengan pusat joint jari tangan prosthetic

(r)

IV-5

IV-6

IV-6

IV-8

IV-9

IV-9

IV-12

IV-13

IV-14

IV-17

IV-19

IV-24

IV-31

IV-49

IV-49

V-4

IV-18

DAFTAR ISTILAH

A

Abduction = Melenturkan otot menjauhi sumbu tubuh (kanan-kiri)

Adduction = Melenturkan otot mendekati sumbu tubuh (kanan-kiri)

B

Belt = Sabuk pada prosthetic

C

Cable system = Penggunaan sistem kabel semi otomatis pada

prosthetic

Carpometacarpal joint = Sendi yang menghubungkan tulang carpal dengan

masing-masing jari tangan melalui metacarpal

Capitates = Tulang kecil yang menyusun bagian metacarpal

Carpal = Bagian tulang penyusun telapak tangan

Cosmetic appeal = Penampilan luar tangan prosthetic

Comfort = Nyaman

Control = Pengendalian

Cylindrical = Gerakan pemegangan dimana benda kerja berada pada

poros antara jari-jari tangan dan ditahan oleh ibu jari,

umumnya benda yang dipegang pada gerakan ini

berupa benda tabung

D

Dorsal = Titik hubungan antara ibu jari dengan metacarpal

pollicis

Distal = Jenis baris dalam tulang carpal yang terdiri dari

trapezium, trapezoid, capitates, dan hamate

E

Extension = Melenturkan otot menjauhi sumbu tubuh (depan-

belakang)

Eksternal stressing cable = Letak sistem kabel tangan prosthetic yang berada di

luar jari tangan prosthetic

F

Flexion = Melenturkan otot mendekati sumbu tubuh (depan-

IV-19

belakang)

Force = Gaya

Force gauge = Alat yang digunakan untuk mengetahui besarnya gaya

tarikan yang diperlukan untuk membuka jari-jari pada

protoype tangan prosthetic

G

Grasp = Tangan memegang benda

Gloves = Sarung tangan

H

Hook = Gerakan dimana keempat jari menahan beban yang

dilakukan secara vertikal

Hamate = Tulang kecil yang menyusun bagian metacarpal

I

Interphalangeal joint = Sendi yang menghubungkan antar phalanx pada jari

tangan

Intercarpal joint = Artikulasi antara sepasang tulang carpal

Internal stressing cable = Letak sistem kabel tangan prosthetic yang berada di

dalam jari tangan prosthetic

J

Joint = Sendi

L

Lateral = Gerakan pemegangan dimana benda kerja berada

dalam apitan antara ibu jari tangan dengan jari telunjuk

pada posisi kedua jari mengarah ke depan sedangkan

ketiga jari mengarah ke belakang, gerakan ini

digunakan ketika memegang benda dengan dimensi

yang tipis

Link = Hubungan

Longitudinal axis = Arah sumbu tubuh manusia dalam sumbu-z

Lunate = Tulang kecil yang menyusun bagian metacarpal

M

Metacarpal = Susunan tulang pada bagian telapak tangan sebagai

rumah untuk jari telunjuk, jari tengah, jari manis, dan

jari kelingking

IV-20

Metacarpal pollicis = Susunan tulang pada bagian telapak tangan sebagai

rumah untuk ibu jari

Metacarpophalangeal joint = Sendi yang menghubungkan antara metacarpal dengan

tulang phalanges

Midcarpal joint = Sendi antara dua baris tulang carpal

Myoelectric = Jenis prosthetic yang menerapkan system otomasi

dengan syaraf manusia

O

Otto Bock = Perusahaan yang bergerak di bidang orthotic-

prosthetic yang berbasis di Jerman

P

Palmar = gerakan dimana benda kerja berada di antara jari

telunjuk dan ditahan oleh ibu jari dengan arah gerakan

semua jari ke tengah, gerakan ini mirip dengan

gerakan lateral

Phalanx phalangeal = Jari tangan prosthetic

Phalanx proximalis = Bagian tulang pada jari tangan yang berhubungan

dengan telapak tangan

Phalanx media = Bagian tulang pada jari tangan yang berhubungan

dengan phalanx proximalis (ruas jari tengah)

Phalanx distalis = Bagian tulang pada jari tangan yang berhubungan

dengan phalanx media (ujung jari)

Power grip = Jenis pemegangan yang membutuhkan kekuatan jari

Precision grip = Jenis pemegangan yang membutuhkan ketelitian tinggi

Prosthetic = Alat ganti tubuh untuk bagian tubuh yang hilang

Proximal = Jenis baris dalam tulang carpal yang terdiri dari lunate,

scaphoid, dan triquetrum

R

Radius = Tulang pada bagian lengan bawah sebelah kanan

Radiocarpal joint = Sendi dimana seluruh gerakan tangan terjadi

S

Sagital plane = Arah tubuh dengan posisi dari belakang ke depan

(dalam sumbu-y)

Scapoid = Tulang kecil yang menyusun bagian metacarpal

Spherical = Gerakan pemegangan dengan benda kerja ditahan oleh

IV-21

kelima jari tangan, gerakan ini digunakan ketika

memegang benda berbentuk bola

T

Tip = Gerakan dimana benda ditahan dengan menggunakan

ibu jari tangan dan jari telunjuk, gerakan ini mirip

dengan gerakan lateral dan palmar

Trapezium = Tulang kecil yang menyusun bagian metacarpal

pollicis

Trapezoid = Tulang kecil yang menyusun bagian metacarpal

Trapeziometacarpal = Sendi yang menghubungkan antara metacarpal dengan

metacarpal pollicis

Triquetrum = Tulang kecil yang menyusun bagian metacarpal

Thumb = Ibu jari tangan

U

Ulna = Tulang pada bagian lengan bawah sebelah kiri

Upper limb prosthetic = Alat ganti tubuh untuk bagian atas tubuh

V

Voluntary closing = Sistem penarikan kabel tangan prosthetic dimana

kondisi normal tangan prosthetic dalam keadaan

membuka

Voluntary open = Sistem penarikan kabel tangan prosthetic dimana

kondisi normal tangan prosthetic dalam keadaan

menutup

IV-22

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini diuraikan beberapa hal pokok mengenai penelitian ini, yaitu

latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian,

batasan masalah dan asumsi, serta sistematika pembahasan.

1.1 LATAR BELAKANG

Tangan manusia merupakan salah satu anggota gerak tubuh manusia yang

penting dalam melakukan aktivitas sehari-hari. Tangan manusia berfungsi sebagai

alat penyeimbang dan pendukung tubuh (Tosberg, 1962). Ketiadaan tangan

menyebabkan terganggunya fungsi organ tubuh, sehingga muncul alat bantu

pengganti bagian tubuh yang hilang yang disebut dengan prosthetic. Prosthetic

tangan memiliki dua fungsi yaitu sebagai kosmetik dan sebagai alat fungsional.

Prosthetic tangan yang berfungsi sebagai kosmetik bentuknya menyerupai tangan

asli, namun tidak dapat berfungsi sebagaimana tangan normal (Weir, et.al, 2001).

Sedangkan prosthetic tangan sebagai alat fungsional, diharapkan mampu

menjalankan enam model gerakan dasar tangan manusia, yaitu cylindrical, lateral,

palmar, hook, tip, dan spherical (Martel dan Gini, 2007).

Sistem pengoperasian prosthetic tangan produksi dalam negeri masih

menggunakan sistem kabel (cable system). Sistem kabel pada prosthetic tangan

terdapat dua macam, yaitu sistem external stressing cable dan sistem internal

stressing cable. Cara kerja sistem external stressing cable dan sistem internal

stressing cable hampir sama, yaitu dengan menarik kabel pada tangan prosthetic

yang dihubungkan pada belt yang tersambung ke bahu pengguna. Ketika

pengguna menggerakkan sistem kabel, maka ibu jari pada tangan prosthetic

membuka atau menutup. Perbedaannya hanya terletak pada posisi kabel, dimana

pada sistem external stressing cable terletak di luar jari tangan prosthetic,

sedangkan pada sistem internal stressing cable terletak di dalam jari tangan

prosthetic.

Berdasarkan penelitian Wilmer Group pada Delft University of Technology,

Belanda (2000), desain upper limb prosthetic yang baik harus memiliki tiga

kriteria utama, yaitu cosmetic appeal, comfort, dan control. Cosmetic appeal

IV-23

berarti bahwa prosthetic tangan harus dapat memenuhi permintaan dari

penggunanya dari sisi penampilan luar (desain cosmetic). Selain itu, prosthetic

tangan nyaman ketika digunakan dan memiliki berat yang seringan mungkin agar

dapat meminimasi tekanan pada kulit penggunanya. Prosthetic tangan juga mudah

dioperasikan dan memiliki gaya yang rendah ketika digunakan untuk

menggenggam objek benda.

Salah satu kriteria desain tangan prosthetic yang baik adalah kemudahan

dalam pengoperasiannya. Kemudahan pengoperasian tersebut dapat dilihat dari

besarnya gaya tarik yang dibutuhkan tangan prosthetic ketika melakukan gerakan

pemegangan. Gaya tarik merupakan gaya yang dibutuhkan untuk menarik kabel

dari sistem kabel yang ada dalam tangan prosthetic agar tangan tersebut dapat

bekerja. Gaya tarik tersebut terdiri dari dua macam, yaitu gaya tarik dinamis dan

gaya tarik statis. Gaya tarik dinamis merupakan gaya yang dibutuhkan tangan

prosthetic dalam kaitannya untuk menggerakkan jari-jari tangan prosthetic sesuai

dengan model gerakan tangan manusia. Sedangkan gaya tarik statis merupakan

gaya yang dibutuhkan tangan prosthetic dalam kaitannya untuk menekan objek

benda yang dipegang. Tangan prosthetic yang baik harus memberikan gaya tarik

dinamis serta gaya tarik statis yang minimum ketika dioperasikan. Dalam hal ini

desain tangan prosthetic memegang peranan penting. Pada saat pengoperasian

untuk melakukan enam gerakan dasar tangan manusia, kebutuhan gaya tarik

dinamis dan gaya tarik statis untuk setiap desain bisa berbeda.

Rajiv Doshi, Clement Yeh, dan Maurice LeBlanc dari Palo Alto Healthcare

System, Palo Alto melakukan kajian mengenai The design and development of a

gloveless endoskeletal prosthetic hand pada tahun 1998 diperoleh hasil bahwa

desain jari tangan endoskeletal dengan tiga joint membutuhkan input gaya yang

lebih rendah 12% - 24% dalam memegang objek dibandingkan dengan jari tangan

prosthetic dengan dua joint yang dikembangkan sebelumnya oleh Otto Bock dan

Army Prosthetics Research Laboratory (APRL). Penggunaan tiga joint pada jari,

membuat area pemegangan objek lebih luas dan pergerakan jari juga lebih

realistic. Namun, kelemahan dari desain ini adalah variabilitas pemegangan objek

masih rendah karena desain ibu jari yang masih pasif.

IV-24

Penelitian ini dilakukan terhadap tiga jenis desain tangan prosthetic yang

dikembangkan oleh Agung S, Herdiman L, dan Theresia A. Perbedaan desain

tangan prosthetic terletak pada desain metacarpal dan phalanx phalangeal (jari

tangan) dari masing-masing tangan prosthetic. Desain tangan prosthetic yang

dikembangkan oleh Agung S menerapkan sistem external stressing cable. Bagian

metacarpal telapak tangan prosthetic terdiri dari dari dua komponen utama, yaitu

rangka metacarpal sebagai tempat komponen jari tangan prosthetic dan

metacarpal policis sebagai tempat komponen ibu jari pada tangan prosthetic.

Desain lima jari tangan telapak tangan prosthetic terdiri dari dua link, yaitu

phalanx proximal dan phalanx media-distalis. Kelemahan dari desain ini adalah

ibu jari (thumb) yang pasif dan tidak mampu bertemu dengan phalanx distilis

telunjuk. Phalanx media dan phalanx distilis juga didesain menjadi satu berupa

phalanx media-distilis, sehingga sulit bagi tangan prosthetic untuk menggenggam

objek dengan sudut yang aman mengikuti kontur objek yang digenggam.

Desain tangan prosthetic yang dikembangkan oleh Herdiman L menerapkan

sistem internal stressing cable. Rangka metacarpal dirancang menjadi dua

bagian, sehingga membentuk sudut pemegangan yang memudahkan pengguna

dalam memegang objek. Metacarpal policis didesain fleksibel sehingga dapat

diatur sudut kemiringannya untuk memudahkan pengguna dalam memegang

objek sesuai dengan besarnya dimensi objek. Jari tangan telapak tangan prosthetic

terdiri dari tiga link, yaitu phalanx proximal, phalanx media, dan phalanx distalis.

Pengembangan desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable dilakukan

oleh Theresia A dengan penambahan sistem puli pada jari tangan prosthetic yang

berfungsi sebagai rel kabel sehingga memudahkan saat penarikan kabel. Bagian

metacarpal pollicis dirancang menjadi satu dengan phalanx proximalis ibu jari.

Ibu jari didesain mampu berotasi terbatas sehingga dapat bertemu dengan jari

telunjuk dan jari tengah.

Desain tangan prosthetic lokal yang dikembangkan oleh Agung S, Herdiman

L, dan Theresia A, perlu dilakukan eksperimen untuk mengevaluasi pengaruh

desain metacarpal dan phalanx phalangeal terhadap besarnya gaya tarik dinamis

dan gaya tarik statis jari tangan prosthetic pada saat melakukan enam gerakan

dasar tangan manusia. Selanjutnya dilakukan komparasi hasil pengukuran gaya

IV-25

tarik dinamis dan gaya tarik statis jari dari masing-masing tangan prosthetic. Hasil

eksperimen nantinya dapat dijadikan sebagai rekomendasi perbaikan desain

tangan prosthetic yang memberikan gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari

dengan nilai yang terkecil, sehingga mampu memberikan percepatan yang

maksimal pada saat melakukan gerakan pemegangan.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka permasalahan dalam

penelitian ini adalah “bagaimana memilih desain tangan prosthetic berdasarkan

pengaruh desain metacarpal dan phalanx phalangeal dalam menghasilkan nilai

gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari tangan prosthetic”.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian tangan prosthetic, yaitu:

1. Menentukan besarnya nilai gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis dari

tangan prosthetic.

2. Menentukan rekomendasi dalam pengembangan desain tangan prosthetic

selanjutnya.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat, yaitu:

1. Memberikan bahan pertimbangan untuk pengembangan penelitian tentang

tangan prosthetic selanjutnya.

2. Memberikan estimasi gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis yang optimal

dalam mendesain tangan prosthetic.

1.5 BATASAN MASALAH

Batasan masalah dari penelitian mengenai studi kajian pengembangan

telapak tangan prosthetic, sebagai berikut:

1. Kriteria yang digunakan dalam membandingkan ketiga jenis tangan prosthetic

adalah gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari.

IV-26

2. Pengukuran aktual gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari tangan

prosthetic dilakukan pada posisi arah longitudinal axis (hi gravity effect-low

friction) dan sagital plane (hi friction-low gravity effect).

3. Pengukuran gaya tarik statis dilakukan dengan thumb (ibu jari) dalam kondisi

pasif.

4. Ketiga model tangan prosthetic dikondisikan dalam sistem voluntary closing

supaya memudahkan dalam perhitungan gaya tarik dinamis dan gaya tarik

statis.

1.6 ASUMSI PENELITIAN

Asumsi penelitian diperlukan untuk menyederhanakan kompleksitas

permasalahan yang diteliti. Asumsi yang digunakan adalah pengukuran aktual

gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari tangan prosthetic tidak

memperhitungkan gaya gesek yang terdapat pada sistem kabel.

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan

penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Penjelasan mengenai sistematika

penulisan, dapat dijelaskan pada sub bab berikut ini.

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang penelitian,

perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan

masalah, asumsi-asumsi dan sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menguraikan teori-teori yang dipakai untuk mendukung

penelitian, sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis.

Tinjauan pustaka diambil dari berbagai sumber yang berkaitan

langsung dengan permasalahan yang dibahas dalam penelitian.

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah secara

umum yang berupa gambaran terstruktur dalam bentuk flowchart sesuai

IV-27

dengan permasalahan yang ada mulai dari studi pendahuluan,

pengumpulan data sampai dengan pengolahan data dan analisis.

BAB IV : PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini berisi data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah,

kemudian dilakukan pengolahan data secara bertahap.

BAB V : ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini memuat uraian analisis dan intepretasi dari hasil pengolahan

data yang telah dilakukan

BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini menguraikan target pencapaian dari tujuan penelitian dan

kesimpulan yang diperoleh dari pembahasan masalah. Bab ini juga

menguraikan saran dan masukan bagi kelanjutan penelitian.

IV-28

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menguraikan teori-teori yang diperlukan dalam mendukung

penelitian. Bagian pertama bab ini membahas tentang anatomi dan gerakan

tangan manusia untuk mengetahui prinsip dan fungsi dasar tangan manusia.

Pengetahuan mengenai pengembangan prosthetic tangan diperlukan guna

menunjang pembahasan masalah. Sedangkan pengetahuan mengenai konsep

gaya dan pegas diperlukan dalam proses pelaksanaan eksperimen. Teori-

teori yang berkaitan dengan konsep dasar desain eksperimen faktorial dan

Anova diperlukan dalam proses pengolahan data dan analisa.

2.1 TANGAN MANUSIA

Tangan manusia merupakan salah satu anggota gerak tubuh manusia

yang penting dalam melakukan aktivitas sehari-hari. Tangan manusia

berfungsi sebagai alat penyeimbang dan pendukung tubuh (Tosberg, 1962).

2.1.3 Anatomi tangan manusia

Struktur penyusun tulang telapak tangan manusia terdiri dari banyak

tulang kecil yang disebut dengan bagian carpal, bagian metacarpal, dan

bagian phalanx. Tulang pada telapak tangan orang normal terdiri dari 27

tulang, yaitu delapan tulang carpal, lima tulang metacarpal, dan 14 tulang

phalanges. Pada bagian tulang carpal, terdapat tulang-tulang kecil yang

menyusun bagian tersebut, yaitu tulang lunate, tulang triquetrum, tulang

capitates, tulang scapoid, tulang trapezium, dan tulang trapezoid. Pada bagian

metacarpal, terdiri dari tulang metacarpal untuk empat jari (jari telunjuk,

jari tengah, jari manis, dan jari kelingking) serta tulang metacarpal pollicis

yang menghubungkan antara tulang trapezium pada bagian carpal dengan

phalanx distalis pada tulang ibu jari. Pada bagian jari (jari telunjuk, jari

tengah, jari manis, dan jari kelingking), terdapat tiga tulang kecil yang

menyusunnya, yaitu tulang phalanx proximalis, phalanx media, dan phalanx

distalis. Sedangkan pada ibu jari, komponen penyusun tulang jari terdiri

IV-29

dari phalanx proximalis dan phalanx distalis. Struktur tulang pada tangan

manusia dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Struktur tulang pada tangan manusia Sumber: Papaioannaou, 2000

Pergelangan tangan terdiri dari 10 tulang carpal yang kecil tetapi dapat

dibagi berdasarkan fungsi menjadi radiocarpal dan mid-carpal joint.

Radiocarpal joint adalah artikulasi dimana seluruh gerakan tangan terjadi.

Radiocarpal joint meliputi ujung dari tulang radius dan dua tulang carpal

(tulang scapoid dan lunate), serta kontak yang minimal dengan tulang

triquetrum. Ellipsoid joint ini memberikan gerakan pada dua bidang: flexion-

extension dan radial-ulnar flexion.

IV-30

Gambar 2.2 Joint pada tangan manusia Sumber: Hamill, 2009

Pada tulang carpal terdapat dua baris utama, yaitu baris proximal dan

baris distal. Baris proximal terdiri dari tiga tulang carpal yang berperan

dalam fungsi joint dari pergelangan tangan (lunate, scaphoid, dan triquetrum)

dan tulang pisiform yang terdapat pada bagian tengah tangan. Pada baris

distal, juga terdapat empat tulang carpal, yaitu trapezium, trapezoid, capitates,

dan hamate. Artikulasi antara dua baris carpal disebut midcarpal joint, dan

artikulasi antara sepasang tulang carpal disebut intercarpal joint. Baris

proximal lebih mudah bergerak daripada baris distal.

Artikulasi carpometacarpal joint (CMC) menghubungkan tulang carpal

dengan masing-masing jari tangan melalui metacarpal. Masing-masing

metacarpal dan phalanx juga disebut sebagai sebuah ray. Terdapat beberapa

jumlah tulang dari ibu jari sampai jari kelingking, dengan ibu jari sebagai

ray pertama dan jari kelingking sebagai ray kelima. Artikulasi CMC adalah

sebuah joint yang memberikan gerakan yang lebih banyak pada ibu jari dan

gerakan yang lebih sedikit pada jari lainnya. CMC joint pada ray yang

pertama (ibu jari), adalah sebuah saddle joint yang terdiri dari artikulasi

antara trapezium.

Metacarpophalangeal joint (MCP) adalah joint yang menghubungkan

antara metacarpal dengan tulang phalanges. MCP joint memungkinkan

gerakan pada dua bidang: flexion-extension dan abduction-adduction.

Masing-masing jari memiliki dua interphalangeal joint (IP), yaitu proximal

interphalangeal (PIP) dan distal interphalangeal (DIP). Ibu jari hanya

memiliki satu IP joint karena hanya memiliki dua phalanx, yaitu proximal

dan distal phalanx (Hamill, 2009).

2.1.4 Gerakan Dasar Tangan Manusia

Kekuatan pada tangan manusia biasanya dihubungkan dengan

kekuatan pemegangan. Terdapat dua jenis pemegangan pada tangan

manusia, yaitu jenis pemegangan power grip dan precision grip (Hamill,

2009). Keterangan mengenai tiap jenis pemegangan dapat dilihat pada

gambar 2.3.

IV-31

Gambar 2.3 Perbedaan jenis pemegangan power grip dan precision grip Sumber: Hamill, 2009

Keterangan mengenai jenis pemegangan precision grip dan power grip

dapat dilihat pada penjelasan, berikut ini.

a. Precision grip,

Pemegangan precision grip membutuhkan kekuatan otot yang lebih kecil,

dimana hanya melibatkan dua joint (proximal interphalangeal joint, dan

distal interphalangeal joint) dan hanya melibatkan satu atau dua jari,

seperti gerakan menulis dan menjepit. Karakteristik dari jenis

pemegangan ini terletak pada kemampuan ibu jari dan metacarpal

pollicis. Dalam arah berlawanan ibu jari berotasi membentuk suatu jalur

yang berlawanan dengan jari telunjuk dan jari tengah. Pada umumnya,

posisi ibu jari lurus dengan jari yang lain membengkok dengan sendi

engsel pada bagian sendi metacarpophalangeal. Model gerakan yang

termasuk dalam jenis pemegangan precision grip adalah model gerakan

lateral, palmar, dan tip.

b. Power grip,

Pemegangan power grip membutuhkan kekuatan otot yang lebih besar,

dimana tiga joint jari (metacarpophalangeal joint, proximal

interphalangeal joint, dan distal interphalangeal joint) dalam posisi

mengepal. Pada jenis pemegangan power grip, ibu jari tidak berotasi dan

selalu dalam keadaan lurus, sehingga kemiringan sendi engsel pada ibu

IV-32

jari lebih kecil dibandingkan pada sendi untuk jari yang lain. Pada

umumnya, model gerakan variasi dari power grip yang sering dilakukan

oleh tangan adalah model gerakan cylindrical, spherical, dan hook.

Enam gerakan dasar tangan manusia meliputi gerakan cylindrical,

lateral, palmar, hook, tip, dan spherical. Penjelasan mengenai keenam

gerakan dasar tangan manusia, sebagai berikut:

1. Gerakan cylindrical,

Gerakan cylindrical adalah gerakan benda kerja berada diporos antara

jari-jari tangan dan ditahan oleh ibu jari, umumnya geometri benda yang

dipegang pada gerakan ini berupa silinder.

Gambar 2.4 Model gerakan tangan cylindrical Sumber: Fukaya and Toyama, 2000

Gerakan cylindrical melibatkan kelima jari tangan yang saling

berpengaruh dalam menahan benda agar tidak jatuh, sehingga tulang

jari phalanx proximalis, phalanx media, dan phalanx distalis pada tiap jari

sangat berperan dalam melakukan gerakan ini.

2. Gerakan lateral,

Gerakan lateral merupakan gerakan benda kerja berada dalam apitan

antara ibu jari tangan dengan jari telunjuk pada posisi kedua jari

mengarah ke depan sedangkan ketiga jari mengarah ke belakang.

Gambar 2.5 Model gerakan tangan lateral Sumber: Fukaya and Toyama, 2000

IV-33

Kemampuan dari jari telunjuk dan ibu jari tangan memegang peranan

penting dalam melakukan gerakan lateral, dimana benda dijepit pada

tulang jari phalanx media dan phalanx distalis dari jari telunjuk dan ibu

jari.

3. Gerakan palmar,

Gerakan palmar adalah gerakan benda kerja berada di antara jari

telunjuk dan ditahan oleh ibu jari dengan arah gerakan semua jari ke

tengah, gerakan ini mirip dengan gerakan lateral.

Gambar 2.6 Model gerakan tangan palmar Sumber: Fukaya and Toyama, 2000

Tulang jari phalanx distalis pada jari telunjuk dan ibu jari melakukan

gerakan palmar dengan menjepit benda di antara phalanx distalis kedua

jari.

4. Gerakan hook,

Gerakan hook merupakan gerakan keempat jari menahan beban yang

dilakukan secara vertikal, contoh penggunaan gerakan ini adalah ketika

jari tangan memegang handle koper.

Gambar 2.7 Model gerakan tangan hook Sumber: Fukaya and Toyama, 2000

Pada elemen gerakan hook, empat jari pada tangan meliputi jari

telunjuk, jari tengah, jari manis, dan jari kelingking menahan beban

pada saat melakukan pemegangan. Kekuatan tulang jari phalanx

proximalis, phalanx media, dan phalanx distalis pada keempat jari sangat

IV-34

berperan dalam melakukan gerakan ini, karena beban dari benda yang

dipegang sangat bergantung pada kekuatan keempat jari.

5. Gerakan tip,

Gerakan tip adalah gerakan dimana benda ditahan dengan menggunakan

ibu jari tangan dan jari telunjuk, gerakan ini mirip dengan gerakan

lateral dan palmar.

Gambar 2.8 Model gerakan tangan tip Sumber: Fukaya and Toyama, 2000

Kemampuan dari jari telunjuk dan ibu jari tangan memegang peranan

penting dalam melakukan gerakan tip, dimana benda dijepit pada tulang

jari phalanx distalis dari jari telunjuk dan ibu jari.

6. Gerakan spherical,

Gerakan spherical melakukan gerakan pemegangan dengan benda kerja

ditahan oleh kelima jari tangan, gerakan ini digunakan ketika memegang

benda berbentuk bola.

Gambar 2.9 Model gerakan tangan spherical Sumber: Fukaya and Toyama, 2000

Gerakan spherical melibatkan kelima jari agar benda yang dipegang

tidak terjatuh. Kekuatan tulang jari phalanx proximalis, phalanx media,

dan phalanx distalis pada kelima jari sangat berperan dalam melakukan

IV-35

gerakan ini, karena beban dari benda yang dipegang sangat bergantung

pada kekuatan kelima jari.

Metode yang digunakan secara universal untuk menggambarkan

gerakan manusia didasarkan pada sistem bidang dan sumbu (Hamill, 2009).

Sebuah bidang bersifat datar, permukaannya dua dimensi. Tiga bidang

imajiner diposisikan melalui tubuh pada sudut kanan sehingga mereka

saling berpotongan pada pusat massa tubuh. Ini merupakan bidang kardinal

tubuh. Berikut ketiga bidang yang saling berpotongan.

Gambar 2.10 Bidang cardinal tubuh Sumber: Hamill, 2009

Kardinal tiga bidang yang berasal dari pusat gravitasi (Hamill, 2009),

adalah:

1. Bidang sagital, yang membagi tubuh ke kanan dan kiri. Gerak bidang

sagital dapat mencakup gerakan maju dan mundur. Bidang sagital

memotong melalui pusat tubuh, sehingga gerakan dari depan ke belakang

atau belakang ke depan, termasuk berjalan lurus ke depan.

IV-36

Gambar 2.11 Contoh gerakan pada bidang sagital Sumber: Hamill, 2009

2. Bagian depan bidang (frontal), membagi tubuh ke depan dan belakang.

Karakteristik gerakan bidang frontal meliputi abduksi dan adduksi paha,

jari dan tangan. Contoh gerakannya dapat diamati pada gambar berikut:

Gambar 2.12 Contoh gerakan pada bidang frontal Sumber: Hamill, 2009

3. Bidang melintang (transverse), contoh dari gerakan pada bidang

transverse pada sumbu longitudinal joint adalah gerakan rotasi pada joint

antara ruas tulang belakang, bahu, dan pinggul. Gerakan prontion dan

supination lengan bawah pada radioulnar joint juga merupakan contoh

gerakan pada bidang transverse.

Berikut merupakan contoh-contoh gerakan bidang transverse.

Gambar 2.13 Contoh gerakan pada bidang transverse Sumber: Hamill, 2009

IV-37

2.2 PROSTHETIC TANGAN

Prosthetic merupakan alat bantu pengganti bagian tubuh manusia yang

hilang. Bentuk dan fungsi prosthetic disesuaikan dengan bagian tubuh yang

hilang. Penjelasan mengenai prosthetic tangan dapat dilihat pada sub bab, di

bawah ini.

2.2.3 Jenis Prosthetic Tangan

Ada beberapa jenis prosthetic tangan yang telah didesain selama ini.

Beberapa dari desain tangan prosthetic tersebut awalnya hanya berfungsi

sebagai kosmetik meskipun dapat digunakan untuk melakukan gerakan

pemegangan yang terbatas (Torsberg, 1962). Secara umum ada tiga kategori

dalam prosthetic tangan, yaitu passive prostheses, body powered prostheses,

dan externally powered prostheses/myoelectric devices (Herr, et.al, 2001).

1. Passive prostheses,

Passive prostheses adalah jenis pertama dari tangan prosthetic yang dibuat

pertama kali oleh Marcus Sergius pada perang Punik tahun 218-201 sebelum

Masehi. Tangan prosthetic ini mirip seperti sarung tangan atau baja pelindung

tangan, yang dibuat oleh ahli pembuat baju besi. Tangan palsu tersebut dibuat

tanpa menggunakan mesin yg dibuat oleh tenaga professional. Walaupun

sudah mempresentasikan tangan buatan manusia yang bagus, namun

kekurangannya adalah tidak bisa bergerak bebas layaknya tangan manusia

secara efektif dan alami.

Gambar 2.14 Passive prostheses Sumber: Herr, Hugh, et.al, 2001

Keuntungan dari passive prostheses adalah memiliki nilai kosmetik yang

tinggi, memiliki berat yang relatif ringan, pemeliharaan yang relatif mudah,

dan harganya yang murah.

IV-38

2. Body powered prostheses,

Body powered prostheses ditemukan tahun 1812 ketika Peter Baliff, seorang

dokter gigi asal Berlin, menemukan sebuah “terminal device” yang

dioperasikan dengan mengikatkan tangan prosthetic dengan tubuh pasien.

Body powered prostheses dioperasikan dengan mengikatkan tubuh dengan

pundak dan dijalankan dengan biscapula adduction (melingkar di punggung

dan pundak). Tangan prosthetic ini memungkinkan untuk bisa dioperasikan

karena ada alat untuk ‘membalikkan lengan’ atau proprosepsi untuk

mengarahkan dimana alat tersebut diposisikan untuk “bolak balik” dan untuk

mengetahui berapa jumlah energi yg dibutuhkan untuk menggerakkannya.

Namun masalahnya untuk menjalankan alat ini harus menggunakan tali

pengikat. Untuk mengenakan dan mengangkat peralatan ini agak sulit karena

mengganggu pakaian yg dikenakan. Jadi penggunaan alat ini kurang efektif

karena juga sulit untuk digerakkan.

Gambar 2.15 Body powered prostheses Sumber: Herr, Hugh, et.al, 2001

Sistem kabel pada body powered prostheses ada dua macam, yaitu voluntary

open dan voluntary closing (Torsberg, 1962). Pada sistem voluntary open,

kondisi awal jari tangan prosthetic dalam keadaan menutup, kemudian kabel

pada sistem tangan prosthetic ditarik sehingga jari tangan prosthetic

membuka. Sedangkan pada sistem voluntary closing, kondisi awal jari tangan

prosthetic dalam keadaan membuka, kemudian kabel pada sistem tangan

prosthetic ditarik sehingga jari tangan prosthetic menutup.

IV-39

Keuntungan dari body powered prostheses adalah memiliki tingkat reliabilitas

yang tinggi, bisa digunakan dalam berbagai kondisi lingkungan (basah, kotor,

dan berdebu), dan memiliki berat yang ringan.

3. Myoelectric devices,

Myoelectric devices adalah tangan prosthetic listrik yang ditemukan tahun

1948 oleh Rehold Reiner. Jenis ini menggunakan sensor untuk mendeteksi,

biasanya tangan prosthetic ini menggunakan sistem penerimaan syaraf melalui

elektromiografik untuk mengoperasikan motor elektrik di dalam tangan

prosthetic tersebut. Dan bisa juga untuk mengoperasikan komponen

pergelangan tangan dan siku. Aktifitas Elektromiografik (EMG) sebenarnya

berasal dari depolarisasi dan repolarisasi pada membran sel otot individu

selama proses pergerakan otot. Dengan menggunakan permukaan elektroda,

dapat memungkinkan untuk mengukur perbedaan potensi terhadap kulit

disekitar daerah teramputasi.

Gambar 2.16 Myoelectric devices Sumber: Herr, Hugh, et.al, 2001

Keuntungan dari myoelectric devices adalah mampu mengkombinasikan dua

fungsi utama tangan prosthetic (fungsi kosmetik dan alat fungsional), mampu

digunakan dalam berbagai macam posisi, dan mudah dalam pengoperasian.

2.2.4 Perkembangan Prosthetic Tangan

Pada dasarnya perkembangan tangan prosthetic dapat dibagi menjadi

tiga, yaitu perkembangan prosthetic kosmetik, perkembangan prosthetic

fungsional, dan perkembangan prosthetic gabungan dari keduanya.

IV-40

Perkembangan telapak tangan prosthetic kosmetik terus menerus dilakukan

hingga saat ini, untuk memenuhi tujuan utama prosthtetic, yaitu

menyediakan alat pengganti bagian tubuh yang hilang dan memenuhi

kebutuhan pasien beserta fungsinya.

Prosthetic kosmetik pertama kali ditemukan pada tahun 2500 sebelum

masehi dengan penemuan jari kaki palsu. Kemudian pada saat perang Punic

di tahun 218-201 sebelum Masehi, Markus Sergius membuat prosthetic

kosmetik dengan bahan dasar baja.

Gambar 2.17 Prosthetic tangan kosmetik Sumber: Johnson, 2006

Prosthetic fungsional pertama kali dibuat oleh Gotz Von Berlichingen

pada tahun 1508. Bentuk dari prosthetic tangan ini tidak menyerupai tangan

manusia, meskipun dapat menjalankan beberapa fungsi tangan. Contoh

prosthetic tangan fungsional adalah tangan jenis prehensor dan hook.

Gambar 2.18 Prosthetic tangan fungsional jenis prehensor dan hook Sumber: Johnson, 2006

Prosthetic tangan kosmetik dan fungsional memiliki bentuk yang sudah

menyerupai tangan manusia dan mampu menjalankan enam dasar gerakan

pemegangan meliputi gerakan spherical, cylindrical, hook, tip, lateral, dan

palmar. Perkembangan prosthetic tangan kosmetik dan fungsional di luar

IV-41

negeri jauh lebih maju dibandingkan prosthetic tangan buatan Indonesia saat

ini. Jerman telah mengembangkan prosthetic tangan yang dikombinasikan

dengan teknologi robot (humanoid) sejak tahun1980-an hingga saat ini.

Gambar 2.19 Prosthetic tangan kosmetik dan fungsional Sumber: Johnson, 2006

2.3 GAYA DAN PEGAS

Eksperimen pada tangan prosthetic memerlukan konsep dasar

mengenai gaya dan pegas. Selain itu, perlu diketahui mengenai konsep dasar

pegas yang digunakan sebagai alat bantu dalam penelitian ini. Berikut ini

dijelaskan lebih jauh mengenai pengertian gaya dan pegas.

2.3.3 Gaya

Gaya (force) dinyatakan dalam percepatan yang dialami oleh suatu

benda standar bila diletakkan dalam lingkungan tertentu yang sesuai

(Physics, 1999). Gaya dapat menyebabkan suatu benda bergerak dengan

arah dan percepatan tertentu. Hukum Newton berhubungan erat dengan

adanya gaya pada suatu benda.

a. Hukum Newton pertama,

Hukum Newton pertama muncul sebagai hasil jawaban pemikiran

Galileo mengenai masalah gerak dan penyebabnya. Bunyi dari

pernyataan hukum Newton pertama adalah “setiap benda akan tetap

berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus beraturan kecuali jika ia

dipaksa untuk mengubah keadaan itu oleh gaya-gaya yang berpengaruh

padanya”. Pada dasarnya hukum Newton pertama ini memberikan

pernyataan tentang kerangka acuan pada suatu benda.

b. Hukum Newton kedua,

IV-42

Hukum Newton kedua berhubungan dengan gaya dan percepatan suatu

benda. Suatu gaya total yang bekerja pada sebuah benda dapat membuat

kelajuan benda tersebut bertambah, atau jika gaya total berlawanan arah

dengan gerak, maka gaya itu akan mengurangi kelajuan. Bunyi dari

pernyataan hukum Newton yang kedua adalah “percepatan sebuah benda

berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding

terbalik dengan massanya. Arah percepatan searah dengan gaya total yang

diberikan”. Pernyataan tersebut dapat disimbolkan sebagai:

m

Fa åµ ………………………………persamaan

2.1

dimana a menyatakan percepatan, m untuk massa dan ΣF untuk gaya

total. F menyatakan gaya, sehingga ΣF bermakna jumlah vektor dari

semua gaya yang bekerja pada benda.

c. Hukum Newton ketiga,

Pernyataan hukum Newton ketiga dikembangkan dari hukum Newton

kedua, yaitu berdasarkan pengamatan bahwa suatu gaya yang

diterapkan pada setiap benda adalah gaya yang diberikan oleh benda

lain. Bunyi dari pernyataan hukum Newton yang ketiga adalah

“kapanpun sebuah benda melakukan gaya pada benda kedua, benda yang

kedua melakukan sebuah gaya yang sama dan berlawanan pada yang

pertama”. Hukum ini kadang-kadang berbunyi sebagai “terhadap setiap

aksi ada suatu reaksi yang sama dan berlawanan”. Hal tersebut berlaku

secara sempurna, tapi untuk menghindari kesalahan akan sangat penting

untuk mengingat bahwa gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada benda

yang berbeda.

2.3.4 Pegas

Pegas adalah sebuah elemen fleksibel yang digunakan untuk

menghasilkan gaya atau torsi dan pada saat yang sama menyimpan energy

(Mott, 2004). Gaya itu dapat lurus tarik atau tekan, atau radial yang beraksi

serupa dengan gelang karet di sekeliling gulungan gambar. Pegas dapat

IV-43

dikelompokkan sesuai dengan arah dan sifat gaya yang dihasilkan ketika

pegas mengalami defleksi. Beberapa kelompok pegas, seperti tekan, tarik,

radial, dan punter, ditunjukkan dalam tabel 2.1.

Tabel 2.1 Jenis-jenis pegas

Sumber : L.Mott, 2004

Pegas yang digunakan sebagai alat bantu dalam penelitian ini adalah

pegas jenis ulir tekan. Pegas ulir tekan umumnya terbuat dari kawat bundar,

dililitkan lurus, berbentuk silindris dengan jarak bagi konstan antara lilitan

satu dengan lilitan berikutnya.

Gambar 2.21 Pegas ulir tekan Sumber: L. Mott, 2004

Hubungan antara gaya yang dihasilkan pegas dan defleksinya disebut

konstanta pegas, k. konstanta pegas dapat dihitung dengan membagi

perubahan gaya dengan perubahan defleksi.

k = ΔF/ ΔL ………………………………………...………….persamaan

2.2

IV-44

dengan; k = konstanta pegas (N/m)

ΔF = perubahan gaya (N)

ΔL = perubahan defleksi (m)

2.4 DESAIN EKSPERIMEN

Desain eksperimen merupakan langkah-langkah lengkap yang perlu

diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan agar supaya data yang

semestinya diperlukan dapat diperoleh sehingga akan membawa kepada

analisis objektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan yang sedang

dibahas. (Sudjana, 1995).

An experiment is a test of tests in wihch purposeful changes are made to

the input variables of a process or system so that we may observe and

identify the reasons for changes that may be observed in the output

response. (Montgomery, 1997).

Beberapa istilah atau pengertian yang perlu diketahui dalam desain

eksperimen (Sudjana, 1985 ; Montgomery, 1997):

a. Experimental unit (unit eksperimen)

Objek eksperimen dimana nilai-nilai variabel respon diukur.

b. Variabel respon (effect)

Disebut juga dependent variable atau ukuran performansi, yaitu output

yang ingin diukur dalam eksperimen.

c. Faktor

Disebut juga independent variable atau variabel bebas, yaitu input yang

nilainya akan diubah-ubah dalam eksperimen.

d. Level (taraf)

Merupakan nilai-nilai atau klasifikasi-klasifikasi dari sebuah faktor.

Taraf (levels) faktor dinyatakan dengan bilangan 1, 2, 3 dan seterusnya.

Misalkan dalam sebuah penelitian terdapat faktor-faktor :

a = jenis kelamin

b = cara mengajar

IV-45

Selanjutnya taraf untuk faktor a adalah 1 menyatakan laki-laki, 2

menyatakan perempuan (a1 , a2). Bila cara mengajar ada tiga, maka

dituliskan dengan b1, b2, dan b3.

e. Treatment (perlakuan)

Sekumpulan kondisi eksperimen yang akan digunakan terhadap unit

eksperimen dalam ruang lingkup desain yang dipilih. Perlakuan

merupakan kombinasi level-level dari seluruh faktor yang ingin diuji

dalam eksperimen.

f. Replikasi

Pengulangan eksperimen dasar yang bertujuan untuk menghasilkan

taksiran yang lebih akurat terhadap efek rata-rata suatu faktor ataupun

terhadap kekeliruan eksperimen.

g. Faktor Pembatas/ Blok (Restrictions)

Sering disebut juga sebagai variabel kontrol (dalam Statistik

Multivariat). Yaitu faktor-faktor yang mungkin ikut mempengaruhi

variabel respon tetapi tidak ingin diuji pengaruhnya oleh eksperimenter

karena tidak termasuk ke dalam tujuan studi.

h. Randomisasi

Yaitu cara mengacak unit-unit eksperimen untuk dialokasikan pada

eksperimen. Metode randomisasi yang dipakai dan cara

mengkombinasikan level-level dari fakor yan berbeda menentukan jenis

disain eksperimen yang akan terbentuk.

i. Kekeliruan eksperimen

Merupakan kegagalan daripada dua unit eksperimen identik yang

dikenai perlakuan untuk memberi hasil yang sama.

Langkah-langkah dalam setiap proyek eksperimen secara garis besar

terdiri atas tiga tahapan, yaitu planning phase, design phase dan analysis

phase. (Hicks, 1993).

1. Planning Phase

Tahapan dalam planning phase adalah :

a. Membuat problem statement sejelas-jelasnya.

IV-46

b. Menentukan variabel bebas (dependent variables), yaitu efek yang ingin

diukur, sering disebut sebagai kriteria atau ukuran performansi.

c. Menentukan independent variables.

d. Menentukan level-level yang akan diuji, tentukan sifatnya, yaitu :

· Kualitatif atau kuantitatif ?

· Fixed atau random ?

e. Tentukan cara bagaimana level-level dari beberapa faktor akan

dikombinasikan (khusus untuk eksperimen dua faktor atau lebih).

2. Design Phase

Tahapan dalam design phase adalah :

a. Menentukan jumlah observasi yang diambil.

b. Menentukan urutan eksperimen (urutan pengambilan data).

c. Menentukan metode randomisasi.

d. Menentukan model matematik yang menjelaskan variabel respon.

e. Menentukan hipotesis yang akan diuji.

3. Analysis Phase

Tahapan dalam analysis phase adalah :

a. Pengumpulan dan pemrosesan data.

b. Menghitung nilai statistik-statistik uji yang dipakai.

c. Menginterpretasikan hasil eksperimen.

2.4.4 Factorial Experiment

Eksperimen faktorial digunakan bilamana jumlah faktor yang akan

diuji lebih dari satu. Eksperimen faktorial adalah eksperimen dimana semua

(hampir semua) taraf (levels) sebuah faktor tertentu dikombinasikan dengan

semua (hampir semua) taraf (levels) faktor lainnya yang terdapat dalam

eksperimen. (Sudjana, 1985).

Di dalam eksperimen faktorial, bisa terjadi hasilnya dipengaruhi oleh

lebih dari satu faktor, atau dikatakan terjadi interaksi antar faktor. Secara

umum interaksi didefinisikan sebagai ‘perubahan dalam sebuah faktor

mengakibatkan perubahan nilai respon, yang berbeda pada tiap taraf untuk

IV-47

faktor lainnya, maka antara kedua faktor itu terdapat interaksi’ (Sudjana,

1985).

Skema umum data sampel untuk desain eksperimen dapat dilihat pada

Tabel 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.2 Skema umum data sampel eksperimen faktorial menggunakan 3 faktor dan dengan n observasi tiap sel

Faktor A Faktor C Faktor B

1 2 … a Jumlah

1

Y1111 Y2111 … Ya111

Y1112 Y2112 … Ya112

… … … …

Y111n Y211n … Ya11n

… …

… … … … … … … …

… … 1

b

Y1b11 Y2b11 Y3b11 Y4b11

Y1b12 Y2b12 Y3b12 Y4b12

… … … …

Y1b1n Y2b1n Y3b1n Y4b1n

… …

… …

… … … … … … … …

… …

1

Y1111 Y2111 … Ya111

Y1112 Y2112 … Ya112

… … … … Y111n Y211n … Ya11n

c …

…

… … … …

… … … …

…

…

IV-48

b

Y1bc1 Y2bc1 … Yabc1

Y1bc2 Y2bc2 … Yabc2

… … … … Y1bcn Y2bcn … Yabcn

Total T…1 T...2 T...3 T…a Sumber : Sudjana, 1985

Adapun model matematik yang digunakan untuk pengujian data

eksperimen yang menggunakan dua faktor dan satu blok adalah sebagai

berikut :

Yijkm = m + Ai + Bj + ABij + Ck+ ACik + BCjk + ABCijk + em(ijk) ……..2.3

dengan;

Yijkm : variabel respon

Ai : faktor desain tangan prosthetic

Bj : faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic

Ck : faktor model gerakan dasar tangan manusia

ABij : interaksi faktor A dan faktor B

ACik : interaksi faktor A dan faktor C

BCjk : interaksi faktor B dan faktor C

ABCijk : interaksi faktor A, faktor B, dan faktor C

em(ijk) : random error

i : jumlah faktor desain tangan prosthetic (A), i = 1, 2, 3

j : jumlah faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic (B), j = 1,

2

k : jumlah faktor model gerakan dasar tangan manusia (C), k=

1,2,...,6

m : jumlah observasi m = 1, 2, 3, 4, 5

Berdasarkan model persamaan (2.1), maka untuk keperluan Anova

dihitung harga-harga (Hicks, 1993) sebagai berikut :

· Jumlah kuadrat total (SStotal) :

nabc

TY

....a

i

b

j

c

k

n

lijkm

22

totalSS -= åååå .…………..…. persamaan 2.4

IV-49

· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i faktor

A (SSA):

å=

-=a

i

.......iA

nabc

T

nbc

T

1

22

SS ……..……….. persamaan 2.5

· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j faktor

B (SSB):

å=

-=b

j

......j.B

nabc

T

nac

T

1

22

SS ……………... persamaan 2.6

· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k faktor

C (SSC) :

å=

-=b

j

......k.C

nabcd

T

nabd

T

1

22

SS …………...... persamaan 2.7

· Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-

ij antara faktor A dan faktor B (SSAxB) :

nabc

T

nac

T

nbc

T

n

T ....b

j

..j.a

i

b

j

n

m

a

i

...iij.mBA

22

1 1 1

22

xSS +--= åååå å= = =

…………....persamaan 2.8


ik antara faktor A dan faktor C (SSAxC) :

nabc

T

nab

T

nbc

T

n

T ....c

j

..k.a

i

c

k

n

m

a

i

...iik.mA

22

1 1 1

22

xCSS +--= åååå å= = =

……………..persamaan 2.9


jk antara faktor B dan faktor C (SSBxC) :

nabc

T

nab

T

nac

T

n

T ....c

k

...b

j

c

k

n

m

b

j

...jij.mBxC

22

1 1 1

22

SS +--= åååå å= = =

k …………….persamaan 2.10


ijk antara faktor A, faktor B, dan faktor C (SSAxBxC)

ååå ååå= = ==

--=b

j

c

k

n

m

b

j

...ja

i

...iijk.mAxBxC

nac

T

nbc

T

n

T

1 1 1

222

SSa

i 1

nabc

T

nab

T ....c

k

...22

+-å k …….persamaan 2.11

· Jumlah kuadrat error (SSE) :

IV-50

SSE = SStotal - SSA - SSB – SSC - SSAB – SSAC – SSBC - SSABC …..persamaan 2.12

Tabel Anova untuk eksperimen faktorial dengan tiga faktor (a, b, dan

c), dengan nilai-nilai perhitungan dalam bentuk diatas adalah sebagaimana

tabel 2.3. Pada kolom terakhir tabel 2.3, untuk menghitung harga F yang

digunakan sebagai alat pengujian statistik, maka perlu diketahui model

mana yang diambil. Model yang dimaksud ditentukan oleh sifat tiap faktor,

apakah tetap atau acak. Model tetap menunjukkan di dalam eksperimen

terdapat hanya m buah perlakuan, sedangkan model acak menunjukkan

bahwa dilakukan pengambilan m buah perlakuan secara acak dari populasi

yang ada.

Tabel 2.3 Anova eksperimen faktorial 3 faktor desain acak sempurna

Sumber Variansi Derajat Bebas (df)

Jumlah Kuadrat

(SS)

Kuadrat Tengah (MS)

F

Faktor A

Faktor B

Faktor C

Interaksi AxB

Interaksi AxC

Interaksi BxC

Interaksi

AxBxC

Error

a –1

b – 1

c –1

(a – 1)(b – 1)

(a – 1)(c – 1)

(b – 1)(c – 1)

(a–1)(b–1)(c–1)

abc(n - 1)

SSA

SSB

SSC

SSAxB

SSAXC

SSBXC

SSAXBXC

SSE

SSA/dfA

SSB/dfB

SSC/dfC

SSAxB/dfAxB

SSAxC/dfAxC

SSBxC/dfBxC

SSAXBXC/dfAxBxC

SSE/dfE

MSA/MSE

MSB/MSE

MSC/MSE

MSAxB/MSE

MSAxC/MSE

MSBxC/MSE

MSAxBxC/MSE

Total abcn SSTotal

IV-51

2.4.5 Uji Asumsi

Apabila menggunakan analisis variansi sebagai alat analisa data

eksperimen, maka seharusnya sebelum data diolah, terlebih dahulu

dilakukan uji asumsi-asumsi Anova berupa uji homogenitas variansi, dan

independensi, terhadap data hasil eksperimen.

1. Uji Normalitas

Untuk memeriksa apakah populasi berdistribusi normal atau tidak,

dapat ditempuh uji normalitas dengan menggunakan metode lilliefors

(kolmogorov-smirnov yang dimodifikasi), atau dengan normal probability –

plot.

Pemilihan uji lilliefors sebagai alat uji normalitas didasarkan oleh :

a. Uji lilliefors adalah uji kolmogorov-smirnov yang telah dimodifikasi dan

secara khusus berguna untuk melakukan uji normalitas bilamana mean

dan variansi tidak diketahui, tetapi merupakan estimasi dari data

(sampel). Uji kolmogorov-smirnov masih bersifat umum karena berguna

untuk membandingkan fungsi distribusi kumulatif data observasi dari

sebuah variabel dengan sebuah distribusi teoritis, yang mungkin bersifat

normal, seragam, poisson, atau exponential.

b. Uji lilliefors sangat tepat digunakan untuk data kontinu, jumlahnya

kurang dari 50 data, dan data tidak disusun dalam bentuk interval

(bentuk frekuensi). Apabila data tidak bersifat seperti di atas maka uji

yang tepat untuk digunakan adalah khi-kuadrat. (Miller, 1991).

c. Uji lilliefors terdapat di software SPSS yang akan membantu

mempermudah proses pengujian data sekaligus bisa mengecek hasil

perhitungan secara manual.

Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors (Wijaya, 2000) sebagai

berikut:

a. Urutkan data dari yang terkecil sampai terbesar.

b. Hitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi ( s ) data tersebut.

n

x

x

n

ii ÷ø

öçè

æ

=å=1

. . . . . . . . . . persamaan 2.13

IV-52

( )

1

2

2

-

-=

åån

n

XX

s . . . . . . . . . . . persamaan

2.14

c. Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku ( z ).

( ) sxxz ii /-= . . . . . . . . . . persamaan 2.15

dimana xi = nilai pengamatan ke-i

x = rata-rata

s = standar deviasi

d. Dari nilai baku ( z ), tentukan nilai probabilitasnya P( z ) berdasarkan

sebaran normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel

standar luas wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms.

Excel dengan function NORMSDIST.

e. Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan rumus

sebagai berikut :

nixP i /)( = . . . . . . . . . . . . . . . persamaan 2.16

f. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P( z ) dan P( x ) yaitu

maks | P( z ) - P( x )| , sebagai nilai L hitung.

g. Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P( z ) yaitu

maks | P(xi-1) - P( z ) |

Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam

beberapa kali replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan adalah

:

H0 : data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal

H1 : data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi

normal

Taraf nyata yang dipilih a = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung > La(k-1)

. Apabila nilai Lhitung < Ltabel , maka terima H0 dan simpulkan bahwa data

observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal.

2. Uji homogenitas

IV-53

Uji homogenitas bertujuan menguji apakah variansi error dari tiap

level atau perlakuan bernilai sama. Alat uji yang sering dipakai adalah uji

bartlett. Namun uji bartlett dapat dilakukan setelah uji normalitas

terlampaui. Untuk menghindari adanya kesulitan dalam urutan proses

pengolahan, maka alat uji yang dipilih adalah uji levene test. Uji levene

dilakukan dengan menggunakan analisis ragam terhadap selisih absolut dari

setiap nilai pengamatan dalam sampel dengan rata-rata sampel yang

bersangkutan.

Prosedur uji homogenitas levene (Wijaya, 2000) sebagai berikut :

a. Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji.

b. Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap

level.

c. Hitung nilai-nilai berikut ini :

· Faktor Koreksi (FK) = ( ) nxi2å . . . . . . . . . . . persamaan

2.17

Dimana xi = data hasil pengamatan

i = 1, 2, . . ., n (n banyaknya data)

· JK-Faktor = FKkxi -÷÷ø

öççè

æ÷øöç

èæå 2

. . . . . . . . . . persamaan 2.18

Dimana k = banyaknya data pada tiap level

· JK-Total (JKT) = ( ) FKyi -å 2 . . . . . . . . . .

persamaan 2.19

Dimana yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata-

ratanya untuk tiap level

· JK-Error (JKE) = JKT – JK(Faktor) . . . . . . . . . .

persamaan 2.20

Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah

daftar analisis ragam sebagaimana tabel 2.4 di bawah ini.

Tabel 2.4 Skema umum daftar analisis ragam uji homogenitas

Sumber Keragaman

Db JK KT F

IV-54

Faktor f JK(Faktor) JK(Faktor) / db )(

)(errorKTfaktorKT

Error n-1-f

JKE JKE / db

Total n-1 JKT

d. Hipotesis yang diajukan adalah :

H0 : 26

25

24

23

22

21 ssssss =====

H1 : Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama

e. Taraf nyata yang dipilih adalah α = 0.01

f. Wilayah kritik : F > F α (v1 ; v2) atau F > F0.01 (5 ; 168)

3. Uji independensi

Salah satu upaya mencapai sifat independen adalah dengan melakukan

pengacakan terhadap observasi. Namun demikian, jika masalah acak ini

diragukan maka dapat dilakukan pengujian dengan cara memplot residual

versus urutan pengambilan observasinya. Hasil plot tersebut akan

memperlihatkan ada tidaknya pola tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti

ada korelasi antar residual atau error tidak independen. Apabila hal tersebut

terjadi, berarti pengacakan urutan eksperimen tidak benar (eksperimen

tidak terurut secara acak).


Uji setelah Anova dilakukan apabila ada hipotesis nol (H0) yang ditolak

atau terdapat perbedaan yang signifikan antar level faktor, blok, atau

interaksi faktor-faktor. Uji setelah Anova bertujuan untuk menjawab

manakah dari rata-rata taraf perlakuan yang berbeda.

Alat uji yang biasa digunakan adalah contras orthogonal, uji rentang

Student Newman-Keuls, uji Dunnett dan uji Scheffe. Apabila ingin

menggunakan uji contras orthogonal, maka pemakaian alat uji ini sudah

harus ditentukan sejak awal (sebelum eksperimen dilakukan), termasuk

model perbandingan rata-rata perlakuan. Adapun tiga alat uji lainnya dapat

IV-55

digunakan apabila perlu setelah hasil pengolahan data menunjukkan adanya

perbedaan yang berarti antar perlakuan.

Uji Student Newman-Keuls (SNK) lebih tepat digunakan

dibandingkan uji dunnett ataupun scheffe, untuk melihat pada level mana

terdapat perbedaan dari suatu faktor yang dinyatakan berpengaruh

signifikan oleh uji Anova. Pemilihan uji dunnett atau scheffe tidak tepat

untuk melihat pada level mana terdapat perbedaan terhadap suatu faktor,

karena uji dunnett hanya digunakan untuk membandingkan suatu kontrol

dengan perlakuan lainnya, sedangkan uji scheffe lebih ditujukan untuk

membandingkan antara dua kelompok perlakuan (bukan level tunggal).

Prosedur uji Student Newman-Keuls (SNK) (Hicks, 1993) terhadap

suatu level yang pengaruhnya dinyatakan cukup signifikan adalah sebagai

berikut :

1. Susun rata-rata tiap level yang diuji dari kecil ke besar.

2. Ambil nilai mean squareerror dan dferror dari tabel Anova.

3. Hitung nilai error standar untuk mean level dengan rumus berikut :

kS error

.jY

MS= ……………. persamaan

2.21

dimana k = jumlah level

4. Tetapkan nilai a dan ambil nilai-nilai significant ranges dari Tabel

Stundentized range dengan n2 = dferror dan p = 2, 3, … ,k sehingga

diperoleh significant range (SR).

5. Kalikan tiap nilai significant range (SR) yang diperoleh dengan error

standar sehingga diperoleh least significant range (LSR).

LSR = SR x .jY

S ………….… persamaan

2.22

6. Hitung beda (selisih) mean antar dua level (akan terbentuk kK2 = k(k –

1)/2 pasang), dimulai dari mean terbesar dengan sampai dengan mean

terkecil. Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest

dengan LSR untuk p = k – 1, demikian seterusnya sampai diperoleh kK2

perbandingan.

IV-56

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Metode penelitian menggambarkan langkah-langkah penelitian yang

dilakukan dalam pemecahan masalah. Adapun langkah-langkah penyelesaian

masalah adalah seperti dalam gambar 3.1.

IV-57

Gambar 3.1 Metodologi penelitian

IV-58

Kesimpulan dan Saran

Analisis dan Interpretasi Hasil Penelitian

Interpretasi Hasil Eksperimen

Range Test

Signifikan?

Ya

Tidak

A

Pemilihan Desain Tangan Prosthetic Berdasarkan Nilai Gaya Tarik Statis dan Gaya Tarik Dinamis

B

Gambar 3.1 Metodologi penelitian (lanjutan)

3.6 IDENTIFIKASI MASALAH

Tahap identifikasi masalah diawali dengan penentuan latar belakang

masalah dan perumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta studi

pustaka mengenai tangan prosthetic, adapun uraian lebih jelasnya, sebagai

berikut:

1. Latar belakang,

Penentuan latar belakang penelitian dilakukan untuk mengetahui gambaran

permasalahan yang selanjutnya akan diangkat menjadi pokok penelitian. Pada

penelitian mengenai prosthetic tangan, dilakukan kajian terhadap desain

prosthetic tangan lokal yang telah dikembangkan sebelumnya.

Salah satu kriteria desain tangan prosthetic yang baik adalah kemudahan dalam

pengoperasiannya. Kemudahan pengoperasian tersebut dapat dilihat dari

besarnya gaya tarik yang dibutuhkan tangan prosthetic ketika melakukan

gerakan pemegangan. Gaya tarik merupakan gaya yang dibutuhkan untuk

menarik kabel dari sistem kabel yang ada dalam tangan prosthetic agar tangan

tersebut dapat bekerja. Gaya tarik tersebut terdiri dari dua macam, yaitu gaya

tarik dinamis dan gaya tarik statis. Gaya tarik dinamis merupakan gaya yang

dibutuhkan tangan prosthetic dalam kaitannya untuk menggerakkan jari-jari

tangan prosthetic sesuai dengan model gerakan tangan manusia. Sedangkan

IV-59

gaya tarik statis merupakan gaya yang dibutuhkan tangan prosthetic dalam

kaitannya untuk menekan objek benda yang dipegang. Tangan prosthetic yang

baik harus memberikan gaya tarik dinamis serta gaya tarik statis yang

minimum ketika dioperasikan. Dalam hal ini desain tangan prosthetic

memegang peranan penting. Pada saat pengoperasian untuk melakukan enam

gerakan dasar tangan manusia, kebutuhan gaya tarik dinamis dan gaya tarik

statis untuk setiap desain bisa berbeda

Desain tangan prosthetic lokal yang dikembangkan oleh Agung S, Herdiman L,

dan Theresia A, perlu dilakukan eksperimen untuk mengevaluasi pengaruh

desain metacarpal dan phalanx phalangeal terhadap besarnya gaya tarik

dinamis dan gaya tarik statis jari tangan prosthetic pada saat melakukan enam

gerakan dasar tangan manusia. Selanjutnya dilakukan komparasi hasil

pengukuran gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari dari masing-masing

tangan prosthetic. Hasil eksperimen nantinya dapat dijadikan sebagai

rekomendasi perbaikan desain tangan prosthetic yang memberikan gaya tarik

dinamis dan gaya tarik statis jari dengan nilai yang terkecil, sehingga mampu

memberikan percepatan yang maksimal pada saat melakukan gerakan

pemegangan.

2. Perumusan masalah,

Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka permasalahan dalam

penelitian ini adalah “bagaimana memilih desain tangan prosthetic berdasarkan

pengaruh desain metacarpal dan phalanx phalangeal dalam menghasilkan nilai

gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari tangan prosthetic dengan

pendekatan desain eksperimen”.

3. Tujuan penelitian,

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan besarnya gaya tarik dinamis dan

gaya tarik statis dari tangan prosthetic. Tujuan akhir dari penelitian ini adalah

menentukan rekomendasi untuk pengembangan desain tangan prosthetic

selanjutnya.

4. Manfaat penelitian,

Manfaat yang didapat dari penelitian ini adalah memberikan bahan

pertimbangan untuk pengembangan penelitian tentang tangan prosthetic

IV-60

selanjutnya dan memberikan estimasi gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis

yang optimal dalam mendesain tangan prosthetic.

5. Studi pustaka,

Studi pustaka dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan gambaran

mengenai teori-teori dan konsep-konsep yang digunakan dalam

menyelesaikan permasalahan yang diteliti dan untuk mendapatkan dasar-

dasar referensi yang kuat dalam menerapkan suatu metode yang digunakan.

Studi literatur dilakukan dengan mengeksplorasi buku-buku, jurnal,

penelitian-penelitian dan sumber-sumber lain yang terkait dengan desain

eksperimen, dan tangan prosthetic.


Tahap pengumpulan data dimulai dengan melakukan pengukuran gaya tarik

dinamis dan gaya tarik statis jari tangan prosthetic. Pengambilan data dilakukan di

Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk Teknik Industri UNS.

Metode pengumpulan data yang digunakan berupa studi lapangan (observasi),

yaitu dengan melakukan pengamatan langsung terhadap objek yang diteliti untuk

memperoleh data yang dibutuhkan. Pengukuran gaya tarik dinamis dan gaya tarik

statis jari memperhatikan faktor-faktor yang telah ditentukan dalam desain

eksperimen.


Dalam tahap ini dilakukan penentuan teknik desain eksperimen yang

digunakan. Teknik desain eksperimen yang dipilih yaitu Factorial Experiment

Completely Randomized Design. Desain ini digunakan karena eksperimen ini

terdiri dari tiga faktor, yaitu faktor desain tangan prothestic (A), faktor arah sumbu

gerakan tangan prosthetic (B), dan faktor model gerakan dasar tangan manusia

(C). Urutan eksperimen ditentukan secara random (complete randomization)

seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1. misal eksperimen ke-1 dilakukan pada

kondisi desain tangan prosthtetic ke-2, arah sumbu gerakan sagital plane, dan

model gerakan hook, sedangkan eksperimen terakhir (ke-36) dilakukan pada

kondisi desain tangan prosthetic ke-1, arah sumbu gerakan sagital plane, dan

IV-61

model gerakan palmar. Eksperimen hanya dilakukan untuk pengujian terhadap

gaya tarik dinamis jari tangan prosthetic.

Tabel 3.1 Urutan eksperimen factorial experiment completely randomized design

Desain tangan prosthetic (A) A1 A2 A3 Arah sumbu

gerakan (B) Longitudinal

axis (B1)

Sagital plane (B2)

Longitudinal axis (B1)

Sagital plane (B2)


Sagital plane (B2)

Cylindrical (C1) 13 22 26 30 28 20 Spherical (C2) 4 35 3 24 10 31 Hook (C3) 5 6 19 1 27 9 Tip (C4) 23 7 29 16 18 32 Lateral (C5) 34 14 2 33 8 17 Palmar (C6) 12 36 15 11 25 21

1. Tahap Perencanaan (Planning Phase)

a. Membuat problem statement :

Problem statement dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh desain

tangan prothestic, arah sumbu gerakan tangan prosthetic, dan model

gerakan dasar tangan manusia dalam menghasilkan nilai gaya tarik dinamis

jari tangan prosthetic.

b. Menentukan variabel respon atau kriteria atau ukuran performansi.

§ Variabel respon : Gaya tarik dinamis (F), yaitu besarnya gaya yang

dibutuhkan jari-jari tangan prothestic ketika melakukan enam model

gerakan tangan manusia.

§ Unit eksperimen : tiga jenis desain tangan prosthetic.

c. Menentukan faktor-faktor yang ingin diuji pengaruhnya dalam

eksperimen.

§ Faktor yang ingin diuji: desain tangan prothestic (A), arah sumbu gerakan

tangan prosthetic (B), dan model gerakan dasar tangan manusia (C).

§ Sifatnya : semua faktor bersifat kualitatif.

d. Menentukan banyaknya level (nilai) dari setiap faktor yang diuji.

§ Banyaknya level yang diuji dari setiap faktor :

Faktor desain tangan prothestic (A) terdiri dari tiga level, yaitu desain

tangan prothestic sistem external stressing cable (A1), model tangan

IV-62

prothestic sistem internal stressing cable tanpa puli (A2), model tangan

prothestic sistem internal stressing cable dengan puli (A3).

Faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic (B) terdiri dari dua level,

yaitu arah longitudinal axis (B1) dan arah sagital plane (B2).

Faktor model gerakan dasar tangan manusia (C) terdiri dari enam level,

yaitu gerakan cylindrical (C1), gerakan spherical (C2), gerakan hook (C3),

gerakan tip (C4), gerakan lateral (C5), dan gerakan palmar (C6).

§ Level-level dari semua faktor dipilih secara fixed.

e. Menentukan jenis desain eksperimen yang dipakai.

§ Desain eksperimen yang dipakai adalah Factorial Experiment Completely

Randomized Design

§ Tabulasi Factorial Experiment Completely Randomized Design adalah

seperti tabel 3.2.

Tabel 3.2 Factorial experiment completely randomized design

Desain tangan prosthetic (A)

A1 A2 A3 Arah sumbu gerakan (B) Longitudinal

axis (B1)

Sagital plane (B2)


Sagital plane (B2)


Sagital plane (B2)

Cylindrical (C1) A1B1C1 A1B2C1 A2B1C1 A2B2C1 A3B1C1 A3B2C1

Spherical (C2) A1B1C2 A1B2C2 A2B1C2 A2B2C2 A3B1C2 A3B2C2

Hook (C3) A1B1C3 A1B2C3 A2B1C3 A2B2C3 A3B1C3 A3B2C3

Tip (C4) A1B1C4 A1B2C4 A2B1C4 A2B2C4 A3B1C4 A3B2C4

Lateral (C5) A1B1C5 A1B2C5 A2B1C5 A2B2C5 A3B1C5 A3B2C5

Palmar (C6) A1B1C6 A1B2C6 A2B1C6 A2B2C6 A3B1C6 A3B2C6

2. Tahap Desain (Design Phase)

a. Menentukan jumlah observasi atau jumlah replikasi

Masing-masing kombinasi dilakukan lima kali pengukuran.

b. Urutan eksperimen : secara random.

c. Menentukan model matematik yang menjelaskan variabel respon

Yijkm = m + Ai + Bj + ABij + Ck+ ACik + BCjk + ABCijk + em(ijk)

IV-63

dengan;











j : jumlah faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic (B), j = 1, 2

k : jumlah faktor model gerakan dasar tangan manusia (C), k= 1,2,...,6


d. Menentukan Hipotesis yang diuji

Hipotesis umum yang diajukan dalam eksperimen ini adalah faktor yang

berpengaruh terhadap gaya tarik dinamis jari tangan prothestic, dimana

faktor tersebut mungkin berdiri sendiri ataupun berinteraksi dengan faktor

yang lain. Hipotesis umum ini disebut sebagai hipotesis satu (H1).

Adapun hipotesis nol dari eksperimen dalam penelitian ini adalah:

H01 : = 0

Perbedaan desain tangan prosthetic tidak menimbulkan pengaruh

yang signifikan terhadap besarnya gaya tarik dinamis.

H02 : = 0

Perbedaan arah sumbu gerakan tangan prosthetic tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap gaya tarik

dinamis.

H03 : = 0

Perbedaan model gerakan tangan manusia tidak menimbulkan

pengaruh yang signifikan terhadap besarnya gaya tarik dinamis.

H04 : = 0

Perbedaan interaksi desain tangan prosthetic dan arah sumbu

IV-64

gerakan tangan prosthetic tidak menimbulkan pengaruh yang

signifikan terhadap besarnya gaya tarik dinamis.

H05 : = 0

Perbedaan interaksi desain tangan prosthetic dan model gerakan

tangan manusia tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan

terhadap besarnya gaya tarik dinamis.

H06 : = 0

Perbedaan interaksi arah sumbu gerakan tangan prosthetic dan

model gerakan tangan manusia tidak menimbulkan pengaruh yang


H07 : = 0

Perbedaan interaksi desain tangan prosthetic, arah sumbu gerakan

tangan prosthetic dan model gerakan tangan manusia tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya gaya

tarik dinamis.


Alat yang digunakan pada saat pengukuran gaya tarik dinamis dan gaya

tarik statis jari tangan prosthetic, yaitu:

a. Force gauge, digunakan untuk mengetahui besarnya gaya tarikan yang

diperlukan untuk membuka jari-jari pada telapak tangan prosthetic.

b. Timbangan digital, digunakan untuk mengukur berat tiap komponen telapak

tangan prosthetic.

c. Jangka sorong, digunakan untuk mengukur dimensi tiap komponen telapak

tangan prosthetic.

d. Penggaris, digunakan untuk mengukur dimensi tiap komponen telapak tangan

prosthetic

e. Lembar pengamatan, digunakan untuk mencatat semua data hasil pengukuran

yang dilakukan dalam eksperimen.

f. Alat bantu pegas, digunakan sebagai alat bantu untuk mengukur besarnya gaya

tarik statis jari tangan prosthetic.

IV-65

Sebelum eksperimen dilakukan, perlu dilakukan beberapa persiapan pada

unit eksperimen agar ketiga jenis tangan prosthetic dalam kondisi fair (mendapat

perlakuan yang sama). Persiapan tersebut antara lain:

1. Ketiga jenis tangan prosthetic dikondisikan menjadi sistem voluntary closing

agar memudahkan dalam pengukuran gaya tarik jari tangan prosthetic, seperti

yang ditunjukkan dalam gambar 3.2.

Gambar 3.2 Tangan prosthetic dalam kondisi voluntary closing Sumber: Laboratorium P3, 2009

2. Kabel yang digunakan dalam ketiga jenis tangan prosthetic adalah kabel

nilon dengan diameter 0,23 mm.

3. Komponen pegas jari ketiga jenis tangan prosthetic terbuat dari bahan kawat

besi baja dengan ukuran diameter 0,7 cm.

3.2.7 Pengukuran Aktual Gaya Tarik Statis Jari Tangan Prosthetic

Pengukuran gaya tarik statis jari bertujuan untuk mengetahui kekuatan jari

tangan prosthetic dalam memegang objek benda. Alat ukur yang digunakan

adalah force gauge dengan alat bantu pegas. Prosedur pengukuran yang dilakukan

adalah dengan menghitung besarnya gaya tekan dari alat bantu pegas. Kemudian

dilakukan pengukuran gaya tarik yang dibutuhkan jari tangan prosthetic dalam

menekan alat bantu pegas. Nilai gaya tekan dan gaya tarik yang dihasilkan,

dibandingkan satu sama lain, dimana besarnya gaya tarik dari tangan prosthetic

diharapkan mendekati besarnya gaya tekan dari alat bantu pegas.

IV-66

3.2.8 Pengukuran Aktual Gaya Tarik Dinamis Jari Tangan Prosthetic

Gaya tarik dinamis pada tangan prosthetic diukur pada saat jari tangan

prosthetic melakukan enam model gerakan pemegangan. Gaya tarik tersebut

diukur sampai sesaat sebelum jari tangan prosthetic menyentuh objek benda yang

dipegang (gaya dinamis). Pengujian dilakukan pada dua posisi arah arah tangan

prosthetic (longitudinal axis dan sagital plane) dengan replikasi sejumlah lima

kali. Alat ukur yang digunakan dalam pengukuran gaya tarik dinamis adalah

force gauge. Pengujian dilakukan dengan enam objek benda yang berbeda

disesuaikan dengan jenis gerakan pemegangan.

3.8 PENGOLAHAN DATA

Tahap pengolahan data dilakukan setelah menentukan teknik desain

eksperimen yang digunakan dalam penelitian. Pengolahan data dimulai dengan

pengujian asumsi, pengujian signifikansi, dan pengujian setelah anova.

3.3.1 Uji Asumsi

Pengujian asumsi perlu dilakukan agar metode dalam penelitian dapat

diyakini memberikan hasil/analisis yang valid, yaitu:

1. Uji normalitas dengan metode Lilliefors,

Uji normalitas dilakukan terhadap keseluruhan data hasil observasi, dengan

tujuan untuk mengetahui apakah data hasil observasi tersebut berdistribusi

secara normal atau tidak.

2. Uji homogenitas dengan Levene Test,

Uji homogenitas dilakukan secara berpasangan antara variabel respon dengan

masing-masing faktor. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memastikan

bahwa variansi nilai dependent variable tidak terkonsentrasi/terkumpul pada

level tertentu dari independent variable. Uji levene dilakukan dengan

menggunakan analisis ragam terhadap selisih absolut dari setiap nilai

pengamatan dalam sampel dengan rata-rata sampel yang bersangkutan.

3. Uji independansi,

Uji independensi dilakukan untuk mengetahui bahwa error yang terjadi tidak

berkorelasi (tidak terlihat adanya pola tertentu jika error diplotkan). Setelah

IV-67

dilakukan uji asumsi-asumsi dan data hasil observasi dinyatakan normal,

homogen dan independen, maka uji signifikansi dapat dilakukan.

3.3.2 Uji Signifikansi

Data yang telah memenuhi syarat uji asumsi, kemudian dilanjutkan dengan

uji signifikansi. Uji signifikansi perbedaan kombinasi yang terbentuk dalam

penelitian ini merupakan tahap analisis dalam desain eksperimen. Pengujian ini

menggunakan metode Analysis of Variance dengan tiga faktor.


Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui sejauh mana perbedaan yang

terjadi dari hasil eksperimen yang telah dilakukan, dimana dalam hal ini adalah

untuk mengetahui jenis model tangan prosthetic yang terbaik dari segi gaya tarik

dinamis. Pengujian setelah Anova menggunakan uji SNK (Student Newman

Keuls).

3.3.4 Pemilihan Desain Tangan Prosthetic Berdasarkan Nilai Gaya Tarik Dinamis dan Gaya Tarik Statis Jari

Pada tahap ini dilakukan pemilihan desain tangan prosthetic dengan

mempertimbangkan nilai gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari. Desain

tangan prosthetic yang dipilih adalah desain yang memiliki nilai gaya tarik

dinamis terkecil dan gaya tarik statis jari terbesar.

3.9 ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada tahap ini dilakukan analisis dan interpretasi hasil penelitian untuk

memberikan gambaran secara menyeluruh sebagai bahan pertimbangan dalam

rekomendasi desain tangan prosthetic.

3.10 KESIMPULAN DAN SARAN

Tahap ini merupakan bagian akhir dari penelitian yang membahas

kesimpulan dari hasil yang diperoleh serta usulan atau rekomendasi untuk

implementasi lebih lanjut dan bagi penelitian selanjutnya.

IV-68

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Pada bab ini diuraikan proses pengambilan data dan dilanjutkan

dengan pengolahan data eksperimen. Pada bagian awal akan dibahas

karakteristik desain tangan prosthetic dan proses pelaksanaan eksperimen di

Laboratorium Perencanaan dan Perancangan Produk Teknik Industri UNS.

Selanjutnya dilakukan proses pengolahan data sesuai arahan metodologi

pada bab sebelumnya.


Data yang dikumpulkan dalam penelitian adalah karakteristik desain

telapak tangan prosthetic (sistem external stressing cable dan sistem internal

stressing cable) yang dikembangkan sebelumnya dan penentuan teknik

desain eksperimen.

4.1.6 Desain Telapak Tangan Prosthetic

Desain telapak tangan prosthetic yang digunakan dalam penelitian ini

ada tiga jenis, yaitu desain telapak tangan prosthetic dengan sistem external

stressing cable, desain telapak tangan prosthetic dengan sistem internal

stressing cable tanpa system puli, dan desain telapak tangan prosthetic

dengan sistem internal stressing cable dengan system puli.

1. Desain Telapak Tangan Prosthetic dengan Sistem External Stressing Cable

Pengembangan desain tangan prosthetic (sistem external stressing cable)

dilakukan oleh Agung S (2009). Hasil desain telapak tangan prosthetic dapat

dilihat pada gambar 4.1 dibawah ini.

Gambar 4.1 Deskripsi pengembangan telapak tangan

IV-69

prosthetic (sistem external stressing cable) Sumber: Agung S, 2009

Desain telapak tangan prosthetic bekerja dengan sistem voluntary

opening device, dimana kondisi normal tangan prosthetic dalam keadaan

menggenggam. Sistem penarikan yang diterapkan pada telapak tangan

prosthetic menggunakan sistem kabel yang menghubungkan tangan

prosthetic dengan bahu pengguna. Pada saat bahu pengguna menarik kabel

maka komponen tuas penarik pada bagian metacarpal tangan prosthetic

menegang dan jari membuka.

Bagian metacarpal telapak tangan prosthetic terdiri dari dari dua

komponen utama, yaitu rangka metacarpal dan metacarpal policis. Rangka

metacarpal merupakan tempat komponen jari dan penghubung jari tangan

prosthetic. Pada bagian tengah rangka metacarpal terdapat sistem penarikan

kabel terhadap jari. Sedangkan metacarpal policis merupakan tempat

komponen ibu jari pada telapak tangan prosthetic. Pada komponen

metacarpal pollicis, ibu jari menempel pada bagian dorsal. Kemiringan sudut

pada bagian dorsal disesuaikan dengan anthropometri tangan responden,

yaitu sebesar 120o dalam keadaan menggenggam. Metacarpal dan metacarpal

pollicis dirangkai menjadi satu, untuk disambungkan dengan jari dengan

penghubung jari.

Gambar 4.2 Proses assembling pada bagian metacarpal telapak tangan prosthetic (sistem external stressing cable) Sumber: Agung S, 2009

Jari tangan telapak tangan prosthetic terdiri dari dua link, yaitu

phalanx proximal dan phalanx media-distalis. Pada bagian phalanx media dan

phalanx distalis jari tangan telapak tangan prosthetic dikembangkan menjadi

satu bagian menjadi phalanx media-distalis. Masing-masing jari dilengkapi

IV-70

dengan komponen penghubung jari yang berfungsi untuk menghubungkan

antara bagian jari dengan metacarpal tangan prosthetic. Setiap jari juga

memiliki pegas yang terletak antara komponen penghubung jari dengan

komponen phalanx proximalis dan komponen phalanx proximalis dengan

komponen phalanx media-distalis. Komponen pegas berfungsi untuk

mendorong komponen phalanx proximalis dan komponen phalanx media-

distalis untuk melakukan gerakan flexion-extension ketika kabel ditarik.

Dimensi untuk setiap jari pada tangan prosthetic didesain sama, kecuali

untuk dimensi ibu jari, perbedaan dimensi terletak pada panjang komponen.

Desain ibu jari tangan prosthetic masih pasif dan tidak mampu bertemu

dengan phalanx distalis jari telunjuk. Ibu jari didesain untuk mampu

melakukan gerakan flexion-extension dan abduction-adduction.

Gambar 4.3 Desain jari tangan prosthetic (sistem external stressing cable) Sumber: Agung S, 2009

Bahan utama yang digunakan pada pembuatan tangan prosthetic

adalah plastik industri jenis polyamid atau sering disebut dengan nylon.

Nylon merupakan resin dengan ikatan amida -NH-Co-, dan dari strukturnya

dapat dibagi menjadi [NH-R-NHCO-R’-CO]n dan [NH-R—CO]n. Pemilihan

bahan nylon dikarenakan bahan tersebut ringan, kuat, dan mudah dibentuk.

Nylon dikenal memiliki koefisien gesek yang rendah dan memiliki impact

resistance yang baik.

Berat telapak tangan prosthetic dipengaruhi oleh banyaknya komponen

yang menyusun telapak tangan prosthetic. Total jumlah komponen yang

menyusun telapak tangan prosthetic adalah 87 komponen. Berat total seluruh

komponen adalah 175 gram.

IV-71

Tabel 4.1 Spesifikasi berat komponen telapak tangan prosthetic (sistem external stressing cable)

Bagian Nama Komponen Jumlah

komponen Berat

(gram) Rangka metacarpal 1 27,43

Tuas penarik 1 7,31

Sekrup metacarpal 4 10,84

Poros utama 1 3,22

Pegas 1 1,86

Plat alumunium 1 50,84

Metacarpal

Tali metacarpal 1 0,26

Rangka metacarpal pollicis 1 18,29 Metacarpal pollicis Sekrup metacarpal pollicis 2 2,71

Penghubung jari 5 2,13

Phalanx proximalis 4 4,56

Phalanx proximalis ibu jari 1 1,03

Phalanx media-distalis 4 6,27 Phalanx media-distalis ibu jari

1 1,26

Pegas jari 10 3,20

Besi silinder 10 11,6

Sekrup jari 10 8,5

Cincin 10 12

Tali jari 1 0,21

Jari

Selang kabel 1 0,7

TOTAL : 175 Sumber: Agung S, 2009

2. Desain Telapak Tangan Prosthetic dengan Sistem Internal Stressing Cable

Desain telapak tangan prosthetic (sistem internal stressing cable) yang

digunakan sebagai unit eksperimen dalam penelitian ini terdiri dari dua

jenis, yaitu tangan prosthetic tanpa sistem puli dan tangan prosthetic dengan

IV-72

sistem puli. Pengembangan awal desain telapak tangan prosthetic (sistem

internal stressing cable) tanpa sistem puli dapat dilihat pada gambar 4.4.

Gambar 4.4 Deskripsi pengembangan telapak tangan prosthetic (sistem internal stressing cable) tanpa sistem puli


opening device, dimana kondisi normal tangan prosthetic dalam keadaan

menggenggam. Sistem penarikan yang diterapkan pada telapak tangan

prosthetic menggunakan sistem kabel yang menghubungkan tangan

prosthetic dengan bahu pengguna. Pada saat bahu pengguna menarik kabel

maka sistem kabel pada bagian metacarpal tangan prosthetic menarik jari

tangan prosthetic dan jari membuka.

Bagian metacarpal telapak tangan prosthetic terdiri dari tiga komponen,

yaitu rangka metacarpal, metacarpal policis, dan komponen penghubung jari.

Rangka metacarpal dirancang menjadi dua bagian, masing-masing bagian

tersebut dirangkai menjadi satu sehingga membentuk sudut pemegangan

yang memudahkan pengguna dalam memegang objek. Metacarpal policis

merupakan tempat komponen ibu jari tangan prosthetic. Metacarpal policis

didesain fleksibel sehingga dapat diatur sudut kemiringannya untuk

memudahkan pengguna dalam memegang objek sesuai dengan besarnya

dimensi objek.

IV-73

Gambar 4.5 Desain metacarpal telapak tangan prosthetic (sistem internal stressing cable) tanpa sistem puli

Jari tangan telapak tangan prosthetic terdiri dari tiga link, yaitu

phalanx proximal, phalanx media, dan phalanx distalis. Setiap jari dilengkapi

dengan komponen penghubung jari dan pegas. Komponen penghubung jari

berfungsi untuk menghubungkan antara bagian jari dengan metacarpal pada

telapak tangan prosthetic. Komponen pegas terletak antara komponen

penghubung jari dengan komponen phalanx proximalis, komponen phalanx

proximalis dengan komponen phalanx media, dan komponen phalanx media

dengan phalanx distalis. Fungsi dari komponen pegas adalah untuk

mendorong komponen phalanx proximalis, phalanx media, dan phalanx

distalis untuk melakukan gerakan flexion-extension ketika kabel ditarik.

Dimensi untuk setiap jari pada tangan prosthetic didesain sama, kecuali

untuk dimensi phalanx distalis pada jari tengah dan jari kelingking,

perbedaan dimensi terletak pada panjang komponen.

Gambar 4.6 Desain jari tangan prosthetic (sistem internal stressing cable) tanpa sistem puli

IV-74






Nylon dikenal memiliki koefisien gesek yang rendah dan memiliki impact

resistance yang baik.

Total jumlah komponen yang menyusun telapak tangan prosthetic

adalah 104 komponen. Berat total seluruh komponen adalah 201.6 gram.

Spesifikasi jumlah dan berat masing-masing komponen dapat dilihat pada

tabel di bawah ini.

Tabel 4.2 Spesifikasi berat komponen telapak tangan prosthetic (sistem internal stressing cable tanpa puli)

Bagian Nama Komponen Jumlah komponen

Berat (gram)

Rangka metacarpal 1 110.7 Telapak

Metacarpal policis 1 35 Plalanx proximalis 5 22 Phalanx media 5 22.5

Phalanx distalis ibu jari, telunjuk, dan jari manis

3 13.2

Phalanx distalis jari tengah 1 6.2 Phalanx distalis jari kelingking 1 3.1 Komponen penghubung jari 5 14.5 Pegas joint 15 1.5 Skrup joint 15 22.5

Skrup penghubung metacarpal dan komponen penghubung jari

5 5.5

Skrup penghubung metacarpal policis dan rangka metacarpal

2 2.2

Jari

Kabel jari 5 0.4 TOTAL : 259.3

Sumber: Lab.P3, 2009

Selanjutnya dilakukan pengembangan desain telapak tangan prosthetic

kosmetik (sistem internal stressing cable) oleh Anna Theresia (2009) dengan

penambahan sistem puli pada jari tangan prosthetic. Desain telapak tangan

IV-75

prosthetic kosmetik (sistem internal stressing cable) dapat dilihat pada

gambar 4.7.

Gambar 4.7 Deskripsi pengembangan telapak tangan prosthetic (sistem external stressing cable) dengan sistem puli Sumber: Theresia A, 2009


closing device, sehingga tangan dalam keadaan extension seperti pada kondisi

tangan manusia normal. Sistem penarikan yang diterapkan hampir sama

dengan sistem penarikan pada telapak tangan prosthetic internal stressing

cable yang dibahas sebelumnya. Perbedaannya terletak pada saat bahu

pengguna menarik kabel maka sistem kabel pada metacarpal menarik jari

tangan prosthetic dan jari menutup (memegang objek).

Bagian metacarpal telapak tangan prosthetic terdiri dari beberapa

komponen, yaitu rangka metacarpal, penghubung jari, dan sekrup

penghubung jari. Rangka metacarpal merupakan komponen utama pada

bagian telapak tangan prosthetic. Penghubung jari dirangkai menjadi satu

dengan rangka metacarpal dengan menggunakan sekrup penghubung jari.

Penghubung jari berfungsi untuk menghubungkan antara bagian jari

(phalanx proximalis) dengan metacarpal pada telapak tangan prosthetic.

Bagian metacarpal pollicis dirancang menjadi satu dengan phalanx proximalis

ibu jari. Ibu jari didesain mampu berotasi terbatas sehingga dapat bertemu

dengan jari telunjuk dan jari tengah. Kemiringan sudut pada dorsal (tempat

IV-76

menempelnya phalanx distalis ibu jari pada metacarpal pollicis) disesuaikan

dengan anthropometri tangan responden, yaitu sebesar 150o dalam keadaan

voluntary closing.

(a) (b) (c)

Gambar 4.8 Komponen rangka metacarpal (a), penghubung jari (b), dan metacarpal policis (c) telapak tangan prosthetic Sumber: Theresia A, 2009

Jari tangan telapak tangan prosthetic terdiri dari tiga link, yaitu

phalanx proximal, phalanx media, dan phalanx distalis. Setiap jari tangan

tersusun dari komponen yang sama. Dimensi masing-masing phalanx pada

setiap jari tangan prosthetic didesain berbeda, disesuaikan dengan dimensi

tangan manusia. Komponen lain pada jari tangan prosthetic adalah puli dan

pegas joint. Pada sistem internal stressing cable, kabel ditautkan pada ujung

phalanx distalis, kemudian kabel ditautkan pada puli yang terdapat pada

joint jari dan bagian tengah atas phalanx proximalis dan phalanx media.

Selain sebagai tempat tautan kabel, puli juga berfungsi sebagai rel kabel

sehingga memudahkan saat penarikan kabel. Sedangkan pegas joint

berfungsi membantu memposisikan phalanx saat melakukan pemegangan.

Pegas joint juga mempengaruhi posisi telapak tangan saat dalam kondisi

diam.

IV-77

Gambar 4.9 Desain jari telapak tangan prosthetic Sumber: Theresia A, 2009






Berat telapak tangan prosthetic dipengaruhi oleh banyaknya komponen

yang menyusun telapak tangan prosthetic. Total jumlah komponen yang

menyusun telapak tangan prosthetic adalah 104 komponen. Berat total

seluruh komponen adalah 201.6 gram. Spesifikasi jumlah dan berat masing-

masing komponen dapat dilihat pada tabel di 4.3.

Tabel 4.3 Jumlah dan berat komponen yang digunakan dalam telapak tangan prosthetic

Bagian Nama Komponen Jumlah

komponen Berat

(gram) Rangka metacarpal 1 47.5 Telapak

Sekrup metacarpal 1 2.3 Phalanx proximalis telunjuk, jari manis 2 7.2

Phalanx proximalis jari tengah 1 4.1

Phalanx proximalis kelingking 1 2.6

Phalanx proximalis ibu jari 1 4.0 Phalanx media telunjuk, jari manis, kelingking 3 4.5

Phalanx media jari tengah 1 1.7

Phalanx distalis 5 21.5

Puli 14 32.2

Puli media 5 8.5

Jari

Lempeng puli 24 14.4

IV-78

Skrup joint 14 29.4

Skrup puli 5 6.0 Skrup penghubung metacarpal 2 13.4

Pegas joint 14 1.4

Kabel jari 5 0.4

Pengait kabel 5 0.5

TOTAL : 201.6 Sumber: Theresia A, 2009


Teknik desain eksperimen yang dipilih yaitu Factorial Experiment

Completely Randomized Design. Desain ini digunakan karena eksperimen ini

terdiri dari tiga faktor, yaitu faktor desain tangan prothestic, faktor arah

sumbu gerakan tangan prosthetic, dan faktor model gerakan dasar tangan

manusia. Urutan eksperimen ditentukan secara random (complete

randomization) seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1. Misal eksperimen

ke-1 dilakukan pada kondisi desain tangan prosthtetic ke-2, arah sumbu

gerakan sagital plane, dan model gerakan hook, sedangkan eksperimen

terakhir (ke-36) dilakukan pada kondisi desain tangan prosthetic ke-1, arah

sumbu gerakan sagital plane, dan model gerakan palmar. Eksperimen

dilakukan untuk pengujian terhadap gaya tarik dinamis jari tangan

prosthetic.

4.1.8 Persiapan Alat dan Unit Ekperimen

Alat yang digunakan pada saat pengukuran gaya tarik dinamis dan

gaya tarik statis jari tangan prosthetic, yaitu:

g. Force gauge, digunakan untuk mengetahui besarnya gaya tarikan yang

diperlukan untuk membuka jari-jari pada telapak tangan prosthetic.

h. Timbangan digital, digunakan untuk mengukur berat tiap komponen

telapak tangan prosthetic.

i. Jangka sorong, digunakan untuk mengukur dimensi tiap komponen

telapak tangan prosthetic.

j. Penggaris, digunakan untuk mengukur dimensi tiap komponen telapak

tangan prosthetic

IV-79

k. Lembar pengamatan, digunakan untuk mencatat semua data hasil

pengukuran yang dilakukan dalam eksperimen.

l. Alat bantu pegas, digunakan sebagai alat bantu untuk mengukur

besarnya gaya tarik statis jari tangan prosthetic.

Eksperimen dilakukan terhadap tiga jenis tangan prosthetic, yaitu

tangan prosthetic sistem external stressing cable, tangan prosthetic sistem

internal stressing cable tanpa sistem puli, dan tangan prosthetic sistem

internal stressing cable dengan sistem puli. Sebelum eksperimen dilakukan,

perlu dilakukan pengkondisian tangan prosthetic agar dapat

diperbandingkan. Beberapa persiapan yang dilakukan, adalah:

4. Ketiga jenis tangan prosthetic dikondisikan menjadi sistem voluntary

closing agar memudahkan dalam pengukuran gaya tarik dinamis jari

tangan prosthetic, seperti yang ditunjukkan dalam gambar 3.2.

5. Kabel yang digunakan dalam ketiga jenis tangan prosthetic adalah kabel

nilon dengan diameter 0,23 mm.

6. Komponen pegas jari ketiga jenis tangan prosthetic terbuat dari bahan

kawat besi baja dengan ukuran diameter 0,7 cm.

7. Pengujian dilakukan pada dua posisi, yakni posisi arah longitudinal axis

(hi gravity effect-low friction) dan posisi arah sagital plane (hi friction-low

gravity effect).

4.1.9 Pengukuran Aktual Gaya Tarik Statis Jari Tangan Prosthetic

Pengukuran gaya tarik statis jari bertujuan untuk mengetahui

kekuatan jari tangan prosthetic dalam memegang objek benda. Alat ukur

yang digunakan adalah force gauge dengan alat bantu pegas. Prosedur

pengukuran yang dilakukan adalah dengan menghitung besarnya gaya tekan

dari alat bantu pegas. Kemudian dilakukan pengukuran gaya tarik yang

dibutuhkan jari tangan prosthetic dalam menekan alat bantu pegas. Nilai

gaya tekan dan gaya tarik yang dihasilkan, dibandingkan satu sama lain,

dimana besarnya gaya tarik dari tangan prosthetic diharapkan mendekati

besarnya gaya tekan dari alat bantu pegas. Berikut adalah langkah-langkah

dalam pengukuran gaya tarik statis jari, yaitu:

IV-80

1. Menghitung nilai konstanta pegas dari alat bantu pegas.

Gambar 4.10 Alat bantu pegas Sumber: Lab. P3, 2009

Pengukuran konstanta pegas dilakukan dengan menggunakan alat ukur

force gauge untuk mengetahui gaya yang dihasilkan sistem alat bantu

pegas ketika ditarik dengan alat force gauge. Gaya tarik yang

ditunjukkan alat ukur force gauge merepresentasikan besarnya gaya

tekan pegas. Pengukuran gaya tersebut dilakukan dengan replikasi tiga

kali. Hasil pengukuran gaya tarik pada alat bantu pegas dapat dilihat

pada tabel 4.4.

Tabel 4.4 Gaya tarik pada alat bantu pegas

Δ x (mm) F (Newton) F rata-rata (N)

0.91 0.87 1.6 0.95

0.91

1.63 1.59 2.6 1.72

1.65

2.24 2.33 3.6 2.39

2.32

2.98 2.93 4.6 3.01

2.97

3.72 3.67 5.6 3.63

3.67

Data nilai gaya tarik kemudian diplotkan sesuai dengan Δ x, seperti yang

ditunjukkan dalam gambar 4.11.

IV-81

Gambar 4.11 Plot nilai gaya tarik pegas pada alat bantu pegas

Grafik gaya tarik menunjukkan trend linier dengan persamaan y = 0,646

x. Dimana y menunjukkan besarnya gaya tarik, sedangkan x adalah

perubahan defleksi pegas. Dari persamaan tersebut diperoleh nilai

konstanta pegas (k) adalah 0,646.

2. Menghitung gaya tekan pada sistem alat bantu pegas sesuai dengan Δ x yang

diberikan. Perhitungan gaya tersebut dilakukan dengan menggunakan rumus:

Ftekan = k . Δ x

dengan k adalah konstanta pegas dan Δ x adalah perubahan defleksi

pegas. Data hasil perhitungan gaya pada sistem alat bantu pegas

ditunjukkan pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Gaya tekan pada alat bantu pegas / Ftekan (N)

k (N/mm)

Δ x (mm)

Ftekan

(N)

0.646 1.6 1.03 0.646 2.6 1.68 0.646 3.6 2.33 0.646 4.6 2.97 0.646 5.6 3.62

3. Melakukan pengukuran aktual gaya tarik statis yang dibutuhakan pada jari

tangan prosthetic ketika menekan alat bantu pegas. Pengukuran dilakukan

untuk semua jenis desain tangan prosthetic pada dua posisi, yaitu posisi arah

longitudinal axis dan posisi arah sagital plane.

IV-82

i. (b)

Gambar 4.12 Pengukuran aktual gaya tarik statis tangan prosthetic pada arah longitudinal axis (a) dan sagital plane (b)

Pengukuran gaya tarik statis dilakukan dengan Δ x yang berbeda. Data

hasil pengukuran gaya tarik pada masing-masing tangan prosthetic

ditunjukkan dalam tabel 4.6.

Tabel 4.6 Gaya tarik statis/ Ftarik statis (N)

1.6 2.6 3.6 4.6 5.6Longitudinal axis 4.13 [1.03] 5.44 [1.68] 6.72 [2.33] 7.32 [2.97] 10.46 [3.62]Sagital plane 6.76 [1.03] 7.71 [1.68] 9.23 [2.33] 11.41 [2.97] 13.15 [3.62]Longitudinal axis 8.68 [1.03] 10.67 [1.68] 11.05 [2.33] 12.77 [2.97] 16.47 [3.62]Sagital plane 6.68 [1.03] 10.05 [1.68] 12.2 [2.33] 17.37 [2.97] 20.24 [3.62]Longitudinal axis 5.92 [1.03] 9.42 [1.68] 11.58 [2.33] 14.15 [2.97] 15.76 [3.62]Sagital plane 4.32 [1.03] 9.29 [1.68] 11.66 [2.33] 14.74 [2.97] 16.33 [3.62]

Tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli

Desain tangan prosthetic Arah tangan prostheticΔ x (mm) [Ftekan (N)]

Tangan prosthetic sistem eksternal stressing cableTangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli

Gaya tarik statis menunjukkan besarnya gaya yang dibutuhkan untuk

menekan alat bantu pegas. Sebagai contoh, gaya tarik statis yang

dibutuhkan pada tangan prosthetic sistem external stressing cable pada

arah longitudinal axis untuk mencapai gaya tekan 1,03 Newton pada Δ x

= 1,6 mm adalah sebesar 4,13 Newton. Idealnya gaya tarik statis harus

mendekati besarnya gaya tekan pada alat bantu pegas karena semakin

kecil gaya tarik statis maka semakin tangan prosthetic semakin mudah

dioperasikan. Berdasarkan tabel 4.6, rata-rata nilai gaya tarik statis

tangan prosthetic sistem external stressing cable lebih baik dari pada rata-

rata gaya tarik dari dua desain tangan prosthetic lainnya.

4. Menghitung efisiensi gaya tarik yang terjadi pada jari tangan prosthetic

dengan cara membagi Ftekan dan Ftarik statis.

IV-83

Tabel 4.7 Efisiensi gaya tarik statis pada masing-masing tangan prosthetic (Newton)

1.6 2.6 3.6 4.6 5.6Longitudinal axis 0.25 0.31 0.35 0.41 0.35Sagital plane 0.15 0.22 0.25 0.26 0.28Longitudinal axis 0.12 0.16 0.21 0.23 0.22Sagital plane 0.15 0.17 0.19 0.17 0.18Longitudinal axis 0.17 0.18 0.20 0.21 0.23Sagital plane 0.24 0.18 0.20 0.20 0.22


Desain tangan prosthetic Arah tangan prosthetic Δ x (mm)

Tangan prosthetic sistem eksternal stressing cableTangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli

Contoh perhitungan efisiensi gaya tarik statis untuk tangan prosthetic

sistem external stressing cable pada arah longitudinal axis dengan Δ x =

1,6 mm, adalah:

Ftekan = 1,03 Newton

Ftarik statis = 4,13 Newton

Efisiensi gaya tarik statis = Ftekan / Ftarik statis = 1,03 / 4,13 = 0,25

Dari perhitungan efisiensi gaya tarik statis di atas, diketahui bahwa

desain tangan prosthetic sistem external stressing cable tanpa puli

memiliki rata-rata gaya tarik statis yang lebih efisien daripada desain

tangan prosthetic lainnya.

4.1.10 Pengukuran Aktual Gaya Tarik Dinamis Jari Tangan Prosthetic

Gaya tarik dinamis pada tangan prosthetic diukur pada saat jari tangan

prosthetic melakukan enam model gerakan pemegangan. Gaya tarik tersebut

diukur sampai sesaat sebelum jari tangan prosthetic menyentuh objek benda

yang dipegang (gaya dinamis). Pengujian dilakukan pada dua posisi arah

arah tangan prosthetic (longitudinal axis dan sagital plane) dengan replikasi

sejumlah lima kali. Alat ukur yang digunakan dalam pengukuran gaya tarik

dinamis adalah force gauge. Pengujian dilakukan dengan enam objek benda

yang berbeda disesuaikan dengan jenis gerakan pemegangan, seperti dalam

tabel 4.8.

Tabel 4.8 Objek benda eksperimen

Dimensi benda (mm) Model Gerakan Objek benda

Panjang Lebar Tinggi Diameter

IV-84

Cylindrical Botol minuman - - - 60.6

Spherical Bola - - 150.06 64.86

Hook Tas - 18.79 6.33 -

Tip Mur - - - 16.69

Lateral Kartu ATM 85.46 53.62 0.88 -

Palmar Pensil - - 130.85 7.09

1. Pengukuran gaya tarik dinamis pada arah longitudinal axis

Pengukuran gaya tarik dinamis dilakukan dengan menggunakan alat

force gauge. Tangan prosthetic diletakkan dalam meja bantu yang

dirancang, kemudian sistem kabel dari tangan prosthetic ditarik dengan

force gauge untuk mengetahui besarnya gaya yang dihasilkan tangan

prosthetic ketika melakukan enam model gerakan tangan. Pengukuran

gaya tarik dinamis pada arah longitudinal axis tangan prosthetic, dapat

dilihat pada gambar 4.13.

(a) (b) (c)

(d) (e) (f) Gambar 4.13 Pengujian model gerakan cylindrical (a), spherical (b),

hook (c), tip (d), lateral (e), dan palmar (e) telapak tangan prosthetic pada arah longitudinal axis Sumber: Lab. P3, 2009

Data hasil pengukuran gaya tarik dinamis pada tangan prosthetic dengan

replikasi sejumlah lima kali, dilihat pada tabel 4.9.

IV-85

Tabel 4.9 Gaya tarikan kabel telapak tangan prosthetic pada arah longitudinal axis

Dimensi benda (mm) Gaya Tarik (N)

Model Gerakan

(longitudinal axis)

p l t Ø

Tangan prosthetic

sistem external stressing

cable

Tangan prosthetic

sistem internal stressing

cable tanpa puli

Tangan prosthetic


cable dengan puli

24.87 23.45 23.87 23.33 23.37 24.35 23.39 25.03 23.23 25.22 25.7 25.13

Cylindrical - - - 60.6

24.9 24.99 24.18

Tabel 4.9 Gaya tarikan kabel telapak tangan prosthetic pada arah longitudinal axis (lanjutan)


Model Gerakan

(longitudinal axis)

p l t Ø

Tangan prosthetic


cable

Tangan prosthetic


cable tanpa puli

Tangan prosthetic


cable dengan

puli 34.67 34.16 18.71 34.34 35.51 17.99 34.78 35.7 16.31 35.22 34.68 17.21

Spherical - - 150.06 64.86

35.36 35.82 17.85 26.21 27.43 29.43

25 26.74 29.61 27.13 27.37 30.12 30.26 28.38 29.84

Hook - 18.79 6.33 -

27.75 26.64 28.27 47.22 39.45 20.13 47.7 37.99 20.63 44.76 39.49 21.17 47.36 36.8 22.51

Tip - - - 16.69

47.1 38.57 20.71

IV-86

37.15 46.17 21.56 35.71 47.66 22.6 36.9 43.79 20.15 34.02 47.38 21.95

Lateral 85.46 53.62 0.88 -

37.75 47.74 22.34 36.67 40.25 20 35.66 41.49 19.47 34.54 38.82 20.76 34.67 41.72 20.3

Palmar - - 130.85 7.09

36.85 40.35 18.55

2. Pengukuran gaya tarik dinamis pada arah sagital plane

Pengukuran gaya tarik dinamis pada arah sagital plane tangan

prosthetic, dapat dilihat pada gambar 4.14.

(a) (b) (c)

(d) (e) (f) Gambar 4.14 Pengujian model gerakan cylindrical (a), spherical (b),

hook (c), tip (d), lateral (e), dan palmar (e) telapak tangan prosthetic pada arah sagital plane Sumber: Lab. P3, 2009

Data hasil pengukuran gaya tarik dinamis pada tangan prosthetic dapat

dilihat pada tabel 4.10.

Tabel 4.10 Gaya tarikan kabel telapak tangan prosthetic pada arah sagital plane

IV-87


Model Gerakan (sagital plane)

p l t Ø

Tangan prosthetic


cable

Tangan prosthetic


cable tanpa puli

Tangan prosthetic


cable dengan puli

24.06 35.33 21.84 24.41 34.94 23.71 26.4 33.21 20.37 26.41 33.89 21.47

Cylindrical - - - 60.6

25.46 36.05 20.99

Tabel 4.10 Gaya tarikan kabel telapak tangan prosthetic pada arah sagital plane (lanjutan)


Model Gerakan (sagital plane)

p l t Ø

Tangan prosthetic


cable

Tangan prosthetic


cable tanpa puli

Tangan prosthetic


cable dengan puli

28.71 26.68 26.18 30.28 23.76 22.45 32.31 23.38 25.72 30.84 26.83 23.14

Spherical - - 150.06 64.86

29.43 24.48 22.63 32.77 27.71 27.88 35.41 28.89 26.34 35.89 27.29 28.5 32.64 28.51 29.83

Hook - 18.79 6.33 -

32.75 28.83 25.36 37.21 38.84 27.04 37.31 37.86 25.88 36.46 39.77 28.18 36.5 39.46 27.13

Tip - - - 16.69

35.69 38.58 25.52 37.9 43.34 28.03 Lateral 85.46 53.62 0.88 -

36.79 42.56 28.7

IV-88

39.28 40.82 27.93 39.82 41.61 27.81 37.42 44.25 27.07 38.01 43.88 28.31 36.61 44.77 29.36

39 43.96 30.56 38.06 43.25 28.66

Palmar - - 130.85 7.09

37.24 44.49 28.05

Rekapitulasi data pengukuran gaya tarik dinamis pada arah longitudinal

axis dan sagital plane ditunjukkan dalam tabel 4.11.

Tabel 4.11 Rekapitulasi data pengukuran gaya tarik dinamis pada tangan prosthetic

IV-89

4.4 PENGOLAHAN DATA

IV-90

Pada tahap pengolahan data dilakukan uji asumsi dasar, uji Anova,

dan uji setelah Anova untuk mengetahui tingkat signifikansi variabel respon.

Setelah itu dilakukan pemilihan desain tangan prosthetic berdasarkan nilai

gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari tangan prosthetic.

4.2.5 Uji Asumsi Dasar

Uji asumsi dasar merupakan langkah awal dalam pengolahan data,

yang meliputi uji normalitas, uji homogenitas, dan uji independensi. Apabila

seluruh hasil pengujian asumsi dasar tidak terpenuhi, maka data hasil

eksperimen harus ditransformasi ke bentuk lain sehingga data hasil

transformasi memenuhi asumsi dasar. Beberapa metode transformasi data

adalah dengan cara dikuadratkan, di-akar-kan, di-log-kan, dan lainnya.

Proses pengujian asumsi dasar dilakukan terhadap data hasil pengukuran

gaya tarik dinamis pada masing-masing perlakuan.

1. Uji Normalitas

Uji normalitas dilakukan terhadap data observasi di tiap perlakuan

dengan tujuan untuk mengetahui apakah data observasi dari lima kali

pengambilan (replikasi), berdistrbusi normal. Jumlah perlakuan yang

terdapat pada eksperimen adalah 36 perlakuan. Cara perhitungan uji

normalitas sampel data observasi dilakukan dengan metode Lilliefors.

Berikut ini adalah contoh perhitungan uji normalitas pada perlakuan

A1B1C1.

Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors, sebagai berikut :

· Urutkan data observasi dari yang terkecil sampai terbesar sebagaimana

pada kolom x tabel 4.12.

· Hitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi (s) data tersebut.

IV-91

= 0,907

Tabel 4.12 Perhitungan uji normalitas untuk perlakuan A1B1C1

No. x z P(z) P(x) |P(z)-P(x)| |P(x-1)-P(z)| 1 23.33 -1.116 0.132 0.2 0.068 0.132 2 23.39 -1.049 0.147 0.4 0.253 0.053 3 24.87 0.582 0.720 0.6 0.120 0.320 4 24.90 0.615 0.731 0.8 0.069 0.131 5 25.22 0.968 0.833 1.0 0.167 0.033

· Transformasikan data (x) tersebut menjadi nilai baku (z).

sxxz ii )/( -=

dimana; xi = nilai pengamatan ke-i

x = rata-rata

s = standar deviasi

misal :

z1 = (23,23 -24,34)/ (0,907) = -1,116

dengan cara yang sama diperoleh seluruh nilai baku sebagaimana pada

kolom z Tabel 4.12 di atas.

· Dari nilai baku (z), tentukan nilai probabilitasnya P(z) berdasarkan

sebaran normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel

standar luas wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms.

Excel dengan function NORMSDIST.

· Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan cara, yaitu:

P(xi) = i/n

misal :

P(x1) = 1/ 5 = 0,2

Dengan cara yang sama akan diperoleh seluruh nilai P(x) sebagaimana

pada kolom P(x) tabel 4.12 di atas.

IV-92

· Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(z) dan P(x), yaitu

Maks |P(z) – P(x)|, sebagai nilai Lhitung

Maks |P(z) – P(x)| = 0,253

· Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P(z), yaitu

Maks |P(xi-1) – P(z)| = 0,320

Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah ke-5 sampel data

observasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan, adalah:

H0 : Ke-5 sampel data observasi berasal dari populasi yang

berdistribusi normal

H1 : Ke-5 sampel data observasi berasal dari populasi yang tidak

berdistribusi normal

Taraf nyata yang dipilih a = 0,01, dengan wilayah kritik Lhitung > La(n).

Nilai Ltabel dari distribusi L yaitu La(n) = L0.01(5)= 0,405.

Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai Lhitung (0,253) <

Ltabel (0,405), maka terima H0 dan simpulkan bahwa ke-5 sampel data

observasi dari gaya tarik dinamis perlakuan A1B1C1 berasal dari populasi

yang berdistribusi normal.

Bentuk sebaran normal pada perlakuan diperkuat oleh normal

probability plot (P-P) dan histogram yang ditunjukkan dalam gambar 4.15

(a) (b)

Gambar 4.15 Normal probability plot (a) dan histogram data observasi pada perlakuan A1B1C1

IV-93

Contoh perhitungan uji normalitas pada perlakuan A1B1C1 cukup

memberikan gambaran mengenai cara melakukan uji normalitas dengan uji

Lilliefors. Selanjutnya rekapitulasi hasil uji normalitas pada 36 perlakuan

dapat dilihat pada tabel 4.13.

Tabel 4.13 Rekapitulasi hasil uji normalitas dengan uji Lilliefors

Perlakuan L hitung L tabel H0 Kesimpulan A1B1C1 0.253 0.405 terima normal A1B1C2 0.189 0.405 terima normal A1B1C3 0.204 0.405 terima normal A1B1C4 0.230 0.405 terima normal A1B1C5 0.164 0.405 terima normal A1B1C6 0.225 0.405 terima normal A1B2C1 0.204 0.405 terima normal A1B2C2 0.152 0.405 terima normal A1B2C3 0.356 0.405 terima normal A1B2C4 0.181 0.405 terima normal A1B2C5 0.206 0.405 terima normal A1B2C6 0.180 0.405 terima normal A2B1C1 0.245 0.405 terima normal A2B1C2 0.185 0.405 terima normal A2B1C3 0.233 0.405 terima normal A2B1C4 0.179 0.405 terima normal A2B1C5 0.237 0.405 terima normal A2B1C6 0.160 0.405 terima normal A2B2C1 0.158 0.405 terima normal A2B2C2 0.231 0.405 terima normal A2B2C3 0.183 0.405 terima normal A2B2C4 0.133 0.405 terima normal A2B2C5 0.148 0.405 terima normal A2B2C6 0.174 0.405 terima normal A3B1C1 0.188 0.405 terima normal A3B1C2 0.139 0.405 terima normal A3B1C3 0.174 0.405 terima normal A3B1C4 0.239 0.405 terima normal A3B1C5 0.180 0.405 terima normal A3B1C6 0.133 0.405 terima normal A3B2C1 0.248 0.405 terima normal A3B2C2 0.290 0.405 terima normal A3B2C3 0.159 0.405 terima normal A3B2C4 0.193 0.405 terima normal A3B2C5 0.217 0.405 terima normal A3B2C6 0.228 0.405 terima normal

2. Uji Homogenitas

IV-94

Pengujian homogenitas dilakukan dengan metode levene test, yakni

menguji kesamaan ragam data observasi antar level faktornya. Uji

homogenitas dilakukan terhadap data yang dikelompokkan berdasarkan

faktor model gerakan dasar tangan manusia, faktor arah sumbu gerakan

tangan prosthetic, dan desain tangan prosthetic.

a. Uji homogenitas antar level model gerakan dasar tangan manusia

Hipotesis yang diajukan, adalah:

H0 : s12 = s2

2 = s32 = s4

2 = s52 = s6

2

H1 : Data antar level model gerakan manusia memiliki ragam yang tidak

sama

Taraf nyata a = 0.01 dan wilayah kritik F > F0.01 (5 ; 180)

Prosedur pengujian adalah dengan mengelompokkan data berdasarkan

model gerakan dasar tangan manusia sebagaimana tabel 4.14, kemudian

dicari rata-rata tiap level model gerakan tangan manusia dan dihitung

selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya sebagaimana

diperoleh tabel 4.15.

Tabel 4.14 Nilai gaya tarik dinamis dikelompokkan berdasarkan model gerakan dasar tangan manusia

Model gerakan dasar tangan manusia Desain tangan prosthetic Cylindrical Spherical Hook Tip Lateral Palmar

24.87 34.67 26.21 47.22 37.15 36.67 23.33 34.34 25.00 47.70 35.71 35.66 23.39 34.78 27.13 44.76 36.90 34.54 25.22 35.22 30.26 47.36 34.02 34.67 24.90 35.36 27.75 47.10 37.75 36.85 24.06 28.71 32.77 37.21 37.90 38.01 24.41 30.28 35.41 37.31 36.79 36.61 26.40 32.31 35.89 36.46 39.28 39.00 26.41 30.84 32.64 36.50 39.82 38.06

D1

25.46 29.43 32.75 35.69 37.42 37.24 23.45 34.16 27.43 39.45 46.17 40.25 23.37 35.51 26.74 37.99 47.66 41.49 25.03 35.70 27.37 39.49 43.79 38.82 25.70 34.68 28.38 36.80 47.38 41.72 24.99 35.82 26.64 38.57 47.74 40.35 35.33 26.68 27.71 38.84 43.34 43.88 34.94 23.76 28.89 37.86 42.56 44.77 33.21 23.38 27.29 39.77 40.82 43.96 33.89 26.83 28.51 39.46 41.61 43.25

D2

36.05 24.48 28.83 38.58 44.25 44.49

IV-95

23.87 18.71 29.43 20.13 21.56 20.00 24.35 17.99 29.61 20.63 22.60 19.47 23.23 16.31 30.12 21.17 20.15 20.76 25.13 17.21 29.84 22.51 21.95 20.30 24.18 17.85 28.27 20.71 22.34 18.55 21.84 26.18 27.88 27.04 28.03 28.31 23.71 22.45 26.34 25.88 28.70 29.36 20.37 25.72 28.50 28.18 27.93 30.56 21.47 23.14 29.83 27.13 27.81 28.66

D3

20.99 22.63 25.36 25.52 27.07 28.05 rata-rata 25.785 27.838 28.959 34.767 35.540 34.477

Tabel 4.15 Selisih absolut data gaya tarik dinamis dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan model gerakan dasar tangan manusia

Model gerakan dasar tangan manusia Desain tangan prosthetic Cylindrical Spherical Hook Tip Lateral Palmar

0.915 6.832 2.749 12.453 1.610 2.193

2.455 6.502 3.959 12.933 0.170 1.183

2.395 6.942 1.829 9.993 1.360 0.063

0.565 7.382 1.301 12.593 1.520 0.193

0.885 7.522 1.209 12.333 2.210 2.373

1.725 0.872 3.811 2.443 2.360 3.533

1.375 2.442 6.451 2.543 1.250 2.133

0.615 4.472 6.931 1.693 3.740 4.523

0.625 3.002 3.681 1.733 4.280 3.583

D1

0.325 1.592 3.791 0.923 1.880 2.763

2.335 6.322 1.529 4.683 10.630 5.773

2.415 7.672 2.219 3.223 12.120 7.013

0.755 7.862 1.589 4.723 8.250 4.343

0.085 6.842 0.579 2.033 11.840 7.243

0.795 7.982 2.319 3.803 12.200 5.873

9.545 1.158 1.249 4.073 7.800 9.403

9.155 4.078 0.069 3.093 7.020 10.293

7.425 4.458 1.669 5.003 5.280 9.483

8.105 1.008 0.449 4.693 6.070 8.773

D2

10.265 3.358 0.129 3.813 8.710 10.013

1.915 9.128 0.471 14.637 13.980 14.477

1.435 9.848 0.651 14.137 12.940 15.007

2.555 11.528 1.161 13.597 15.390 13.717

0.655 10.628 0.881 12.257 13.590 14.177

1.605 9.988 0.689 14.057 13.200 15.927

3.945 1.658 1.079 7.727 7.510 6.167

2.075 5.388 2.619 8.887 6.840 5.117

D3

5.415 2.118 0.459 6.587 7.610 3.917

IV-96

4.315 4.698 0.871 7.637 7.730 5.817

4.795 5.208 3.599 9.247 8.470 6.427

jumlah 91.470 168.490 59.995 217.547 217.560 201.500

Selanjutnya dihitung nilai-nilai berikut :

· Faktor koreksi (FK) = (91,470 + 168,490 + ... + 201,500)2/180

= 5083,387

· JK-model gerakan = (91,470 2 + 168,490 2 + ... + 201,5002)/30 – FK

= 770,485

· JK-Total (JKT) = (24.872 + … + 28,052) – FK

= 3193,271

· JK-Error (JKE) = JKT – JK(model gerakan)

= 2422,785

Tabel 4.16 Hasil uji homogenitas data gaya tarik dinamis, dikelompokkan berdasarkan model gerakan dasar tangan manusia

Berdasarkan Tabel 4.16, nilai Fhitung sebesar 11,067 lebih besar Ftabel

(3.121), sehingga tolak H0 dan simpulkan bahwa data gaya tarik dinamis

antar level model gerakan dasar tangan manusia memiliki ragam yang

tidak sama (tidak homogen).

b. Uji homogenitas antar level arah sumbu gerakan tangan prosthetic,


H0 : s12 = s2

2

H1 : Data antar level arah sumbu gerakan tangan prosthetic memiliki

ragam yang tidak sama


Prosedur perhitungan uji homogenitas antar level arah sumbu gerakan

tangan prosthetic, sama dengan pembahasan sebelumnya. Tabel 4.17

merupakan hasil perhitungan uji homogenitas antar level arah sumbu

gerakan tangan prosthetic.

IV-97

Tabel 4.17 Hasil uji homogenitas data gaya tarik dinamis, dikelompokkan berdasarkan arah sumbu gerakan tangan prosthetic

Berdasarkan Tabel 4.17, nilai Fhitung sebesar 11,359 lebih besar dari Ftabel


antar level model arah sumbu gerakan tangan prosthetic memiliki ragam

yang tidak sama (tidak homogen).

c. Uji homogenitas antar level desain tangan prosthetic


H0 : s12 = s2

2

H1 : Data antar level desain tangan prosthetic memiliki ragam yang tidak

sama


Prosedur perhitungan uji homogenitas antar level desain tangan

prosthetic, sama dengan pembahasan sebelumnya. Tabel 4.18 merupakan

hasil perhitungan uji homogenitas antar level desain tangan prosthetic.

Tabel 4.18 Hasil uji homogenitas data gaya tarik dinamis, dikelompokkan berdasarkan desain tangan prosthetic

Berdasarkan Tabel 4.18, nilai Fhitung sebesar 12,541 lebih besar dari Ftabel


antar level desain tangan prosthetic memiliki ragam yang tidak sama

(tidak homogen).

3. Uji Independensi

Pengujian independensi dilakukan dengan membuat plot residual data

untuk setiap perlakuan berdasarkan urutan pengambilan data pada

eksperimen. Nilai residual tersebut merupakan selisih data observasi dengan

IV-98

rata-rata tiap perlakuan. Hasil perhitungan nilai residual untuk tiap

perlakuan dapat dilihat pada tabel 4.19.

Tabel 4.19 Residual data gaya tarik dinamis

No Perlakuan Gaya Tarik Dinamis (N) Rerata Residual

1 A1B1C1 24.87 23.33 23.39 25.22 24.90 24.34 0.53 -1.01 -0.95 0.88 0.56

2 A1B1C2 34.67 34.34 34.78 35.22 35.36 34.87 -0.20 -0.53 -0.09 0.35 0.49

3 A1B1C3 26.21 25.00 27.13 30.26 27.75 27.27 -1.06 -2.27 -0.14 2.99 0.48

4 A1B1C4 47.22 47.70 44.76 47.36 47.10 46.83 0.39 0.87 -2.07 0.53 0.27

5 A1B1C5 37.15 35.71 36.90 34.02 37.75 36.31 0.84 -0.60 0.59 -2.29 1.44

6 A1B1C6 36.67 35.66 34.54 34.67 36.85 35.68 0.99 -0.02 -1.14 -1.01 1.17

7 A1B2C1 24.06 24.41 26.40 26.41 25.46 25.35 -1.29 -0.94 1.05 1.06 0.11

8 A1B2C2 28.71 30.28 32.31 30.84 29.43 30.31 -1.60 -0.03 2.00 0.53 -0.88

9 A1B2C3 32.77 35.41 35.89 32.64 32.75 33.89 -1.12 1.52 2.00 -1.25 -1.14

10 A1B2C4 37.21 37.31 36.46 36.50 35.69 36.63 0.58 0.68 -0.17 -0.13 -0.94

11 A1B2C5 37.90 36.79 39.28 39.82 37.42 38.24 -0.34 -1.45 1.04 1.58 -0.82

12 A1B2C6 38.01 36.61 39.00 38.06 37.24 37.78 0.23 -1.17 1.22 0.28 -0.54

13 A2B1C1 23.45 23.37 25.03 25.70 24.99 24.51 -1.06 -1.14 0.52 1.19 0.48

14 A2B1C2 34.16 35.51 35.70 34.68 35.82 35.17 -1.01 0.34 0.53 -0.49 0.65

15 A2B1C3 27.43 26.74 27.37 28.38 26.64 27.31 0.12 -0.57 0.06 1.07 -0.67

16 A2B1C4 39.45 37.99 39.49 36.80 38.57 38.46 0.99 -0.47 1.03 -1.66 0.11

17 A2B1C5 46.17 47.66 43.79 47.38 47.74 46.55 -0.38 1.11 -2.76 0.83 1.19

18 A2B1C6 40.25 41.49 38.82 41.72 40.35 40.53 -0.28 0.96 -1.71 1.19 -0.18

19 A2B2C1 35.33 34.94 33.21 33.89 36.05 34.68 0.65 0.26 -1.47 -0.79 1.37

20 A2B2C2 26.68 23.76 23.38 26.83 24.48 25.03 1.65 -1.27 -1.65 1.80 -0.55

21 A2B2C3 27.71 28.89 27.29 28.51 28.83 28.25 -0.54 0.64 -0.96 0.26 0.58

22 A2B2C4 38.84 37.86 39.77 39.46 38.58 38.90 -0.06 -1.04 0.87 0.56 -0.32

23 A2B2C5 43.34 42.56 40.82 41.61 44.25 42.52 0.82 0.04 -1.70 -0.91 1.73

24 A2B2C6 43.88 44.77 43.96 43.25 44.49 44.07 -0.19 0.70 -0.11 -0.82 0.42

25 A3B1C1 23.87 24.35 23.23 25.13 24.18 24.15 -0.28 0.20 -0.92 0.98 0.03

26 A3B1C2 18.71 17.99 16.31 17.21 17.85 17.61 1.10 0.38 -1.30 -0.40 0.24

27 A3B1C3 29.43 29.61 30.12 29.84 28.27 29.45 -0.02 0.16 0.67 0.39 -1.18

IV-99

28 A3B1C4 20.13 20.63 21.17 22.51 20.71 21.03 -0.90 -0.40 0.14 1.48 -0.32

29 A3B1C5 21.56 22.60 20.15 21.95 22.34 21.72 -0.16 0.88 -1.57 0.23 0.62

30 A3B1C6 20.00 19.47 20.76 20.30 18.55 19.82 0.18 -0.35 0.94 0.48 -1.27

31 A3B2C1 21.84 23.71 20.37 21.47 20.99 21.68 0.16 2.03 -1.31 -0.21 -0.69

32 A3B2C2 26.18 22.45 25.72 23.14 22.63 24.02 2.16 -1.57 1.70 -0.88 -1.39

33 A3B2C3 27.88 26.34 28.50 29.83 25.36 27.58 0.30 -1.24 0.92 2.25 -2.22

34 A3B2C4 27.04 25.88 28.18 27.13 25.52 26.75 0.29 -0.87 1.43 0.38 -1.23

35 A3B2C5 28.03 28.70 27.93 27.81 27.07 27.91 0.12 0.79 0.02 -0.10 -0.84

36 A3B2C6 28.31 29.36 30.56 28.66 28.05 28.99 -0.68 0.37 1.57 -0.33 -0.94

Data residual kemudian diplotkan berdasarkan urutan pengambilan

data eksperimen seperti gambar 4.20.

Gambar 4.16 Plot residual data gaya tarik dinamis

Berdasarkan Gambar 4.16 terlihat bahwa nilai residual tersebar di

sekitar garis nol dan tidak membentuk pola khusus, sehingga dapat

disimpulkan bahwa data hasil eksperimen memenuhi syarat independensi.

Hasil uji asumsi yang dibahas di atas, diketahui bahwa data observasi

yang dilakukan memenuhi asumsi normalitas dan independensi.

Ketidakhomogenitasan data observasi tidak menimbulkan resiko yang

serius, karena jumlah kasus pada setiap samplenya adalah sama. Oleh

karena itu, data observasi tersebut dapat digunakan untuk pengolahan

analisis variansi (Anova).

4.2.6 Uji Anova

Pengujian analisis variansi (Anova) dilakukan terhadap nilai gaya tarik

dinamis untuk mengetahui apakah faktor-faktor yang diteliti berpengaruh

IV-100

signifikan terhadap variabel respon tersebut. Hipotesis umum yang diajukan

adalah ada perbedaan yang signifikan antar faktor maupun level dalam

setiap faktor yang diteliti. Hipotesis umum ini disebut sebagai hipotesis satu

(H1).

Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi, adalah:

H01 : = 0

Perbedaan desain tangan prosthetic tidak menimbulkan pengaruh

yang signifikan terhadap besarnya gaya tarik dinamis.

H02 : = 0

Perbedaan arah sumbu gerakan tangan prosthetic tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap gaya tarik

dinamis.

H03 : = 0

Perbedaan model gerakan tangan manusia tidak menimbulkan


H04 : = 0

Perbedaan interaksi desain tangan prosthetic dan arah sumbu

gerakan tangan prosthetic tidak menimbulkan pengaruh yang


H05 : = 0

Perbedaan interaksi desain tangan prosthetic dan model gerakan

tangan manusia tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan

terhadap besarnya gaya tarik dinamis.

H06 : = 0

Perbedaan interaksi arah sumbu gerakan tangan prosthetic dan

model gerakan tangan manusia tidak menimbulkan pengaruh yang


H07 : = 0

Perbedaan interaksi desain tangan prosthetic, arah sumbu gerakan

tangan prosthetic dan model gerakan tangan manusia tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya gaya

tarik dinamis.

IV-101

Model matematik yang dipakai dalam analisis ini, adalah:

Yijkm = m + Ai + Bj + ABij + Ck+ ACik + BCjk + ABCijk + em(ijk) ……(4.1)

dengan;











j : jumlah faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic (B), j = 1, 2

k : jumlah faktor model gerakan dasar tangan manusia (C), k= 1,2,...,6


Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai-nilai yang dibutuhkan untuk

perhitungan Anova. Prosedur perhitungan nilai-nilai tersebut dijelaskan oleh

pembahasan di bawah ini. Adapun data yang digunakan adalah data

eksperimen nilai gaya tarik dinamis yang dapat dilihat pada tabel 4.11.

Sedangkan pengolahan data seperti pada tabel 4.20.

IV-102

Tabel 4.20 Anova untuk nilai gaya tarik dinamis (Newton)

IV - 34

1

Kemudian dilakukan perhitungan jumlah kuadrat/ sum of square (SS)

dari masing-masing faktor dan interaksinya. Proses perhitungan SS dan

hasilnya, adalah:

· Jumlah kuadrat total (SStotal) :

nabc

TY

....a

i

b

j

c

k

n

lijkm

22

totalSS -= åååå

· Jumlah kuadrat faktor desain tangan prosthetic (SSA) :

å=

-=a

i

.......iA

nabc

T

nbc

T

1

22

SS

· Jumlah kuadrat faktor arah gerakan tangan prosthetic (SSB) :

å=

-=b

j

......j.B

nabc

T

nac

T

1

22

SS

· Jumlah kuadrat model gerakan tangan manusia (SSC) :

å=

-=b

j

......k.C

nabcd

T

nabd

T

1

22

SS

· Jumlah kuadrat interaksi antara faktor A dan B (SSAxB) :

nabc

T

nac

T

nbc

T

n

T ....b

j

..j.a

i

b

j

n

m

a

i

...iij.mBA

22

1 1 1

22

xSS +--= åååå å= = =

= 166,361

· Jumlah kuadrat interaksi antara faktor A dan C (SSAxC) :

2

nabc

T

nab

T

nbc

T

n

T ....c

j

..k.a

i

c

k

n

m

a

i

...iik.mA

22

1 1 1

22

xCSS +--= åååå å= = =

= 2053,647

· Jumlah kuadrat interaksi antara faktor B dan C (SSBxC) :

nabc

T

nab

T

nac

T

n

T ....c

k

...b

j

c

k

n

m

b

j

...jij.mBxC

22

1 1 1

22

SS +--= åååå å= = =

k

= 296,945

· Jumlah kuadrat interaksi antara faktor A, B, dan C (SSAxBxC) :

nabc

T

nab

T

nac

T

nbc

T

n

T ....c

k

...b

j

c

k

n

m

b

j

...ja

i

...iijk.mAxBxC

22

1 1 1

222

SS +---= åååå ååå= = ==

ka

i 1

= 1025,679

· Jumlah kuadrat error (SSE) :

SSE = SStotal - SSA - SSB – SSC - SSAB – SSAC – SSBC - SSABC

= 10914,968 – 4482,954 – 61,098 – 2638,31 – 166,361 – 2053,945 –

296,945 - 1025,679

= 189,972

Mean of square (MS) atau disebut juga kuadrat tengah (KT), dihitung

dengan membagi antara jumlah kuadrat (SS) yang diperoleh dengan derajat

bebasnya (df).

Contoh perhitungan MS, sebagai berikut:

3

Besarnya Fhitung didapat dari pembagian antara MS faktor yang ada

dengan MSerror dari eksperimen. Contoh perhitungannya adalah sebagai

berikut :

Berpedoman pada contoh di atas, maka didapat MS dan Fhitung semua

faktor selengkapnya yang dapat dilihat pada Tabel 4.31.

Keputusan terhadap hipotesis nol didasarkan pada nilai Fhitung, yakni

hipotesis nol (H0) ditolak jika Fhitung > Ftabel dan diterima jika Fhitung < Ftabel.

Ftabel diperoleh dari tabel distribusi F kumulatif, dengan df1 = df yang

bersangkutan dan df2 = dferror, yang dapat dilihat pada lampiran.

Perhitungan Ftabel dengan menggunakan Microsoft excel dengan rumus:

= FINV(probability, df1, df2)

Contoh perhitungan Ftabel adalah Ftabel untuk arah sumbu gerakan

tangan prosthetic, df1 = 1 dan df2 = 144. Berdasarkan hasil perhitungan

Microsoft excel diperoleh Ftabel = FINV (0.01, 1, 144) = 6,814.

Tabel 4.21 Hasil perhitungan anova gaya tarik dinamis

Sumber variansi df SS MS F hitung F tabel H0

Desain tangan prosthetic (A) 2 4482.954 2241.477 23.598 4.756 tolak

Arah sumbu gerakan tangan prosthetic (B) 1 61.098 61.098 0.322 6.814 terima

Model gerakan tangan manusia (C) 5 2638.310 527.662 13.888 3.147 tolak

Interaksi AxB 2 166.361 83.180 0.876 4.756 terima

Interaksi AxC 10 2053.647 205.365 10.810 2.446 tolak

Interaksi BxC 5 296.945 59.389 1.563 3.147 terima

Interaksi AxBxC 10 1025.679 102.568 5.399 2.446 tolak

Error 144 189.972 1.319

Total 179 10914.968

Hasil perhitungan Anova gaya tarik dinamis dengan menggunakan

SPSS, dapat dilihat pada tabel 4.22.

4

Tabel 4.22 Hasil perhitungan SPSS anova gaya tarik dinamis

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: Gaya tarik

10724.996a 35 306.428 232.275 .000

175530.714 1 175530.714 133053.5 .000

61.098 1 61.098 46.313 .000

2638.310 5 527.662 399.972 .000

166.361 2 83.180 63.051 .000

2053.647 10 205.365 155.668 .000

296.945 5 59.389 45.017 .000

1025.679 10 102.568 77.747 .000

189.972 144 1.319

186445.682 180

10914.968 179

SourceCorrected Model

Intercept

arah_sumbu

model_gerakan

desain_tangan * arah_sumbu

desain_tangan * model_gerakan

arah_sumbu * model_gerakan

desain_tangan * arah_sumbu * model_gerakan

Error

Total

Corrected Total

Type III Sumof Squares df Mean Square F Sig.

R Squared = .983 (Adjusted R Squared = .978)a.

Berdasarkan Tabel 4.22, untuk memutuskan diterima atau ditolaknya

H0 adalah dengan melihat nilai-nilai pada kolom sig (signifikansi). Diketahui

bahwa nilai signifikansi pada tabel 4.22 lebih kecil dari pada signifikansi

yang ditetapkan = 0,01, maka tolak H0 dan berarti bahwa variable faktor

berpengaruh signifikan pada variable respon.

Penggunaan Fhitung memberikan kesimpulan tentang hasil uji hipotesis

analisis variansi. Keputusan yang diambil terhadap hasil analisis variansi

data eksperimen untuk gaya tarik dinamis, yaitu:

1. Ditinjau dari faktor desain tangan prosthetic (faktor A), nilai Fhitung >

Ftabel, sehingga tolak H0 dan simpulkan bahwa pengaruh desain tangan

prosthetic terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan berbeda secara

signifikan untuk setiap level yang di uji.

2. Ditinjau dari faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic (faktor B),

nilai Fhitung < Ftabel, sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa pengaruh

arah sumbu gerakan tangan prosthetic terhadap gaya tarik dinamis yang

dihasilkan tidak berbeda secara signifikan untuk setiap level yang di uji.

3. Ditinjau dari faktor model gerakan tangan manusia (faktor C), nilai

Fhitung > Ftabel, sehingga tolak H0 dan simpulkan bahwa pengaruh model

5

gerakan tangan manusia terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan

berbeda secara signifikan untuk setiap level yang di uji.

4. Ditinjau dari interaksi antara faktor desain tangan prosthetic (faktor A)

dan arah sumbu gerakan tangan prosthetic (faktor B), nilai Fhitung < Ftabel,

sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa pengaruh interaksi antara

faktor desain tangan prosthetic (faktor A) dan arah sumbu gerakan

tangan prosthetic (faktor B) terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan

tidak berbeda secara signifikan untuk setiap level yang di uji.

5. Ditinjau dari interaksi antara faktor desain tangan prosthetic (faktor A)

dan model gerakan tangan manusia (faktor C), nilai Fhitung > Ftabel,

sehingga tolak H0 dan simpulkan bahwa pengaruh interaksi antara

faktor arah sumbu gerakan tangan manusia (faktor A) dan model

gerakan tangan manusia (faktor B) terhadap gaya tarik dinamis yang

dihasilkan berbeda secara signifikan untuk setiap level yang di uji.

6. Ditinjau dari interaksi antara faktor arah sumbu gerakan tangan

prosthetic (faktor B) dan model gerakan tangan manusia (faktor C), nilai

Fhitung < Ftabel, sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa pengaruh

interaksi antara faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic (faktor B)

dan model gerakan tangan manusia (faktor C)terhadap gaya tarik

dinamis yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan untuk setiap

level yang di uji.

7. Ditinjau dari interaksi antara faktor desain tangan prosthetic (faktor A),

arah sumbu gerakan tangan prosthetic (faktor B), dan model gerakan

tangan manusia (faktor C), nilai Fhitung > Ftabel, sehingga tolak H0 dan

simpulkan bahwa pengaruh interaksi antara faktor arah sumbu gerakan

tangan manusia (faktor A) dan model gerakan tangan manusia (faktor B)

terhadap gaya tarik dinamis yang dihasilkan berbeda secara signifikan

untuk setiap level yang di uji.


Uji Anova yang dilakukan hanya menjelaskan apakah ada perbedaan

yang signifikan antar level-level atau treatment yang diuji dalam eksperimen

6

atau menjelaskan apakah variasi antar treatment itu signifikan atau tidak.

Namun demikian, bilamana terdapat faktor yang dinyatakan berpengaruh

signifikan terhadap variabel respon, maka Anova belum memberikan

informasi tentang level mana saja dari faktor tersebut yang memberikan

perbedaan, atau Anova belum bisa menggambarkan model matematis akibat

pengaruh suatu faktor terhadap variabel respon.

Informasi yang belum diberikan Anova, diberikan oleh uji setelah

Anova. Uji setelah Anova banyak jenisnya. Penggunaan salah satu jenis uji

setelah Anova disesuaikan dengan tujuan yang ingin dicapai atau informasi

yang ingin diperoleh lebih jauh. Misalnya ingin diketahui bentuk pengaruh

suatu faktor (variabel bebas/ independent) terhadap variabel respon

(dependent), maka model regresi bisa menjadi pilihan tepat.

Sesuai hasil perhitungan Anova sebelumnya, maka tujuan atau

informasi utama yang dicari lebih jauh dari hasil Anova adalah pada desain

tangan prosthetic, model gerakan tangan manusia, interaksi antara desain

tangan prosthetic dan model gerakan tangan manusia, dan interaksi antara

desain tangan prosthetic, arah sumbu gerakan tangan prosthetic, dan model

gerakan tangan manusia. Uji Student Newman-Keuls (SNK) dilakukan

untuk mengetahui pada level mana dari faktor atau interaksi faktor yang

memberikan perbedaan nilai gaya tarik dinamis dan juga menentukan level

yang terbaik dari faktor atau interaksi faktor yang memberikan perbedaan

nilai gaya tarik dinamis.

1. Uji SNK Faktor Desain Tangan Prosthetic

Uji student Newman-Keuls (SNK) terhadap desain tangan prosthetic,

dilakukan untuk perhitungan gaya tarik dinamis, dimana hasil eksperimen

menunjukkan bahwa pengaruh desain tangan prosthetic terhadap gaya tarik

dinamis berbeda secara signifikan untuk setiap level yang diuji. Prosedur uji

SNK dibahas pada pembahasan selanjutnya. Tabel 4.23 adalah rata-rata

variabel respon gaya tarik dinamis yang dikelompokkan berdasarkan desain

tangan prosthetic, kemudian diurutkan dari nilai terkecil hingga terbesar.

7

Tabel 4.23 Rata-rata gaya tarik dinamis eksperimen dikelompokkan berdasarkan desain tangan prosthetic

Desain tangan prosthetic D3 D1 D2 rata2 24.226 33.959 35.498

Selanjutnya dihitung beberapa nilai untuk keperluan perbandingan SNK :

a. Mean Squareerror = 1,319 dengan dferror = 144, diperoleh dari proses

perhitungan uji Anova.

b. Nilai error standar untuk mean level :

k = jumlah level

c. Untuk a = 0.01 dan n2 = 144 diperoleh significant range (dari tabel SNK)

P : 2 3

Range : 3.64 4.12

d. Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan mengalikan

significant range dengan error standar.

P : 2 3

LSR : 2,413 2,731

e. Menghitung beda (selisih) antar-level secara berpasangan dan

membandingkannya dengan nilai LSR. Jika nilai selisih > LSR

menyatakan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara rata-rata

interaksi tersebut. Proses perhitungan beda antar level adalah sebagai

berikut :

Desain tangan prosthetic D3 D1 D2 rata2 24.226 33.959 35.498

¡ D2 versus D3 11,272 > 2,731

¡ D2 versus D1 1,538 < 2,413

¡ D1 versus D3 9,733 > 2,413

Hasil uji SNK di atas menunjukkan bahwa ada dua kelompok data yang

berbeda dari hasil uji SNK tersebut, yaitu :

D1 D2 D3

Level desain tangan prosthetic 1 (tangan prosthetic sistem external

stressing cable) sama dengan level desain tangan prosthetic 2 (tangan

8

prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli), sehingga berada

dalam satu kelompok. Sedangkan level desain tangan prosthetic 3

(tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli) berbeda

dengan kedua level tersebut.

2. Uji SNK Faktor Model Gerakan Tangan Manusia

Uji student Newman-Keuls (SNK) terhadap model gerakan tangan

manusia, dilakukan untuk perhitungan gaya tarik dinamis, dimana hasil

eksperimen menunjukkan bahwa pengaruh model gerakan tangan manusia

terhadap gaya tarik dinamis berbeda secara signifikan untuk setiap level

yang diuji. Prosedur uji SNK dibahas pada pembahasan selanjutnya. Tabel

4.24 adalah rata-rata variabel respon gaya tarik dinamis yang

dikelompokkan berdasarkan model gerakan tangan manusia, kemudian

diurutkan dari nilai terkecil hingga terbesar.

Tabel 4.24 Rata-rata gaya tarik dinamis eksperimen dikelompokkan berdasarkan model gerakan tangan manusia

Model gerakan tangan manusia Cylindrical Spherical Hook Palmar Tip Lateral

rata2 25.785 27.838 28.959 34.477 34.767 35.540





k = jumlah level


P : 2 3 4 5 6

Range : 3.64 4.12 4,40 4,60 4,76

d. Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan mengalikan


P : 2 3 4 5 6

9

LSR : 2,413 2,731 2,917 3,050 3,156

e. Menghitung beda (selisih) antar-level secara berpasangan dan



interaksi tersebut. Proses perhitungan beda antar level adalah:

Model gerakan tangan manusia

Cylindrical (C1)

Spherical (C2)

Hook (C3)

Palmar (C6)

Tip (C4)

Lateral (C5)

rata2 25.785 27.838 28.959 34.477 34.767 35.540

¡ C5 versus C1 9,755 > 3,156

¡ C5 versus C2 7,702 > 3,050

¡ C5 versus C3 6,581 > 2,917

¡ C5 versus C6 1,063 < 2,731

¡ C5 versus C4 0,773 < 2,413

¡ C4 versus C1 8,982 > 3,050

¡ C4 versus C2 6,930 > 2,917

¡ C4 versus C3 5,808 > 2,731

¡ C4 versus C6 0,290 < 2,413

¡ C6 versus C1 8,692 > 2,917

¡ C6 versus C2 6,639 > 2,731

¡ C6 versus C3 5,518 > 2,413

¡ C3 versus C1 3,174 > 2,731

¡ C3 versus C2 1,122 < 2,413

¡ C2 versus C1 2,053 < 2,413

Hasil uji SNK di atas menunjukkan bahwa ada dua kelompok data yang

berbeda dari hasil uji SNK tersebut, yaitu :

C1 C2 C3 C4 C5 C6

Level model gerakan tangan manusia 1 (cylindrical) sama dengan level

model gerakan tangan manusia 2 (spherical) dan level model gerakan

tangan manusia 3 (hook), sehingga berada dalam satu kelompok.

Sedangkan level model gerakan tangan manusia 4 (tip) sama dengan

level model gerakan tangan manusia 5 (lateral) dan level model gerakan

tangan manusia 6 (palmar), sehingga berada dalam satu kelompok.

10

3. Uji SNK Treatment Faktor Desain Tangan Prosthetic dan Faktor Model Gerakan Tangan Manusia

Uji student Newman-Keuls (SNK) terhadap treatment faktor desain

tangan prosthetic dan faktor model gerakan tangan manusia, dilakukan

untuk perhitungan gaya tarik dinamis, dimana hasil eksperimen

menunjukkan bahwa pengaruh treatment faktor desain tangan prosthetic

(faktor A) dan faktor model gerakan tangan manusia (faktor C) terhadap

gaya tarik dinamis berbeda secara signifikan untuk setiap level yang diuji.

Prosedur uji SNK dibahas pada pembahasan selanjutnya. Tabel 4.25 adalah

rata-rata variabel respon gaya tarik dinamis yang dikelompokkan

berdasarkan treatment faktor desain tangan prosthetic dan faktor model

gerakan tangan manusia, kemudian diurutkan dari nilai terkecil hingga

terbesar.

Tabel 4.25 Rata-rata gaya tarik dinamis eksperimen dikelompokkan berdasarkan treatment faktor A dan faktor C


11




k = jumlah level


P : 2 3 4 5 6 7 8 9 Range : 3.64 4.12 4.4 4.6 4.76 4.88 4.99 5.08

P : 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Range : 5.16 5.23 5.29 5.35 5.4 5.25 5.49 5.54 5.57 d. Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan mengalikan


P : 2 3 4 5 6 7 8 9 LSR : 2.413 2.732 2.917 3.050 3.156 3.235 3.308 3.368

P : 10 11 12 13 14 15 16 17 18

LSR : 3.421 3.467 3.507 3.547 3.580 3.481 3.640 3.673 3.693

e. Menghitung beda (selisih) antar-treatment secara berpasangan dan



treatment tersebut.

Hasil uji SNK menunjukkan bahwa ada empat kelompok data yang

berbeda, yaitu :

· Kelompok 1: A2 x C5, A2 x C6, dan A1 x C4

· Kelompok 2: A2 x C4, A1 x C6, dan A1 x C5

· Kelompok 3: A1 x C2, A2 x C2, A1 x C3, A2 x C3, A3 x C3, dan A2 x C1

· Kelompok 4: A1 x C1, A3 x C1, A3 x C4, A3 x C6, A3 x C5, dan A3 x C2

Treatment-treatment yang berada dalam satu kelompok dianggap tidak

berbeda (sama saja), sedangkan yang berbeda kelompok dianggap

12

berbeda. Kesimpulannya, jika eksperimenter menginginkan gaya tarik

dinamis yang minimum, maka dapat dipilih treatment yang termasuk

dalam kelompok 4, dimana rata-rata gaya tarik dinamis yang minimum

diperoleh dalam treatment A3 x C2 (interaksi level desain tangan

prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli dan level model

gerakan spherical), yaitu sebesar 20,819 Newton.

.

4. Uji SNK Treatment Faktor Desain Tangan Prosthetic dan Faktor Model Gerakan Tangan Manusia

Uji student Newman-Keuls (SNK) terhadap treatment faktor desain

tangan prosthetic, faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic, dan faktor

model gerakan tangan manusia, dilakukan untuk perhitungan gaya tarik

dinamis, dimana hasil eksperimen menunjukkan bahwa pengaruh treatment

faktor desain tangan prosthetic (faktor A), faktor arah sumbu gerakan

tangan prosthetic (faktor B), dan faktor model gerakan tangan manusia

(faktor C) terhadap gaya tarik dinamis berbeda secara signifikan untuk

setiap level yang diuji. Prosedur uji SNK dibahas pada pembahasan

selanjutnya. Tabel 4.26 adalah rata-rata variabel respon gaya tarik dinamis

yang dikelompokkan berdasarkan treatment faktor desain tangan prosthetic,

faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic, dan faktor model gerakan

tangan manusia, kemudian diurutkan dari nilai terkecil hingga terbesar.

Tabel 4.26 Rata-rata gaya tarik dinamis eksperimen dikelompokkan berdasarkan treatment faktor A, faktor B, dan faktor C

13





k = jumlah level

c. Untuk a = 0.01 dan n2 = 144 diperoleh significant range (dari

tabel SNK)

P : 2 3 4 5 6 7 8 9 Range : 3.64 4.12 4.4 4.6 4.76 4.88 4.99 5.08

P : 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Range : 5.16 5.23 5.29 5.35 5.4 5.25 5.49 5.54 5.57

P : 19 20 21 22 23 24 25 26 27

14

Range : 5.61 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65

P : 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Range : 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65 5.65

d. Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan

mengalikan significant range dengan error standar.

P : 2 3 4 5 6 7 8 9 LSR : 2.413 2.732 2.917 3.050 3.156 3.235 3.308 3.368

P : 10 11 12 13 14 15 16 17 18

LSR : 3.421 3.467 3.507 3.547 3.580 3.481 3.640 3.673 3.693

P : 19 20 21 22 23 24 25 26 27 LSR : 3.719 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746

P : 28 29 30 31 32 33 34 35 36

LSR : 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746 3.746

e. Menghitung beda (selisih) antar-treatment secara berpasangan

dan membandingkannya dengan nilai LSR. Jika nilai selisih > LSR


treatment tersebut.

Hasil uji SNK menunjukkan bahwa ada empat kelompok data yang

berbeda, yaitu :

· Kelompok 1: A1B1C1 dan A2B1C5

· Kelompok 2: A2B2C5, A2B2C6, A2B1C6, A1B2C6, A1B2C5, A2B1C4,

A2B2C4, A1B1C6, A1B1C5, A1B2C4, A2B1C2, A2B2C1, A1B1C2, dan A1B2C3

· Kelompok 3: A1B2C2, A1B1C3, A3B2C3, A3B2C5, A2B2C3, A3B2C6,

A3B1C3, A3B2C4, A2B1C6, A2B2C2, A1B2C1, A1B1C1, A2B1C1, A3B2C2,

A3B1C1, A3B2C1, A3B1C5, A3B1C6, A3B1C4, dan A3B1C2

Treatment-treatment yang berada dalam satu kelompok dianggap tidak

berbeda (sama saja), sedangkan yang berbeda kelompok dianggap

berbeda. Kesimpulannya, jika eksperimenter menginginkan gaya tarik

dinamis yang minimum, maka dapat dipilih treatment yang termasuk

dalam kelompok 3, dimana rata-rata gaya tarik dinamis yang minimum

diperoleh dalam treatment A3B1C2 (interaksi antara level desain tangan

15

prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli, level arah sumbu

gerakan longitudinal axis, dan level model gerakan spherical), yaitu

sebesar 17,61 Newton.

4.2.8 Pemilihan Desain Tangan Prosthetic Berdasarkan Nilai Gaya Tarik Statis dan Gaya Tarik Dinamis

Pemilihan desain tangan prosthetic dilakukan dengan

mempertimbangkan nilai gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis jari. Nilai

gaya tarik dinamis dipilih berdasarkan hasil Anova dari data eksperimen

yang dilakukan, sedangkan gaya tarik statis jari dipilih dengan nilai yang

terbesar dari hasil pengukuran aktual terhadap tiga desain tangan prosthetic.

Berdasarkan data hasil pengukuran aktual gaya tarik statis tangan

prosthetic pada tabel 4.6, maka gaya tarik statis masing-masing desain

tangan prosthetic pada dua arah sumbu gerakan tangan prosthetic

(longitudinal axis dan sagital plane) dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 4.17 Gaya tarik statis tangan prosthetic pada arah longitudinal axis

16

Gambar 4.18 Gaya tarik statis tangan prosthetic pada arah sagital plane

Dari gambar 4.17 dan gambar 4.18, maka dapat disimpulkan bahwa

desain tangan prosthetic dengan sistem internal stressing cable tanpa puli

(desain 2) memiliki rata-rata gaya tarik statis yang lebih besar dari pada

desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli. Dengan

kata lain kedua desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable

dengan puli memiliki gaya tarik statis yang lebih baik.

Kemudian berdasarkan uji setelah anova terhadap nilai gaya tarik

dinamis, diperoleh hasil bahwa desain tangan prosthetic external stressing

cable memiliki rata-rata nilai gaya tarik dinamis yang sama dengan desain

tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli. Sedangkan desain

tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli memiliki rata-

rata nilai gaya tarik dinamis yang paling baik dibandkan dengan kedua jenis

desain tangan prosthetic lainnya.

Rekomendasi desain tangan prosthetic ditujukan untuk pengembangan

desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable. Selain karena sudah

memenuhi sisi fungsionalitas, desain tangan prosthetic sistem internal

stressing cable juga lebih memenuhi sisi kosmetik jika dibandingkan dengan

tangan prosthetic sistem external stressing cable. Dengan mempertimbangkan

besarnya rata-rata nilai gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis yang

dihasilkan pada masing-masing tangan prosthetic, maka desain tangan

prosthetic yang dapat dijadikan rekomendasi untuk pengembangan desain

17

tangan prosthetic selanjutnya adalah desain tangan prosthetic sistem internal

stressing cable dengan puli.

18

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada bab ini membahas tentang analisis dan interpretasi hasil penelitian

yang telah dikumpulkan dan diolah pada bab sebelumnya. Analisis dan

interprestasi hasil tersebut diuraikan dalam sub bab, dibawah ini.

5.1 ANALISIS HASIL PENELITIAN

Pada sub bab ini diuraikan mengenai analisis desain tangan prosthetic,

pengukuran aktual gaya tarik statis dan pengukuran gaya tarik dinamis pada

desain tangan prosthetic, serta analisis variansi dari pengujian gaya tarik dinamis

tangan prosthetic.

5.1.1 Analisis Desain Tangan Prosthetic

Analisis mengenai desain tangan prosthetic dilakukan untuk memberikan

gambaran mengenai karakteristik dan kemampuan dari masing-masing desain

tangan prosthetic yang digunakan dalam penelitian ini.

1. Desain Tangan Prosthetic dengan Sistem External Stressing Cable

Desain tangan prosthetic yang baik harus memiliki tiga kriteria utama, yaitu

cosmetic appeal, comfort, dan control. Selain mampu memnuhi sisi fungsional,

desain tangan prosthetic juga harus mampu memenuhi sisi kosmetik. Berdasarkan

hasil eksperimen, diketahui bahwa desain tangan prosthetic dengan sistem

external stressing cable mampu memenuhi sisi fungsional dalam melakukan enam

model gerakan dasar tangan manusia. Hasil percobaan dapat dilihat pada gambar

4.13 dan gambar 4.14, dimana tangan prosthetic sistem external stressing cable

mampu melakukan gerakan cylindrical, spherical, hook, lateral, palmar, dan tip.

Jari tangan prosthetic (phalanx) terdiri dari dua link, dimana phalanx media dan

phalanx distilis dikembangkan menjadi satu bagian menjadi phalanx media-

distalis. Hal ini menyebabkan terbatasnya area pemegangan objek benda. Jenis

pemegangan power grip mampu diakomodasi dengan baik oleh telapak tangan

prosthetic, sedangkan untuk jenis pemegangan precision grip tangan prosthetic

sedikit mengalami kesulitan karena desain metacarpal pollicis masih pasif

19

sehingga bagian jari telunjuk, jari tengah, dan bagian ibu jari belum mampu

bertemu pada satu titik pemegangan.

Desain telapak tangan prosthetic dengan sistem external stressing cable

belum mampu memenuhi sisi kosmetik karena sistem kabel yang masih berada

diluar phalanx jari tangan prosthetic dan sistem voluntary closing yang digunakan

menyebabkan tangan dalam kondisi flexion sehingga tidak menyerupai tangan

normal.

2. Desain Tangan Prosthetic dengan Sistem Internal Stressing Cable

Desain tangan prosthetic dengan sistem internal stressing cable awalnya

dikembangkan tanpa menggunakan sistem puli. Pengembangan desain dilakukan

pada bagian jari tangan prosthetic yang terdiri dari tiga link. Dengan desain jari

yang menggunakan tiga link, area pemegangan objek benda lebih luas. Desain

metacarpal pada tangan prosthetic internal stressing cable tanpa sistem puli

dirancang menjadi dua bagian, masing-masing bagian tersebut dirangkai menjadi

satu sehingga membentuk sudut pemegangan yang memudahkan pengguna dalam

memegang objek. Desain tangan prosthetic internal stressing cable tanpa sistem

puli mampu memenuhi sisi fungsional karena mampu melakukan enam model

gerakan dasar tangan manusia. Sedangkan dari sisi kosmetik, desain tangan

peosthetic ini menggunakan sistem voluntary closing dan sistem kabel berada di

dalam phalanx jari tangan prosthetic sehingga menyerupai kondisi tangan

manusia normal manusia.

Pengembangan desain telapak tangan prosthetic sistem internal stressing

cable dilakukan dengan penambahan sistem puli pada jari tangan prosthetic.

Penambahan puli pada jari tangan prosthetic berfungsi sebagai tempat tautan

kabel dan sebagai rel kabel sehingga memudahkan saat penarikan kabel. Puli juga

berfungsi untuk mengurangi gesekan yang terjadi dalam sistem kabel, sehingga

rata-rata gaya tarik desain tangan prosthetic dengan sistem internal stressing

cable mendekati rata-rata gaya tarik desain tangan prosthetic dengan sistem

external stressing cable. Ibu jari juga di desain mampu berotasi terbatas sehingga

mampu bertemu dengan phalanx distalis jari telunjuk dan jari tengah.

20

5.1.2 Analisis Gaya Tarik Statis

Pengukuran gaya tarik statis jari bertujuan untuk mengetahui besarnya gaya

tarik yang dibutuhkan tangan prosthetic dalam memegang objek benda.

Berdasarkan hasil pengukuran gaya tarik statis pada tabel 4.7, diketahui bahwa

rata-rata gaya tarik statis pada tangan prosthetic system external stressing cable

dibandingkan dengan dua tangan prosthetic lainnya. Sebagai contoh, untuk

mencapai gaya tekan sebesar 1,03 Newton, tangan prosthetic sistem external

stressing cable membutuhkan gaya tarik statis 4,13 Newton pada arah

longitudinal axis dan 6,67 Newton pada arah sagital plane. Sedangkan pada

tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli, dibutuhkan gaya tarik

statis sebesar 8,68 Newton pada arah longitudinal axis dan 6,68 Newton pada arah

sagital plane, dan pada tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa

puli, dibutuhkan gaya tarik statis sebesar 5,92 Newton pada arah longitudinal axis

dan 4,32 Newton pada arah sagital plane.

Gaya tarik statis pada arah longitudinal axis dan sagital plane memiliki

selisih yang berbeda-beda pada masing-masing tangan prosthetic. Rekapitulasi

selisih gaya tarik statis pada arah longitudinal axis dan sagital plane ditunjukkan

dalam tabel 5.1.

Tabel 5.1 Rekapitulasi selisih gaya tarik pada arah longitudinal axis dan sagital plane

Selisih Ftarik statis pada arah tangan prosthetic (N) Desain tangan prosthetic

Δ x = 1.6 Δ x = 2.6 Δ x = 3.6 Δ x = 4.6 Δ x = 5.6 Tangan prosthetic sistem external stressing cable

2.63 2.27 2.51 4.09 2.69

Tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli

1.99 0.62 1.15 4.60 3.77


1.61 0.13 0.08 0.59 0.57

Berdasarkan tabel 5.1 diketahui bahwa tangan prosthetic sistem internal

stressing cable dengan puli memilki rata-rata selisih gaya tarik statis yang lebih

kecil dari pada dua tangan prosthetic lainnya. Misalnya, pada Δ x = 1,6 mm,

tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli hanya memiliki

selisih 1,61 Newton, sedangkan tangan prosthetic lainnya memiliki selisih 1,99

21

Newton dan 2,63 Newton. Perbedaan selisih tersebut disebabkan adanya

perbedaan berat material dari tangan prosthetic. Tangan prosthetic sistem internal

stressing cable memiliki berat material paling tinggi yaitu 259,3 gram. Disini

terjadi perbaikan bahan material pada tangan prosthetic sistem internal stressing

cable dengan berat 201,6 gram. Hal tersebut menyebabkan besarnya selisih gaya

tarik statis yang tidak signifikan pada arah longitudinal axis dan sagital plane.

Perhitungan efisiensi gaya tarik statis bertujuan untuk mengetahui tingkat

efisiensi dari gaya tarik statis yang dihasilkan oleh tangan prosthetic. Nilai

efisiensi maksimal adalah 1, sehingga hasil yang terbaik adalah nilai yang paling

mendekati 1. Berdasarkan tabel 4.7, rata-rata nilai efisiensi gaya tarik statis dari

tangan prosthetic sistem external stressing cable adalah 0,28%, sedangkan desain

tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli adalah 0,18% dan

tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli adalah 0,20%.

5.1.3 Analisis Gaya Tarik Dinamis

Besarnya gaya tarik yang dihasilkan tangan prosthetic dipengaruhi oleh

beberapa faktor, antara lain berat material tangan prosthetic dan jarak antara kabel

dengan pusat joint jari tangan prosthetic (r). Semakin berat material dari tangan

prosthetic maka gaya yang dibutuhkan untuk menarik kabel juga semakin berat.

Jarak antara kabel dengan pusat joint ditunjukkan dalam gambar 5.1.

Gambar 5.1 Jarak antara kabel dengan pusat joint jari tangan prosthetic (r)

r r

r

External stressing cable

Internal stressing cable tanpa puli

Internal stressing cable dengan puli

22

Dalam konsep gerak rotasi terdapat istilah lengan momen (r), yaitu jarak

tegak lurus dari sumbu perputaran ke garis sepanjang tempat gaya bekerja.

Besarnya percepatan sudut (α) berbanding lurus tidak hanya dengan gaya, tetapi

berbanding lurus dengan lengan momen (r). Semakin besar lengan momen (r),

maka percepatan sudut (α) juga semakin besar. Hasil kali antara gaya (F) dengan

lengan momen (r) disebut momen gaya (τ). Jadi, pecepatan sudut suatu benda

berbanding lurus dengan momen total yang dikenakan.

Pada tangan prosthetic, lengan momen dianalogikan dengan jarak tegak

lurus kabel tangan prosthetic dengan sumbu perputaran (joint dari phalanx). Pada

tangan prosthetic sistem external stressing cable, jarak antara kabel dengan pusat

joint jari adalah r = 25 mm, sedangkan pada tangan prosthetic sistem internal

stressing cable tanpa puli r = 3 mm dan pada tangan prosthetic sistem internal

stressing cable dengan puli r = 5 mm. Untuk mencapai percepatan yang sama,

tangan prosthetic dengan nilai r yang lebih besar akan membutuhkan gaya yang

lebih kecil. Jadi, dapat disimpulkan bahwa semakin besar jarak antara kabel

dengan pusat joint jari, maka gaya tarikan kabel menjadi lebih ringan.

Pengukuran gaya tarik dinamis bertujuan untuk mengetahui besarnya gaya

yang dibutuhkan tangan prosthetic dalam kaitannya untuk menggerakkan jari-jari

tangan prosthetic sesuai dengan model gerakan tangan manusia. Pengujian

dilakukan pada dua posisi, yakni posisi arah longitudinal axis (hi gravity effect-

low friction) dan posisi arah sagital plane (hi friction-low gravity effect).

Pengukuran besarnya gaya saat melakukan pemegangan dengan menggunakan

alat force gauge.

Besarnya gaya tarik dinamis yang dihasilkan dipengaruhi oleh gesekan-

gesekan yang terjadi dalam sistem jari tangan prosthetic ketika digerakkan.

Semakin banyak gesekan yang terjadi dalam jari tangan prosthetic, maka gaya

tarik dinamis yang dibutuhkan juga semakin besar. Pengujian pada arah

longitudinal axis, pergerakan dari masing-masing link jari tangan prosthetic

mengikuti arah gravitasi bumi, sehingga gravitasi memberikan kontribusi terhadap

besarnya percepatan angular dari jari tangan prosthetic ketika digerakkan. Pada

saat jari tangan prosthetic digerakkan searah garvitasi bumi, gesekan yang terjadi

23

pada jari tangan prosthetic disebabkan oleh gesekan dalam sistem kabel di jari

tangan prosthetic dan perputaran link pada joint, dimana masing-masing link

terhubung satu sama lain dengan joint aktif. Semakin banyak link dalam jari

tangan prosthetic maka gesekan yang terjadi juga semakin banyak. Jadi, tangan

prosthetic sistem external stressing cable dengan dua link memiliki gesekan yang

lebih sedikit jika dibandingkan dengan tangan prosthetic sistem internal stressing

cable dengan tiga link. Penelitian ini belum mengkaji besarnya gaya gesek yang

terjadi dalam sistem jari tangan prosthetic yang menyebabkan terjadinya power

losses ketika tangan prosthetic dioperasikan. Hasil eksperimen pengujian gaya

tarik dinamis pada arah longitudinal axis, ditunjukkan dalam tabel 5.2.

Tabel 5.2 Rata-rata gaya tarik dinamis pada arah longitudinal axis (Newton)

Gerakan dasar tangan manusia Desain tangan prosthetic Cylindrical Spherical Hook Tip Lateral Palmar

Tangan prosthetic sistem external stressing cable

24.342 34.874 27.270 46.828 36.306 35.678


24.508 35.174 27.312 38.460 46.548 40.526


24.152 17.614 29.454 21.030 21.720 19.816

Berdasarkan tabel 5.2, tangan prosthetic sistem internal stressing cable

dengan puli memiliki rata-rata gaya tarik dinamis yang lebih rendah dari pada dua


Pengujian pada arah sagital plane, pergerakan dari masing-masing link jari

tangan prosthetic melawan arah gravitasi bumi, sehingga gravitasi tidak

memberikan kontribusi terhadap besarnya percepatan angular dari jari tangan

prosthetic ketika digerakkan. Beban pada masing-masing link bertumpu satu sama

lain karena link bergerak dalam sumbu-y pada arah sagital plane. Hal tersebut

mengakibatkan gesekan pada pemegangan arah sagital plane lebih besar. Semakin

banyak link dalam jari tangan prosthetic, maka beban pada masing-masing link

semakin banyak sehingga menyebabkan gesekan yang semakin besar. Tangan

prosthetic sistem external stressing cable dengan dua link memiliki gesekan yang

lebih sedikit jika dibandingkan dengan tangan prosthetic sistem internal stressing

24

cable dengan tiga link karena beban link yang lebih sedikit. Hasil eksperimen

pengujian gaya tarik dinamis pada arah sagital plane, ditunjukkan dalam tabel 5.3.

Tabel 5.3 Rata-rata gaya tarik dinamis pada arah sagital plane(Newton)

Gerakan dasar tangan manusia Desain tangan prosthetic Cylindrical Spherical Hook Tip Lateral Palmar

Tangan prosthetic sistem external stressing cable

25.348 30.314 33.892 36.634 38.242 37.784


34.684 25.026 28.246 38.902 42.516 44.070


21.676 24.024 27.582 26.750 27.908 28.988

Berdasarkan tabel 5.3, tangan prosthetic sistem internal stressing cable

dengan puli memiliki rata-rata gaya tarik dinamis yang lebih rendah dari pada dua


5.1.4 Analisis Uji Anova

Eksperimen dilakukan pada pengujian gaya tarik dinamis dilakukan dengan

metode eksperimen factorial completely randomized design dengan alat

analisisnya adalah analisis variansi. Sebelum dilakukan analisis variansi perlu

dilakukan asumsi homogenitas dan independensi pada data hasil eksperimen.

Analisis variansi memberikan informasi berupa ada tidaknya signifikansi

pengaruh yang berbeda antar perlakuan dalam percobaan terhadap gaya tarik

dinamis. Kemudian uji setelah Anova diperlukan untuk mengetahui sejauh mana

perbedaan perlakuan tersebut dinyatakan berpengaruh secara signifikan terhadap

gaya tarik dinamis dari tangan prosthetic.

Syarat yang harus dipenuhi dalam analisis variansi adalah data observasi

berdistribusi normal, variansi antar sampel homogen, dan sampel diambil secara

random. Hal ini diperlukan karena analisis variansi melakukan perbandingan

variansi dari n sampel yang berasal dari k kategori secara berpasangan, dimana

agar hasil analisis variansi tersebut valid, maka diharapkan n sampel tersebut

mempunyai variansi (ragam).

25

Eksperimen dilakukan terhadap tangan prosthetic yang terdiri dari 36

sampel, dimana masing-masing berasal dari interaksi 3 faktor, yaitu faktor desain

tangan prosthetic, faktor arah sumbu gerakan tangan prosthetic, dan faktor model

gerakan tangan manusia. Faktor desain tangan prosthetic memiliki tiga level, arah

sumbu gerakan tangan prosthetic memiliki dua level, dan model gerakan tangan

manusia memiliki enam level. Ke-36 sampel tersebut merupakan interaksi antara

level-level yang dimiliki oleh setiap faktor, dimana dalam desain eksperimen 36

sampel disebut sebagai perlakuan. Misal eksperimen dengan perlakuan pertama

adalah eksperimen pada desain tangan prosthetic ke-1, arah sumbu gerakan

longitudinal axis, dan model gerakan tangan cylindrical. Setiap perlakuan dalam

eksperimen ini dilakukan sebanyak lima kali replikasi, sehingga didapat 180 data

dalam eksperimen yang dilakukan.

Asumsi pertama yang harus dipenuhi adalah asumsi normalitas. Uji

normalitas dilakukan untuk mengetahui apakah data dari setiap perlakukn dalam

eksperimen berdistribusi normal atau tidak. Hasil uji normalitas pada tabel 4.13,

diketahui bahwa seluruh data eksperimen pada masing-masing perlakuan

berdistribusi normal, sehingga analisis variansi cukup valid untuk untuk dipakai

dalam mengolah data tersebut.

Asumsi homogenitas sesuai dengan kaidah uji levene yang digunakan dalam

penelitian ini, menyatakan perlu adanya variansi antar sampel yang homogen.

Maksudnya adalah data antara level-level yang terdapat pada kelompok faktor

yang sama, memiliki variansi yang sama. Misalnya, data varibel respon dari level

arah sumbu gerakan longitudinal axis memiliki variansi yang sama dengan level

dari arah sumbu gerakan sagital plane dalam faktor arah sumbu gerakan tangan

prosthetic. Demikian juga dengan data variabel respon pada tiap level dari faktor

lainnya, diharapkan memiliki variansi yang sama untuk memenuhi asumsi

homogenitas. Rangkuman hasil uji homogenitas dapat dilihat pada tabel 5.4.

Tabel 5.4 Rangkuman hasil uji homogenitas

Faktor Kesimpulan Desain tangan prosthetic tidak homogen Arah sumbu gerakan tangan prosthetic tidak homogen Model gerakan tangan manusia tidak homogen

26

Hasil uji homogenitas diketahui bahwa data dari semua faktor dalam

eksperimen tidak homogen. Ketidakhomogenitasan data observasi tidak

menimbulkan resiko yang serius, karena jumlah kasus pada setiap samplenya

adalah sama. Penyebab ketidakhomogenitasan data adalah karena besarnya gaya

tarik yang dihasilkan masing-masing tangan prosthetic berbeda jauh pada masing-

masing gerakan tangan dan arah sumbu gerakan. Contohnya untuk faktor model

gerakan tangan pada level gerakan cylindrical, diketahui bahwa gaya tarik

dinamis di arah sagital plane pada tangan prosthetic internal stressing cable tanpa

puli sebesar 34,684 Newton, sedangkan pada tangan prosthetic internal stressing

cable dengan puli sebesar 21,676 Newton (terdapat selisih 13,008 Newton).

Perbedaan yang cukup jauh tersebut menyebabkan variansi yang berbeda antar

level model gerakan tangan manusia.

Asumsi terakhir yang harus dipenuhi adalah asumsi independensi.

Maksudnya adalah dalam proses pengambilan data, sampel diambil secara random

atau saling independen satu sama lain. Uji independensi dilakukan berdasarkan

urutan pengambilan data dengan melakukan plot residual. Urutan pengambilan

data tersebut sesuai dengan tabel 4.19, dimana data diambil berdasarkan

pengukuran terhadap gaya tarik dinamis dari masing-masing tangan prosthetic.

Seluruh grafik plot residual data menunjukkan nilai-nilai residual tersebar merata

di sekitar titik nol (sumbu x) dan tidak terdapat pola secara khusus. Hasil

pengujian independensi menunjukkan bahwa data eksperimen independen,

sehingga dapat dilanjutkan ke pengolahan analisis variansi.

Analisis variansi memberikan informasi tentang ada tidaknya perbedaan

pengaruh yang signifikan antar level dari faktor desain tangan prosthetic, faktor

arah sumbu gerakan tangan prosthetic, dan faktor model gerakan tangan manusia

yang diteliti beserta interaksi antar level faktor-faktor tersebut. Analisis variansi

pada dasarnya adalah menguraikan variasi (ketidakseragaman) ke dalam beberapa

sumber variasi. Dalam eksperimen ini terdapat tujuh sumber variasi data di luar

random error, yaitu desain tangan prosthetic (faktor A), arah sumbu gerakan

tangan prosthetic (faktor B), model gerakan tangan manusia (faktor C), interaksi

faktor A dan B, interaksi faktor A dan C, interksi faktor B dan C, serta interaksi

faktor A, B, dan C. Signifikan atau tidak signifikannya hasil analisis variansi

27

berdasarkan sumber variasi tersebut ditunjukkan oleh variabel respon yang diuji

menggunakan uji F. Jika dari hasil uji F terbukti suatu sumber variasi hasilnya

adalah signifikan, maka dapat dikatakan bahwa sumber variasi tersebut benar-

benar menjadi salah satu penyebab adanya variasi dalam variabel respon.

Tabel 5.5 Rekapitulasi hasil analisis variansi terhadap gaya tarik dinamis

Sumber variansi Analisis variansi

terhadap gaya tarik dinamis

Desain tangan prosthetic (A) Signifikan Arah sumbu gerakan tangan prosthetic (B)

Tidak signifikan

Model gerakan tangan manusia (C) Signifikan Interaksi AxB Tidak signifikan Interaksi AxC Signifikan Interaksi BxC Tidak signifikan Interaksi AxBxC Signifikan

Tabel 5.7 merupakan rekapitulasi hasil analisis variansi yang dilakukan

terhadap gaya tarik dinamis dari desain tangan prosthetic. Signifikan berarti ada

perbedaan pengaruh antar level pada faktor maupun interaksi faktor. Faktor desain

tangan prosthetic (faktor A) adalah signifikan, maka antara masing-masing desain

tangan prosthetic memiliki perbedaan yang signifikan terhadap variabel respon

gaya tarik dinamis. Demikian juga faktor model gerakan tangan manusia (faktor

B), interaksi faktor A dan C, serta interaksi faktor A, B, dan C, adalah signifikan,

maka level dari masing-masing faktor dan interaksi faktor tersebut memiliki

perbedaan yang signifikan terhadap variabel respon gaya tarik dinamis.

5.1.5 Analisis Uji Setelah Anova

Uji SNK digunakan dalam eksperimen ini untuk mengetahui pada level

mana dari suatu faktor maupun interaksinya, dimana oleh Anova dinyatakan

berpengaruh signifikan terhadap variabel respon. Apabila hanya ada dua level

pada suatu faktor, jika dinyatakan berpengaruh secara signifikan, maka dengan

melihat rata-rata variabel respon akan diketahui pada level mana nilai gaya tarik

dinamis yang terbaik.

Berdasarkan hasil Anova, faktor maupun interaksi faktor dengan level lebih

dari dua yang berpengaruh signifikan adalah faktor desain tangan prosthetic,

28

faktor model gerakan tangan manusia, interaksi antara faktor A dan C, serta

interaksi antara faktor A, B, dan C.

Hasil uji SNK diperoleh informasi bahwa level desain tangan prosthetic 1

(tangan prosthetic sistem external stressing cable) sama dengan level desain

tangan prosthetic 2 (tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli),

sehingga berada dalam satu kelompok. Sedangkan level desain tangan prosthetic 3

(tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli) berbeda dengan

kedua level tersebut. Berdasarkan tabel 4.23, dapat disimpulkan bahwa desain

tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli memberikan gaya

tarik dinamis yang paling baik, yaitu sebesar 24,226 Newton.

Hasil uji SNK untuk faktor model gerakan tangan manusia menunjukkan

bahwa model gerakan tangan manusia yang memberikan rata-rata gaya tarik

dinamis yang minimum adalah gerakan cylindrical (25,785 Newton), spherical

(27,838 Newton), dan hook (28,959 Newton). Hal itu terjadi karena ketiga macam

model gerakan tangan tersebut merupakan gerakan power grip, dimana objek

benda yang dipegang biasanya memiliki dimensi yang lebih besar daripada

gerakan precision grip, sehingga gaya tarik yang dibutuhkan lebih kecil.

Hasil uji SNK untuk treatment faktor desain tangan prosthetic dan faktor

model gerakan tangan manusia, menunjukkan bahwa jika diinginkan gaya tarik

dinamis yang minimum, maka dapat dipilih treatment A3 x C2 (interaksi level

desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli dan level

model gerakan spherical), yaitu sebesar 20,819 Newton.

Hasil uji SNK untuk treatment faktor desain tangan prosthetic, faktor arah

sumbu gerakan tangan prosthetic, dan faktor model gerakan tangan manusia,

menunjukkan bahwa jika diinginkan gaya tarik dinamis yang minimum, maka

dapat dipilih treatment A3B1C2 (interaksi antara level desain tangan prosthetic

sistem internal stressing cable dengan puli, level arah sumbu gerakan longitudinal

axis, dan level model gerakan spherical), yaitu sebesar 17,61 Newton.

5.2 INTERPRETASI HASIL PENELITIAN

Desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable sudah mampu

memperbaiki kekurangan dari desain tangan prosthetic sistem external stressing

29

cable. Dari sisi kosmetik, desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable

memperbaiki sistem penarikan kabel external menjadi sistem penarikan internal

(sistem kabel di dalam jari tangan prosthetic). Jumlah link jari tangan prosthetic

sistem internal stressing cable yang memiliki tiga link, lebih menyerupai link

pada tangan manusia normal daripada jumlah link pada tangan prosthetic sistem

external stressing cable yang hanya terdiri dari dua link pada setiap jarinya. Dari

sisi fungsionalitas, jumlah link tersebut juga mempengaruhi luas area pemegangan

dari tangan prosthetic, dimana jari dengan tiga link memiliki area pemegangan

yang lebih luas daripada jari dengan dua link.

Berdasarkan hasil pengukuran gaya tarik statis, desain tangan prosthetic

sistem internal stressing cable dengan puli lebih memberikan gaya tarik yang

minimum jika dibandingkan dengan tangan prosthetic sistem internal stressing

cable tanpa puli. Rata-rata efisiensi gaya tarik statis tangan prosthetic sistem

internal stressing cable dengan puli pada arah longitudinal axis dan sagital plane

tidak berbeda jauh, seperti yang ditunjukkan dalam tabel 4.8. Hal ini berarti

kemampuan tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli dalam

memegang objek benda pada semua arah gerakan sama baiknya.

Pengujian gaya tarik dinamis dari tangan prosthetic dilakukan pada dua

posisi, yakni posisi arah longitudinal axis (hi gravity effect-low friction) dan

posisi arah sagital plane (hi friction-low gravity effect). Dari hasil perhitungan

analisis variansi eksperimen, dapat diketahui bahwa perbedaan desain tangan

prosthetic (baik desain metacarpal maupun phalanx phalangeal) serta perbedaan

model gerakan tangan manusia mempengaruhi besarnya gaya tarik dinamis.

Tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli memiliki rata-rata

gaya tarik dinamis yang lebih kecil, yaitu sebesar 24,226 Newton.

Rekomendasi desain tangan prosthetic ditujukan untuk pengembangan

desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable. Selain karena sudah

memenuhi sisi fungsionalitas, desain tangan prosthetic sistem internal stressing

cable juga lebih memenuhi sisi kosmetik jika dibandingkan dengan tangan

prosthetic sistem external stressing cable. Dengan mempertimbangkan besarnya

rata-rata nilai gaya tarik dinamis dan gaya tarik statis yang dihasilkan pada

masing-masing tangan prosthetic, maka desain tangan prosthetic yang dapat

30

dijadikan rekomendasi untuk pengembangan desain tangan prosthetic selanjutnya

adalah desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli.

31

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Eksperimen mengenai tangan prosthetic diperlukan untuk mengetahui

desain tangan prosthetic terbaik dalam upaya pengembangan desain tangan

prosthetic selanjutnya agar dapat memenuhi kriteria desain tangan prosthetic yang

baik terutama dari sisi pengoperasiannya. Ikhtisar hasil penelitian terangkum

dalam kesimpulan serta masukan perbaikan untuk penelitian selanjutnya tertuang

dalam saran penelitian.

6.1 KESIMPULAN

Hasil penelitian mengenai eksperimen komparasi tangan prosthetic dapat

disimpulkan, sebagai berikut:

1. Rata-rata gaya tarik dinamis yang dibutuhkan tangan prosthetic sistem

external stressing cable adalah 33,959 Newton. Sedangkan rata-rata gaya tarik

dinamis pada tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli

adalah 35,498 Newton, dan rata-rata gaya tarik dinamis pada tangan prosthetic

sistem internal stressing cable dengan puli adalah 24,226 Newton.

2. Rata-rata gaya tarik statis yang dibutuhkan tangan prosthetic sistem external

stressing cable adalah 8,23 Newton. Sedangkan rata-rata gaya tarik statis pada

tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli adalah 12,62

Newton, dan rata-rata gaya tarik statis pada tangan prosthetic sistem internal

stressing cable dengan puli adalah 11,32 Newton.

3. Rata-rata nilai efisiensi gaya tarik statis dari tangan prosthetic sistem external

stressing cable adalah 0,28%. Sedangkan rata-rata nilai efisiensi gaya tarik

statis pada tangan prosthetic sistem internal stressing cable tanpa puli adalah

0,18%, dan rata-rata nilai efisiensi gaya tarik statis pada tangan prosthetic

sistem internal stressing cable dengan puli adalah 0,20%.

4. Berdasarkan hasil eksperimen, dapat diketahui bahwa perbedaan desain tangan

prosthetic (baik desain metacarpal dan phalanx phalangeal) memberikan


5. Dengan mempertimbangkan besarnya rata-rata nilai gaya tarik dinamis dan

gaya tarik statis yang dihasilkan pada masing-masing tangan prosthetic, maka

32

desain tangan prosthetic yang dapat dijadikan rekomendasi dalam

pengembangan desain tangan prosthetic selanjutnya adalah desain tangan

prosthetic sistem internal stressing cable dengan puli.

6.2 SARAN

Saran yang diberikan pada penelitian selanjutnya agar desain tangan

prosthetic mampu dikembangkan menjadi produk yang lebih baik, sebagai

berikut:

1. Jika diinginkan gaya tarik dinamis yang minimum, maka dapat dipilih

treatment pada kondisi desain tangan prosthetic sistem internal stressing

cable dengan puli, pada arah sumbu gerakan longitudinal axis dan model

gerakan tangan spherical.

2. Penelitian selanjutnya diharapkan mampu mengkaji faktor-faktor yang

mempengaruhi besarnya gaya gesek yang terdapat dalam tangan prosthetic,

sehingga gesekan yang terjadi pada saat pengoperasian tangan prosthetic dapat

diminimalisasi.

3. Mengacu pada rekomendasi dalam pengembangan desain tangan prosthetic

selanjutnya, yaitu desain tangan prosthetic sistem internal stressing cable

dengan puli, maka perlu dilakukan pengembangan terhadap sistem

pengoperasian tangan prosthetic dengan menerapkan prinsip semi otomatis

pada sistem tarikan kabel, sehingga beban pengguna untuk mengoperasikan

prosthetic tangan menjadi lebih ringan.

33

DAFTAR PUSTAKA

Tosberg, William A, 1992. Upper and Lower Extremity Prosthesis. Illinois: Charles C Thomas Publisher.

Papaioannou, Yiorgos and Yener N. Yeni, 2000. Joints, Biomecanics Of. Washington DC: The Catholic University of America.

Hamill, Joseph and Kathleen M. Knutzen, 2009. Biomechanical Basis of Human Movement, 3rd edition. Massachusetts: Lippintcott Williams & Wilkins.

Fukaya, N., Toyama, S., Asfour, T., Dillman, R., 2000. Design of the TUAT/Karlsruhe Humanoid Hand, Proceedings of the 2000 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems,13-19.

Hughes, Herr, et.al, 2001. Cyborg Technology - Biomimetic Orthotic and Prosthetic Technology. AI Lab, MIT, 200 Technology Square, Room 820, Cambridge.

Halliday, David, 1999. Physics, 3rd Edition. New York: John Wiley & Sons, Inc

L.Mott, Robert, 2004. Elemen-elemen Mesin dalam Perancangan Mekanis. Yogyakarta: Penerbit Andi.

Sudjana, 1995. Desain dan Analisis Eksperimen. Bandung: Tarsito.

Hicks, Charles R., 1993. Fundamental Concepts in the Design of Experiments. New York: Oxford University Press.

Montgomery, Douglas C., 1984. Design and Analysis of Experiments. New York: John Wilfey & Sons.

Miller, JC., 1991. Statistika untuk Kimia Analitik. Bandung: Penerbit ITB.

Wijaya, 2000. Analisis Statistik dengan Program SPSS 10.0. Bandung: Alfabeta.

34

Weir, Richard F., et.al, 2001. A New Externally Powered, Myoelectrically Controlled Prosthesis for Persons with Partial-Hand Amputations at the Metacarpals. Journal of Prosthetics and Orthotics, Vol. 13, No. 2.

Martell, Jimmy W.S., and Giuseppina Gini, 2007. Robotic Hands: Design Review and Proposal of New Design Process. World Academy of Science, Engineering and Technology.

EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN …... · iv-3 lembar pengesahan judul skripsi: eksperimen...

Documents

Transcript of EKSPERIMEN KOMPARASI PROSTHETIC TANGAN …... · iv-3 lembar pengesahan judul skripsi: eksperimen...