Siswa sekolah menengah mengusulkan solusi AI untuk gegar otak dalam hoki

Siswa sekolah menengah mengusulkan solusi AI untuk gegar otak dalam hoki

Gegar otak dalam hoki
(Qiushi Han – Pengembang Shotguard & Pemain Hoki Junior, OJHL)

Masalah gegar otak yang meningkat dalam hoki es tampaknya telah menemukan solusi potensial. Aplikasi seluler inovatif dan perangkat pendeteksi bernama Shotguard baru-baru ini memulai debutnya di MIT App Inventor SUMMER APPATHON. Tidak hanya memperingatkan, namun yang lebih penting, berpotensi mencegah gegar otak hoki es.

(Perangkat Penjaga dan APLIKASI)

Gegar otak adalah cedera yang umum dan berpotensi berbahaya dalam olahraga kontak, terutama hoki. Antara 1,7 dan 3 juta gegar otak terkait olahraga terjadi setiap tahun, dan lebih dari 50% pemain NHL mengalami gegar otak pada suatu saat dalam karier mereka.

Menurut statistik tahun 2017, persentase pemain hoki pria berusia 16 tahun ke bawah yang didiagnosis mengalami gegar otak selama pertandingan dan latihan masing-masing adalah 10,4% dan 7,9%, serta 8,6% dan 6,9% untuk pemain wanita. Menurut Hockey Canada/USA, musim 2019-2020 mencapai 1,15 juta pemain di bawah usia 16 tahun di Kanada pada 2019-2020 dan 560.000 di Amerika Serikat. Hoki merupakan salah satu cabang olahraga yang paling tinggi kemungkinan terjadinya gegar otak pada anak.

Munculnya Shotguard mungkin menawarkan harapan untuk memecahkan masalah ini. Perangkat Shotguard terdiri dari sensor ESP32 M5 yang murah dan sebuah aplikasi. Aplikasi ini dikembangkan menggunakan MIT App Inventor. Unit sensor dilengkapi dengan WiFi, Bluetooth, baterai isi ulang, dan sensor IMU. Sensor ini dijual dengan harga di bawah $25 dan dapat dikembangkan dengan lingkungan pengembangan Arduino standar.

Shotguard dikembangkan oleh dua siswa SMA Kanada, Qiushi Han dan Qianhao Han, yang merupakan saudara kandung. Qiushi Han, pemain hoki junior dari Ontario Junior Hockey League (OJHL), menyatakan bahwa tujuan utama Shotguard adalah menyediakan lingkungan bermain yang aman bagi pemain seperti dia dengan mengidentifikasi potensi risiko gegar otak secara tepat waktu dan mengambil tindakan pencegahan.

Shotguard mencatat data aktivitas otak dan memberikan informasi terkini tentang kesehatan pemain kepada pelatih dan orang tuanya. Saat permainan atau latihan berlangsung, AI menganalisis data untuk menentukan risiko gegar otak. Aplikasi yang disertakan juga menampilkan sistem kode warna (hijau untuk keamanan, kuning untuk risiko, dan merah untuk kemungkinan gegar otak) agar pelatih dan orang tua selalu mendapat informasi tentang status keselamatan pemain.

Jika seorang pemain berisiko mengalami gegar otak, aplikasi akan memberi tahu pihak terkait agar mereka dapat berkomunikasi dan mengambil tindakan pencegahan yang diperlukan. Informasi ini juga dapat dibagikan kepada dokter untuk memberikan dukungan tambahan bagi kesembuhan sang pemain.

Shotguard mengatasi masalah pencegahan gegar otak menggunakan pembelajaran mesin. Ini dapat secara akurat memprediksi risiko gegar otak dengan menganalisis pola dan mempertimbangkan faktor-faktor seperti usia, berat badan, dan tinggi badan. Pelatih dan orang tua dapat secara proaktif mengambil langkah-langkah untuk mencegah gegar otak, daripada hanya bereaksi setelah kejadian tersebut. Melalui analisis data dan pembelajaran mesin, Shotguard memberikan peringatan real-time kepada pelatih dan orang tua.

(Transfer data awan Shotguard)

Sensor dan aplikasi Shotguard diuji di lapangan dengan dukungan mantan pemain hoki NHL Adam Henrich dan tim hoki North York Rangers Jr. Data sensor dikumpulkan selama bermain game. Nilai guncangan adalah antara 0-3 selama waktu permainan normal, sedangkan tabrakan menghasilkan lebih dari 12. Shotguard secara efisien mengumpulkan dan menganalisis data dan memberikan peringatan waktu nyata kepada pelatih dan orang tua.

“Analisis kami menunjukkan bahwa enam faktor mungkin terkait dengan apakah seorang pemain hoki mengalami gegar otak setelah terkena pukulan. Ini adalah usia, tinggi badan, berat badan, jenis kelamin, kekuatan dampak saat ini dan kekuatan dampak kumulatif dari waktu ke waktu.” Qiushi Han berkata, “Model DNN kami menggunakan enam fitur sebagai node lapisan masukan. Model kemudian memproses informasi melalui tiga lapisan tersembunyi untuk menghasilkan tiga node pada lapisan keluaran. Node keluaran ini mewakili kemungkinan bahwa pemain akan berada pada risiko gegar otak rendah, sedang, dan tinggi setelah benturan lainnya.”

Kemudian aplikasi menampilkan nilai probabilitas yang sesuai dengan node keluaran dengan probabilitas tertinggi. Hal ini memungkinkan pelatih, pemain, dan staf medis dengan cepat menilai tingkat risiko pemain dan mengambil tindakan yang tepat untuk mencegah atau menangani gegar otak.

Adam Henrich memuji produk tersebut, dengan mengatakan “Shotguard dapat menjadi terobosan dalam pencegahan gegar otak.”

Shotguard berpartisipasi dalam MIT App Inventor SUMMER APPATHON Youth Challenge 2023 dan mengamankan tempat ketiga. MIT App Inventor Summer Appathon adalah acara yang diselenggarakan oleh MIT App Inventor untuk mendorong kolaborasi tim dan pengembangan aplikasi yang mengatasi masalah yang kompleks dan menantang. Peserta diminta untuk membuat dan mengirimkan aplikasi App Inventor yang membantu mereka yang membutuhkan atau membuat perbedaan di masyarakat. Panel juri kompetisi ini terdiri dari anggota MIT, App Inventor Foundation, Kanagawa Institute of Technology di Jepang, Hong Kong Jockey Club Charities Trust dan lain-lain. Sebanyak 212 peserta dari seluruh dunia berhasil lolos ke babak final.