Pengembangan Alat Pengukuran Kelelahan Mental Berbasis Uji Flicker

Oleh : Farhan Kamil Sandika

A.      Judul Penelitian

Pengembangan Alat Pengukuran Kelelahan Mental Berbasis Uji Flicker

B.      Penulis

Yassierli : Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Industri, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10, Bandung 40132. yassierli@mail.ti.itb.ac.id

Atya Nur Aisha : Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Industri, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10, Bandung 40132. atyanuraisha@gmail.com

Azi Ginanjar Nugraha : Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Industri, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10, Bandung 40132. azignugraha@gmail.com

C.      Nama Jurnal

Jurnal Teknik Industri, Vol. 18, No. 1, Juni 2016, 11-20. Dalam Link : https://drive.google.com/file/d/0B3veF_xJ1onYMHlNYlQ0Z2F6ZU0/view

D.      Latar Belakang Masalah

Angka kecelakaan kerja di Indonesia masih ter-golong tinggi. Pada akhir Triwulan IV tahun 2014, angka kecelakaan kerja nasional mencapai 14.519 kasus, dengan jumlah korban kecelakaan mencapai 14.257 orang. Sumber kecelakaan kerja didominasi oleh kecelakaan lalu lintas dalam hubungan kerja, alat kerja mesin serta perkakas kerja tangan (Pusdatinaker [1]). Caldwell, et al. [2] menyatakan bahwa faktor kelelahan berpengaruh terhadap ter-jadinya kecelakaan. Kelelahan diidentifikasi sebagai faktor yang berkontribusi terhadap kecelakaan, insiden dan kematian di berbagai kondisi karena adanya penurunan kewaspadaan dan kinerja (Williamson, et al. [3]). Oleh karena itu, perlu adanya suatu alat pengukuran dan monitoring ke-lelahan kerja, termasuk di dalamnya kelelahan mental.

Berbagai alat ukur untuk monitoring kelelahan telah diusulkan dalam literatur. Salah satunya ada-lah alat ukur berbasis uji flicker dengan menggunakan indikator Critical Flicker Fusion Frequency (CFFF).

Konsep dasar pengukuran flicker dengan meng-gunakan konsep lampu yang berkedip pada frekuensi tertentu, kemudian frekuensi dari lampu akan meningkat sampai frekuensi tertentu, sehing-ga kedipan lampu terlihat seperti lampu yang kontinu. Frekuensi dari kondisi tersebut dinamakan CFFF. Nilai CFFF mempunyai satuan Hertz (Hz), yang dapat digunakan untuk mengukur efisiensi fungsi sistem saraf pusat atau ketanggapan sistem saraf (cortical arousal) (Kroemer dan Grandjean [4]).

Tingkat kelelahan seseorang, khususnya kelelahan mental, dapat diukur dari waktu reaksi dan kondisi mata. Kemampuan mata dalam menerima stimulus dan memproses informasi diatur oleh sistem saraf pusat. Saat kemampuan mata mengalami penurunan dalam menangkap stimulus, yang ditandai dengan ketidakmampuan membedakan lampu berkedip serta waktu reaksi yang besar, mengindikasi-kan adanya penurunan kinerja sistem saraf pusat dan kelelahan (Saito, [5]). Individu yang mengalami kelelahan akan memiliki nilai CFFF lebih rendah dibandingkan individu normal (Kulinski, et al. [6]).

Uji flicker memanfaatkan konsep bahwa kelelahan dapat menimbulkan penurunan aktivitas kewaspadaan dan perhatian, karena adanya reaksi dari sistem penghambat yang menurunkan kondisi sistem penggerak di bagian cerebral cortex

E.       Masalah/ Pertanyaan Penelitian

Angka kecelakaan kerja di Indonesia masih ter-golong tinggi. faktor kelelahan berpengaruh terhadap ter-jadinya kecelakaan. Kelelahan diidentifikasi sebagai faktor yang berkontribusi terhadap kecelakaan, insiden dan kematian di berbagai kondisi karena adanya penurunan kewaspadaan dan kinerja (Williamson, et al. [3]). Oleh karena itu, perlu adanya suatu alat pengukuran dan monitoring ke-lelahan kerja, termasuk di dalamnya kelelahan mental.

Berbagai alat ukur untuk monitoring kelelahan telah diusulkan dalam literatur. Salah satunya ada-lah alat ukur berbasis uji flicker dengan menggunakan indikator Critical Flicker Fusion Frequency (CFFF). Alat uji flicker yang dirancang oleh Saito, masih memiliki kekurangan yaitu pengkondisian jarak pengujian sulit distandarkan, serta tidak dapat mendeteksi titik kesalahan yang terjadi.

F.       Tujuan Penelitian

Dalam penelitian ini dilakukan pengembangan alat uji flicker untuk mengukur kelelahan mental dan hasil rancangan kemudian diujicoba dengan studi laboratorium dan studi lapangan untuk memperoleh vali dasi alat ukur secara empiris

G.     Metode

Pengembangan Alat Ukur

Dalam penelitian ini, kerangka pengembangan produk yang digunakan sebagai acuan adalah model system life cycle Chapanis [7] yang dilengkapi oleh model siklus pengembangan produk dari Ulrich dan Eppinger [8]. Pada kedua kerangka ini, metode pengembangan produk berpusat pada pemenuhan kebutuhan, fungsi, prosedur, fitur dan disain lainnya, karena adanya kelebihan, kekurangan, dan sifat-sifat khusus dari manusia sebagai penggunanya.

Kerangka usulan dimulai dari evaluasi alat ukur eksisting, untuk merancang fungsi dasar produk yang akan dijabarkan dalam konsep operasional. Bersamaan dengan penjabaran kebutuhan konsep operasional dilakukan identifikasi kebutuhan produk dengan mempertimbangkan karakteristik pengguna.

Hasil kedua proses ini adalah spesifkasi kebutuhan sistem. Tahapan selanjutnya adalah penentuan kriteria performansi yang hendak dicapai yang digali dari benchmark sebagai dasar uji usabilitas dan penerjemahan konsep produk menjadi prototipe sederhana. Beberapa tahapan dapat dilakukan paralel karena tidak terkait. Kemudian dilakukan uji usabilitas untuk memastikan aspek usabilitas produk dan melihat kekurangan produk yang belum disadari pada proses pengembangan. Setelah lulus uji usabilitas, dilakukan pengujian performansi yang dilakukan pada eksperimen di laboratorium dan pengujian di lapangan. Hasil dari pengujian performansi diperoleh ketercapaian target pengembangan produk dan perbaikan konsep produk apabila diperlukan.

Evaluasi Alat Ukur Eksisting

Evaluasi dilakukan terhadap berbagai alat ukur yang ada saat ini. Dua alat uji flicker yang dievaluasi adalah produk buatan Yagami Scientific Instrument Mfg dan portable fatigue meter yang diusulkan Saito.

Rancangan Konsep Operasional

Konsep produk merupakan hasil penurunan ide produk yang dijabarkan menjadi fungsi dasar produk. Hal tersebut akan menjadi dasar dalam melakukan pengembangan produk (Chapanis [7]). Rancangan konsep operasional ini menjawab keku-rangan yang ada dari produk buatan Yagami Scien-tific Instrument Mfg dan portable fatigue meter yang diusulkan Saito [5]. Kelemahan dari produk buatan Yagami Scientific Instrument Mfg adalah tidak portable dan tidak memiliki mekanisme umpan ba-lik. Sementara kelemahan dari portable fatigue meter yang diusulkan oleh Saito [5] adalah tidak memiliki mekanisme umpan balik.

Fungsi dasar produk yang hendak dikembangkan adalah sebagai berikut: (a) Menghasilkan stimulus. (b) Memfasilitasi pengguna untuk merespon stimu-lus. (c) Validasi input pengguna (d) Memberikan penilaian kondisi kelelahan pengguna.

Identifikasi Kebutuhan Pengguna

Bersamaan dengan tahapan pendefinisian konsep operasional dilakukan tahapan identifikasi spesifi-kasi kebutuhan. Targetnya adalah produk yang akan dibuat memiliki fungsi produk yang dapat memenuhi kebutuhan pengguna, pekerja industri dengan risiko kecelakaan kerja yang tinggi akibat kelelahan, misalnya pengemudi, pekerja konstruksi, pekerja tambang, dan lain-lain. Alat akan diguna-kan di lapangan industri. Untuk itu diperlukan identifikasi kebutuhan pengguna.

Penentuan Kebutuhan Sistem

Pendefinisian kebutuhan sistem dilakukan dengan memanfaatkan informasi hasil rancangan konsep operasional dan identifikasi kebutuhan pengguna. Pada tahapan ini, kebutuhan sistem ditentukan dengan digunakan pendekatan three view of system, yaitu terkait aspek fungsional (fungsi dasar produk), operasional (cara menjalankan fungsi produk), serta fisikal (tampilan yang akan digunakan untuk menjalankan fungsi tersebut) (Chapanis [7]). Infor-masi kebutuhan pengguna akan menjadi masukan dalam merancang kebutuhan sistem, baik dari aspek operasional, fungsional maupun fisikal.

Penentuan Kriteria Performansi Produk

Pengembangan fungsi produk dilakukan dengan mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan dari alat yang telah ada sebelumnya dan karakteristik calon pengguna alat. Informasi tersebut berpenga-ruh pada penentuan kriteria performansi yang hen-dak dicapai oleh produk yang dirancang. Kriteria performansi digunakan untuk mengukur keter-capaian dan melakukan evaluasi dari kriteria-kri-teria yang telah ditetapkan. Penentuan target dila-kukan dengan membandingkan dengan benchmark dan wawancara dengan ahli.

H.     Hasil Penelitian

Pembuatan Prototipe

Prototipe dibuat dengan bahan styrofoam, kertas, dan beberapa komponen elektronik sederhana. Disain alat yang dirancang terdiri dari dua bagian utama yaitu sumber stimulus dan alat kendali sebagai input. Pada bagian sumber stimulus, ter-dapat tiga buah lampu dengan posisi dan orientasi sudut dapat disesuaikan, serta adanya layar LCD untuk menampilkan status pengukuran. Pada bagian alat kendali terdiri dari tiga tombol dengan orientasi posisi tombol disesuaikan dengan sumber stimulus.

Pengujian Usabilitas

Pengujian usabilitas dilakukan bertujuan untuk memastikan produk bersifat user friendly dan mengetahui apakah ada kekurangan produk yang belum disadari pada proses pengembangan. Uji usa-bilitas dilakukan dilingkungan laboratorium dengan responden berlatar belakang pekerja administrasi. Hal ini sesuai dengan karakteristik calon pengguna, dimana pekerjaan dari calon pengguna memiliki beban kerja fisik mental dan tekanan waktu. Uji usabilitas dilakukan dengan menjalankan beberapa skenario pengguna alat, dengan melibatkan dua peran utama yaitu observer dan responden. Pendataan respon dilakukan dari hasil wawancara dan pengamatan terhadap critical incident (temuan ketidaksesuaian rancangan) selama responden menggunakan alat berdasarkan skenario yang telah disusun. Hasil uji usabilitas mencatat beberapa critical incident berikut: (a) Responden tidak meng-atur sudut LED saat melakukan pengujian. (b) Responden tidak mengetahui maksud display headset. (c) Responden merasa tombol kontrol yang berada di samping alat kurang pas. (d) Responden tidak langsung memahami tampilan informasi di LCD.

Setelah mengetahui hasil uji usabilitas, selanjutnya dilakukan rancangan disain prototipe dengan mem-pertimbangkan hasil uji usabilitas. Beberapa poin perbaikan yang dilakukan pada perancangan produk jadi antara lain bagian LED dibuat lebih menonjol, LED dapat diatur sudut kemiringannya sesuai dengan yang mudah diterima oleh responden, tombol kontrol input dibuat terpisah seperti remote, serta tombol input diletakkan pada bagian pinggir untuk mempermudah proses penekanan pada saat alat digenggam, serta membuat LCD lebih miring, tidak lagi sejajar dengan lampu.

Pengujian Produk

Pengujian produk dilakukan melalui eksperimen di laboratorium dan pengujian di lapangan. Tujuan ujicoba adalah untuk melakukan pengujian perfor-mansi ketercapaian target pengembangan produk dan perbaikan konsep produk apabila diperlukan. Pada eksperimen di laboratorium, dilakukan dua jenis aktivitas mental yaitu critical reading dan per-hitungan aritmatika kompleks dengan melibatkan 16 orang partisipan. Partisipan melakukan aktivitas critical reading dan perhitungan aritmatika kom-pleks selama 100 menit.

Pengambilan data di lapangan dengan melibatkan objek pengemudi bis malam antar kota antar pro-vinsi. Pemilihan objek ini dilandasi karena peker-jaan pengemudi bis memiliki komposisi beban kerja mental, fisik, serta tekanan waktu.

I.        Review/ Komentar

Penelitian ini telah menghasilkan suatu produk usulan untuk pengukuran alat ukur kelelahan berbasis uji flicker. Alat ini sangat bermanfaat untuk mengetahui tingkat kelelahan mental seseorang karena kemungkinan  hal ini dapat Mengganggu produktifitas dalam aktifitasnya.

J.        Abstrak Jurnal

Studi sebelumnya telah dilakukan untuk mengukur kelelahan menggunakan uji flicker. Namun, validitas perangkat masih belum diketahui secara empiris. Penelitian ini mengusulkan modifikasi alat kelelahan ukur berdasarkan uji flicker. Modifikasi dikembangkan dari kerangka desain faktor produk manusia, dengan tahapan termasuk analisis kondisi yang ada, konsep operasional, kebutuhan pengguna, kriteria kinerja, persyaratan sistem, desain prototipe, pengujian kegunaan dan pengujian akhir. aparatur yang diusulkan terdiri dari dua bagian utama: sumber stimulus dan perangkat kontrol sebagai masukan. stimulus yang diberikan oleh tiga lampu dengan posisi disesuaikan dan sudut orientasi. Sebuah layar LCD disediakan untuk menampilkan status dan hasil pengukuran. Perangkat kontrol terdiri dari tiga tombol untuk merespon stimulus yang sesuai. pencobaan produk yang dilakukan melalui 1) percobaan laboratorium dengan kegiatan membaca kritis dan kompleks aritmatika dan 2) studi lapangan pada sopir bus malam. Semua tugas yang dipilih mewakili karya dengan beban kerja mental yang dominan. Percobaan laboratorium menunjukkan kisaran Kritis Flicker Fusion Frequency (CFFF) di tempat kerja dari 14-40 HZ, dengan penurunan rata-rata nilai CFFF 5,3 Hz di kompleks aritmatika dan 4,8 Hz dalam kegiatan membaca kritis. Studi pada driver bus malam mengakibatkan CFFF nilai kisaran 18-40 Hz dengan delta CFFF rata-rata 8,97 Hz. Kedua pencobaan menunjukkan bahwa uji flicker dengan CFFF indikator dapat digunakan untuk mengukur kelelahan mental. Selain itu, kerangka yang diusulkan digunakan dalam pengembangan desain ini dapat digunakan sebagai acuan dalam merancang berbagai produk dengan mengambil aspek faktor manusia sebagai fokus seperti kebutuhan pengguna dan keterbatasan pengguna.

K.      Daftar Pustaka

1. Pusdatinaker. 2015. Data Tipe Kece-lakaan Kerja di Indonesia Menurut Provinsi dan Sumber Kecelakaan Kerja, retrieved from: http://pusdatinaker.balitfo.depnakertrans. go.id/viewpdf.php?id=391on 24 Agustus 2015.

2. Caldwell, J. A., Caldwell, J. L., and Schmidt, R. M., Alertness Management Strategies for Opera-tional Contexts, Sleep Medicine Reviews, 12(4), 2008, pp. 257-273.

3. Williamson, A., Lombardi, D. A., Folkard, S., Stutts, J., Courtney, T. K., and Connor, J. L., Link Between Fatigue and Safety, Accident Analysis and Prevention (43), 2011, pp. 498-515.

4. Kroemer, K. H. E., and Grandjean, E.,Fitting the Task to the Human: A Textbook of Occupational Ergonomics, Taylor & Francis Ltd, London, 2000.

5. Saito, K., Measurement of Fatigue in Industries, Industrial Health, 37, 1999, pp. 134-142.

6. Kulinski, M., Koszela-Kulinska, J., and Jach, K., Worker Fatigue, An Overview of Subjective and Objective Methods of Measurement, Advances in Human Factors and Sustainable Infrastructure, 2014, pp. 51-56.

7. Chapanis, A., Human Factors in Engineering Design, John Wiley & Sons, Inc, New York, 1996.

8. Ulrich, K. T., and Eppinger, S. D.,Product Design and Develpoment. McGraw-Hill, New York, 2008.

9. Murata, K., Araki, S., Yokoyama, K., Yamashita, K., Okumatsu, T., and Sakou, S., Accumulation of VDT Work-Related Visual Fatigue Assessed by Visual Evoked Potential, Near Point Distance and Critical Flicker Fusion, Industrial health, 34(2), 1996, pp. 61-69.

10. Sang, Y., and Li, J., Research on Beijing Bus Driver Psychology Fatigue Evaluation, Procedia Engineering, 43, 2012, pp. 443-448.

11. Ikarashi, T., Measurement of Physic Fatigue by a Flicker in Our Employees Suffering in Mid Niigata Prefecture Earthquake in 2004, 2005, retrieved from: www.janiigata.sakura.ne.jp/JMNK/ 14-1/7.pdfon 24 Agustus 2015.

12. Lafere, P., Balestra, C., Hemelryck, W., Donda, N., Sakr, A., Taher, A., Marroni, S., and Ger-monpre, P., Evaluation of Critical Flicker Fusion Frequency and Perceived Fatigue in Divers After Air and Enriched Air Nitrox Diving, Diving and Hyperbaric Medicine, 40(3), 2010.

13. Suarez, V. J. C., Fatigue of Nervous System ThroughFlicker Fusion Threshold After a Maximum Incremental Cycling Test, Journal of Sport and Health Research, 3(1), 2011,pp. 27-34.