Penelitian di bidang gaya berjalan & postur diawali dengan mengembangkan sistem penangkapan gerak optik dua dimensi yang terjangkau untuk mendapatkan parameter gaya berjalan pada tahun 2008. Kemudian, sistem yang dikembangkan digunakan untuk mendapatkan database gaya berjalan normal Indonesia bersama dengan RS Hasan Sadikin pada tahun 2011. Penangkapan gerak optik 2D kemudian disempurnakan dengan memanfaatkan dua kamera untuk menganalisis gerak manusia dalam tiga dimensi. Baru-baru ini, sistem penangkapan gerak optik 3D dengan memanfaatkan kamera aksi empat olahraga sedang dikembangkan demi keterjangkauan dan portabilitas.

Saat ini, sistem penangkapan gerak optik yang dikembangkan digunakan untuk menyelidiki variabilitas dan stabilitas gaya berjalan. Variabilitas gaya berjalan dapat didefinisikan sebagai fluktuasi langkah demi langkah dalam gerakan berjalan. Dalam tim kami, variabilitas gaya berjalan diukur dengan pergeseran sentroid dari potret fase. Sedangkan kestabilan gaya berjalan diartikan sebagai ketahanan subjek dalam mengontrol posisi body center of mass (CoM) relatif terhadap base of support (BoS), sehingga tidak menyebabkan jatuh pada saat berjalan. Stabilitas gaya berjalan dinilai dengan metode Lyapunov Exponent (LE) dan Recurrence Quantifiers Analysis (RQA) di tim kami. Berbagai faktor yang mempengaruhi variabilitas dan stabilitas gaya berjalan dievaluasi, seperti aplikasi prostetik untuk diamputasi, usia, jenis kelamin, dll.

Sensor dan perangkat dikembangkan untuk mendukung penelitian di Tim Riset Biomekanik, khususnya di bidang gaya berjalan & postur tubuh serta biomekanik olahraga. Sensor yang telah dikembangkan adalah sistem penangkapan gerak optik dan pelat gaya yang terjangkau. Sistem penangkapan gerak optik yang terjangkau dan terjangkau terdiri dari kamera video rumahan, bingkai kalibrasi, dan satu set penanda. Sistem penangkapan gerak optik ditingkatkan dengan memanfaatkan kamera aksi olahraga hingga sekarang untuk meningkatkan portabilitasnya. Selain itu, tim kami juga telah mengembangkan platform gaya yang terjangkau untuk mengukur Ground Reaction Force (GRF) dan Center of Pressure (CoP) dalam tiga arah pergerakan manusia. Saat ini kami sedang mengembangkan pengisapan aerosol ekstraoral bersama dengan ruang negatif untuk mencegah penularan virus, terutama pada pandemi SARS-CoV-2 ini. Dengan mengaplikasikan alat ini, tidak akan ada penularan virus antara pasien dan dokter gigi.

Selain topik di atas, tim kami juga mengembangkan prostetik dan ortotik untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Tim Peneliti Biomekanik telah mengembangkan prostetik lutut transfemoral sejak tahun 2014. Saat ini prostetik lutut ini masih terus ditingkatkan sehingga memiliki desain yang optimal dan siap digunakan oleh para penderita amputasi di Indonesia. Selain itu, inovasi rotator pada prosthetics lutut kami yang memungkinkan untuk duduk bersila menghasilkan paten dari Direktorat Jenderal Kekayaan Intelektual (DJKI), Indonesia. Selain prostetik lutut, kami juga telah mengembangkan tangan bionik yang mencakup tujuh pola pegangan dasar. Tangan bionik ini dipicu oleh sinyal otot orang yang diamputasi yang diperoleh dengan elektromiografi (EMG). Saat ini tangan bionik masih diperbaiki sehingga bisa diaplikasikan oleh penderita amputasi di Indonesia.

Untuk membantu dokter gigi dalam menjalankan tugasnya, Tim Peneliti Biomekanik telah melakukan berbagai kajian dan penelitian di bidang biomekanik gigi atau orthotic. Tim Peneliti Biomekanik telah berhasil mengembangkan metodologi yang lebih cepat untuk menganalisis distribusi stres pada gigi, tulang rahang, ligamen periodontal, dan perawatan apa pun yang dilakukan pada gigi, tulang rahang, dan ligamen periodontal seperti implan gigi, perawatan saluran akar, penggunaan dari bidai, dll. Metode tersebut terdiri dari pemindaian mulut pasien dengan CBCT atau CT scan, kemudian memproses hasil yang dipindai ke model cloud, kemudian membuat model yang solid dari model cloud, dan pada akhirnya memprosesnya menggunakan finite perangkat lunak elemen. Metode yang dikembangkan telah dimanfaatkan untuk mengoptimalkan desain saluran akar ferrule, desain implan gigi, serta desain bidai untuk pasien bruxism. Tim Peneliti Biomekanik juga berhasil merancang dan memproduksi alat tenun dan template yang membantu para ahli bedah gigi dalam operasi fiksasi rahang, dengan menerapkan pencetakan 3D.

Di bidang teknologi rehabilitasi, Tim Riset Biomekanik merancang dan membuat suatu struktur atau mekanisme dengan aspek mekanis seperti pada bagian tubuh manusia untuk mendukung fungsinya. Ada beberapa teknologi rehabilitasi yang telah dikembangkan oleh tim kami, seperti exoskeleton yang terjangkau dan kerangka spasial Taylor (TSF). Eksoskeleton yang dikembangkan digunakan untuk membantu pasien cedera sumsum tulang belakang dalam gerakan duduk-berdiri atau sebaliknya. Eksoskeleton dirancang untuk digunakan oleh pasien dengan tinggi 150 – 184 cm dan berat maksimum 85 kg. Di sisi lain, TSF adalah salah satu peralatan fiksasi eksternal untuk patah tulang. Keuntungan utama TSF adalah dapat digunakan untuk patah tulang kompleks. Saat ini pengembangan exoskeleton dan TSF masih terus dilakukan untuk mengoptimalkan fungsinya.

Biomekanik, khususnya analisis gerakan manusia dapat juga diterapkan pada olahraga, yang disebut biomekanik olahraga. Tujuan utama biomekanik olahraga adalah pencegahan cedera dan peningkatan kinerja. Ada beberapa cabang olahraga yang telah dianalisis dalam tim kami, seperti angkat besi, bulu tangkis, dan sepak bola. Analisis angkat besi dilakukan bekerja sama dengan Kelompok Riset Ilmu Keolahragaan, Sekolah Farmasi, ITB. Analisis bulutangkis dipelajari pada tahun 2020 untuk mengamati gerak lengan atlet saat melakukan smash. Pada saat yang sama, Tim Riset Biomekanik menyelidiki pengaruh bentuk tiang dan pola sepatu bola pada rumput buatan untuk tiga gerakan dasar dalam sepak bola.

Tim Peneliti Biomekanik telah melakukan berbagai penelitian mengenai kelayakan kecelakaan dan cedera biomekanik sejak tahun 2012, dengan fokus pada keselamatan penumpang bus yang merupakan salah satu moda transportasi utama di Indonesia. Analisis struktur superstruktur bus pada kecelakaan terguling dan tabrakan frontal telah dilakukan secara menyeluruh. Validasi eksperimental juga telah dilakukan untuk memvalidasi analisis struktural. Selain itu, untuk memastikan keselamatan penumpang, analisis menyeluruh terhadap cedera penumpang juga telah dilakukan, yang meliputi cedera kepala, leher, dada, dan kaki. Penumpang tersebut dimodelkan dengan boneka yang merepresentasikan penumpang khas Indonesia. Simulasi yang telah dilakukan dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu simulasi skala penuh dan simulasi sederhana. Simulasi skala penuh dapat menghasilkan hasil yang lebih akurat dengan biaya waktu simulasi. Di sisi lain, simulasi yang disederhanakan membutuhkan waktu simulasi yang jauh lebih cepat dengan kesalahan yang dapat diterima. Analisis moda transportasi lainnya juga akan segera dilakukan guna meningkatkan keselamatan penumpang khususnya di Indonesia.