TEMPO.CO, Munich - Generasi baru perangkat pakai (wearable device) kelak akan memiliki sumber energi baru, yaitu gerakan kaki manusia. Dua perangkat baru yang dipasang di bagian sol sepatu ini bisa mengumpulkan energi dari gerakan kaki ketika kita berjalan atau berlari. Energi yang terkumpul dapat dipakai untuk menyalakan sensor dan peralatan elektronik yang lain.
Perangkat isi ulang baterai ini suatu saat juga bisa digunakan untuk menciptakan perangkat pakai, seperti jam tangan dan gelang pintar. Peneliti Jerman yang mengembangkan sepatu pintar ini mengatakan bahwa kelak perangkat pakai tak perlu lagi menggunakan charger.
Salah satu perangkat isi ulang ini adalah "shock harvester", yang mengumpulkan energi ketika tumit sepatu Anda menginjak tanah. Perangkat lain, yang dinamai "swing harvester", memperoleh tenaga ketika kaki mengayun ke depan saat Anda berjalan atau berlari. Perangkat pengumpul energi itu juga dapat dihubungkan ke perangkat elektronik di dalam sepatu yang melacak kecepatan, pergerakan, dan temperatur.
"Keduanya dilandasi prinsip yang sama, yaitu induksi elektromagnetik," kata Klevis Ylli, dari Hahn-Schickard-Gesellschaft Institute of Micromachining and Information Technology di Jerman. Ylli adalah penulis utama makalah tentang perangkat pengumpul energi baru tersebut.
Setiap perangkat itu memiliki kumparan kawat dan setumpuk magnet. Ketika orang yang mengenakan perangkat itu berjalan atau berlari, magnet bergerak melewati kumparan, menyebabkan perubahan medan magnet dalam kumparan. "Perubahan medan magnet ini menciptakan tegangan atau muatan listrik di dalam kawat listrik, yang nantinya dapat dipakai untuk memasok tenaga dalam peralatan elektronik apa pun yang terpasang pada sepatu," kata Ylli seperti dikutip dari Live Science.
Pengumpul tenaga ayun (swing harvester) awalnya dikembangkan untuk memasok tenaga pada sepasang sepatu yang talinya dapat terikat sendiri. Perangkat itu panjangnya 7,6 sentimeter, lebar 2 sentimeter, dan tinggi 1,5 sentimeter.
Dengan ukuran sekecil itu, perangkat tersebut dapat dimasukkan ke bagian sol di tumit sepatu. Bobotnya juga hanya 25 gram sehingga pengguna tidak akan merasa terbebani ketika kaki mereka mengayun.
Perangkat shock harvester yang memasok energi dari entakan tumit kaki berukuran sedikit lebih besar. Beratnya sekitar 150 gram dan dikembangkan untuk aplikasi berbeda, menyediakan tenaga untuk sistem navigasi dalam ruang.
Sistem navigasi dalam ruang adalah alternatif sistem navigasi GPS berbasis satelit, yang terkadang tak berfungsi di dalam bangunan atau di tengah area perkotaan yang padat. Sistem indoor yang kerap dikenakan oleh pemadam kebakaran dan personel militer ini menggunakan sensor untuk mengumpulkan informasi tentang lokasi seseorang dan memancarkan data itu secara nirkabel ke komputer pusat.
"Untuk sistem navigasi indoor, ada sejumlah sensor atau accelerometer di dalam sepatu guna mengetahui seberapa cepat Anda bergerak, akselerasinya, dan sudut gerakan kaki. Dari data ini, sistem itu bisa menghitung seberapa banyak dan jauh Anda telah berjalan," kata Ylli. Sebuah baterai, yang juga terletak di dalam sepatu, memperoleh tenaga dari perangkat itu, dan menjaga sensor tetap berjalan.
Dalam beberapa uji coba terakhir, Ylli dan timnya menyambungkan perangkat pengumpul energi ke sensor temperatur yang ditanam di sepatu tersebut. Seorang relawan diminta menggunakan sepatu itu dan berjalan di atas treadmill.
Para peneliti menemukan bahwa energi listrik yang diperoleh dari gerakan orang berjalan sudah cukup untuk memasok tenaga ke sensor temperatur maupun pemancar nirkabel di dalam sepatu yang mengirimkan data suhu dari sensor ke sebuah telepon pintar.
Pada masa depan, perangkat serupa dapat digunakan untuk memancarkan data dari accelerometer yang terpasang pada sepatu ke ponsel pintar atau tablet. Sepatu pintar yang dapat mengisi ulang secara mandiri bisa berfungsi seperti pelacak kebugaran, memantau berapa banyak langkah serta jarak dan kecepatan.
"Jika Anda mengamati lingkungan ilmiah dari dekat, ada banyak orang yang mencoba membuat perangkat pengumpul energi seperti ini untuk sepatu," ujar Ylli. "Banyak orang yang berminat dan berharap pengumpul energi seperti ini akan semakin baik dan layak untuk mengisi ulang perangkat bergerak."
Pada masa mendatang, Ylli dan timnya berencana mengoptimalkan perangkat pengumpul energi buatan mereka untuk menangkap lebih banyak energi dari beragam gerakan sehari-hari manusia. Laporan hasil riset mereka dipublikasikan pada jurnal Smart Materials and Structures.
SMART MATERIALS AND STRUCTRURES | LIVE SCIENCE | AMRI MAHBUB
