Sistem Pendeteksi Kelelahan Otot pada Biceps Brachii Menggunakan Fitur Root Mean Square dan Klasifikasi Random Forest
Kata Kunci:
kelelahan otot, biceps brachii, root mean square, random forest, electromyographyAbstrak
Kelelahan otot merupakan kondisi umum yang dapat terjadi saat seseorang melakukan aktivitas fisik yang intensif, terutama pada otot biceps brachii. Kelelahan otot dapat berpotensi menyebabkan masalah kesehatan dan mengurangi performa olahraga secara signifikan. Deteksi dini kelelahan otot menjadi krusial untuk mencegah dampak negatif ini, sehingga diperlukan penggunaan teknologi sensor otot untuk merekam sinyal electromyography (EMG) secara real-time. Penelitian ini mengembangkan sistem yang wearable dalam mendeteksi kelelahan otot pada biceps brachii dengan mengusulkan metode ekstraksi fitur Root Mean Square (RMS) dan klasifikasi menggunakan algoritma Random Forest. Sinyal EMG direkam menggunakan Myoware 2.0 Muscle Sensor selama subjek melakukan angkat beban. Data sinyal kemudian diolah dengan ekstraksi fitur RMS untuk mengevaluasi kelelahan otot. Algoritma Random Forest digunakan untuk mengklasifikasikan kondisi kelelahan berdasarkan ekstraksi fitur RMS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Myoware 2.0 Muscle Sensor mampu merekam sinyal EMG secara akurat dalam rentang amplitudo yang relevan. Sistem yang dikembangkan mencapai akurasi sebesar 91,43% dalam mendeteksi kelelahan otot biceps brachii. Waktu komputasi rata-rata yang dibutuhkan sistem adalah 1,026512 detik, menunjukkan efisiensi dalam pengolahan data secara real-time. Secara keseluruhan, sistem berfungsi dengan baik dalam mendeteksi kelelahan otot pada biceps brachii, baik dari segi perangkat keras maupun perangkat lunaknya, mencapai tingkat keberhasilan 100% sesuai dengan fungsionalitas yang diharapkan.
Referensi
Altimari, L., Dantas, J.L., Bigliassi, M., Kanthack, T., Moraes, A. & Abrao, T. 2012. Influence of Different Strategies of Treatment Muscle Contraction and Relaxation Phases on EMG Signal Processing and Analysis During Cyclic Exercise. 10.5772/50599.
Azami, H., Bozorgtabar, B. & Shiroie, M. 2011. Automatic Signal Segmentation using the Fractal Dimension and Weighted Moving Average Filter. International Journal of Electrical and Computer Sciences, 11, 8-15.
Daffa, A. Z., Widasari, E. R. & Syauqy, D. 2023. Analisis Perbandingan Metode Ekstraksi Fitur Mean Absolute Value, Root Mean Square, dan Variance untuk Deteksi Kelelahan Otot Biceps Brachii. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 7(7), 3434–3440.
Ebied, A., Awadallah, A. M., Abbass, M. A. & El-Sharkawy, Y. 2020. Upper Limb Muscle Fatigue Analysis Using Multi-channel Surface EMG. In: 2020 2nd Novel Intelligent and Leading Emerging Sciences Conference (NILES). Giza, Egypt: 423-427.
Gehlot, A., Singh, R., Siwach, S., Shaik, V. A., Alsubhi, K., Singh, A., Noya, I. & Choudhury, S. 2022. Real Time Monitoring of Muscle Fatigue with IoT and Wearable Devices. Computers, Materials & Continua, 72, 999-1015.
Girhepunje, A., Nahid, S., Gajbhiye, P., Akhtar, S. & Anjum, M. 2020. Automated Muscle Fatigue Diagnosis using EMG Signal. International Journal of Scientific Research in Science, Technology and Engineering (IJSRST), 5(7), 40-46.
Kiran, K. & Rani, K. U. 2017. Analysis of EMG Signal to Evaluate Muscle Strength and Classification. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 4(7).
Kundu, B. 2021. Classification and Feature Extraction of Different Hand Movements from the EMG Signal using Machine Leaning based Algorithms. Master's thesis, University of Minnesota.
Malik, V. & Ramakrishnan, R. 2020. Design and Analysis of Biceps and Triceps Muscle Strengthening Structure. International Journal of Advanced Science and Technology, 29, 10141-10159.
Mundial, I. Q., Khan, M. S. A., Asif, M., Saheen, F., Ali, Y., Ali, I., Phul, A. H., Sultan, S. & Rehman, F. 2022. The Real-time Monitoring of Muscle Fatigue using Surface Electromyography (sEMG). International Journal of Information Technology and Language Studies (IJITLS), 6(2), 17-25.
MYOWARE by Advancer Technologies, 2022. MYOWARE 2.0 Muscle Sensor. Tersedia di: https://myoware.com/products/muscle-sensor/ [Diakses 7 Juli 2024]
Putra, D. S., Wibawa, A. D. & Purnomo, M. H. 2016. Klasifikasi Sinyal EMG pada Otot Tungkai Selama Berjalan Menggunakan Random Forest. Inotera: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro, 1(1), 1-10.
Raharjo, R., Fatukhurrozi, A. B. & Asnawi, B. 2020. Analisis Sinyal Electromyography (EMG) Pada Otot Biceps Brachii Untuk Mendeteksi Kelelahan Otot Dengan Metode Median Frekuensi. 1(1), 1-5.
Rehab My Patient, 2020. Biceps brachii. Tersedia di: https://www.rehabmypatient.com/elbow/biceps-brachii [Diakses 11 Juli 2024].
Saini, A. 2022. An Introduction to Random Forest Algorithm for beginners. Analytics Vidhya. Tersedia di: https://www.analyticsvidhya.com/blog/2021/10/an-introduction-to-random-forest-algorithm-for-beginners/ [Diakses 7 Juli 2024]
Altimari, L., Dantas, J.L., Bigliassi, M., Kanthack, T., Moraes, A. & Abrao, T. 2012. Influence of Different Strategies of Treatment Muscle Contraction and Relaxation Phases on EMG Signal Processing and Analysis During Cyclic Exercise. 10.5772/50599.
Azami, H., Bozorgtabar, B. & Shiroie, M. 2011. Automatic Signal Segmentation using the Fractal Dimension and Weighted Moving Average Filter. International Journal of Electrical and Computer Sciences, 11, 8-15.
Daffa, A. Z., Widasari, E. R. & Syauqy, D. 2023. Analisis Perbandingan Metode Ekstraksi Fitur Mean Absolute Value, Root Mean Square, dan Variance untuk Deteksi Kelelahan Otot Biceps Brachii. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi Dan Ilmu Komputer, 7(7), 3434–3440.
Ebied, A., Awadallah, A. M., Abbass, M. A. & El-Sharkawy, Y. 2020. Upper Limb Muscle Fatigue Analysis Using Multi-channel Surface EMG. In: 2020 2nd Novel Intelligent and Leading Emerging Sciences Conference (NILES). Giza, Egypt: 423-427.
Gehlot, A., Singh, R., Siwach, S., Shaik, V. A., Alsubhi, K., Singh, A., Noya, I. & Choudhury, S. 2022. Real Time Monitoring of Muscle Fatigue with IoT and Wearable Devices. Computers, Materials & Continua, 72, 999-1015.
Girhepunje, A., Nahid, S., Gajbhiye, P., Akhtar, S. & Anjum, M. 2020. Automated Muscle Fatigue Diagnosis using EMG Signal. International Journal of Scientific Research in Science, Technology and Engineering (IJSRST), 5(7), 40-46.
Kiran, K. & Rani, K. U. 2017. Analysis of EMG Signal to Evaluate Muscle Strength and Classification. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 4(7).
Kundu, B. 2021. Classification and Feature Extraction of Different Hand Movements from the EMG Signal using Machine Leaning based Algorithms. Master's thesis, University of Minnesota.
Malik, V. & Ramakrishnan, R. 2020. Design and Analysis of Biceps and Triceps Muscle Strengthening Structure. International Journal of Advanced Science and Technology, 29, 10141-10159.
Mundial, I. Q., Khan, M. S. A., Asif, M., Saheen, F., Ali, Y., Ali, I., Phul, A. H., Sultan, S. & Rehman, F. 2022. The Real-time Monitoring of Muscle Fatigue using Surface Electromyography (sEMG). International Journal of Information Technology and Language Studies (IJITLS), 6(2), 17-25.
MYOWARE by Advancer Technologies, 2022. MYOWARE 2.0 Muscle Sensor. Tersedia di: https://myoware.com/products/muscle-sensor/ [Diakses 7 Juli 2024]
Putra, D. S., Wibawa, A. D. & Purnomo, M. H. 2016. Klasifikasi Sinyal EMG pada Otot Tungkai Selama Berjalan Menggunakan Random Forest. Inotera: Jurnal Ilmiah Teknik Elektro, 1(1), 1-10.
Raharjo, R., Fatukhurrozi, A. B. & Asnawi, B. 2020. Analisis Sinyal Electromyography (EMG) Pada Otot Biceps Brachii Untuk Mendeteksi Kelelahan Otot Dengan Metode Median Frekuensi. 1(1), 1-5.
Rehab My Patient, 2020. Biceps brachii. Tersedia di: https://www.rehabmypatient.com/elbow/biceps-brachii [Diakses 11 Juli 2024].
Saini, A. 2022. An Introduction to Random Forest Algorithm for beginners. Analytics Vidhya. Tersedia di: https://www.analyticsvidhya.com/blog/2021/10/an-introduction-to-random-forest-algorithm-for-beginners/ [Diakses 7 Juli 2024]
Unduhan
Diterbitkan
Cara Mengutip
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2024 Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
Artikel ini berlisensiCreative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.