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Motion capture via MEMS-type inertial sensors and low cost magnetometers for biomechanical applications

Grant number: 18/23429-6
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
Start date: December 01, 2018
End date: November 30, 2019
Field of knowledge:Health Sciences - Physiotherapy and Occupational Therapy
Agreement: FINEP - PIPE/PAPPE Grant
Principal Investigator:Mário Sandro Francisco da Rocha
Grantee:Felipe Marrese Bersotti
CNAE: Atividades de produção cinematográfica, de vídeos e de programas de televisão
Desenvolvimento de programas de computador sob encomenda
Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
Associated research grant:17/19494-4 - Motion capture based on low cost MEMS Inertial and Magnetic Sensors applied to biomechanics, AP.PIPE

Abstract

Medições precisas da orientação espacial desempenham papel crítico em campos como: aeroespacial, robótica, navegação, análise do movimento humano e interação homem-máquina. Com o avanço de algumas tecnologias, especialmente os Micro Eletromechanical Systems (MEMS), cresce o número de aplicações da captura de movimento (Mocap) em fisioterapia, biomecânica, reabilitação, esportes, ergonomia, cinema, jogos etc. No mercado, existem alguns sistemas Mocap, com diferentes tecnologias, atendendo a diferentes níveis de precisão.Atualmente, todas as tecnologias têm vantagens e desvantagens, mas o uso dos SoC (System on Chip), que inclui acelerômetros e giroscópios do tipo MEMS e magnetômetros (sistema wearable), é considerada a mais promissora, por independer de referências externas.Em termos práticos, o estado atual da arte pode ser resumido na patente em nome da cessionária holandesa Xsens, nosso principal concorrente. Como essa patente não foi registrada no Brasil, pretende-se reproduzi-la e utiliza-la. Sendo esta, uma grande inovação em âmbito nacional, enxergamos como excelente negócio a criação de uma empresa nacional de sistemas Mocap. Obter resultados satisfatórios neste projeto proposto, é o primeiro passo para superar o estado da arte em novas pesquisas e criar uma empresa nacional para desenvolvimento de novas soluções com a tecnologia inercial/magnética MEMS. Este projeto tem como ponto de partida um sistema composto por módulos inerciais, já desenvolvido por Anderson Oliveira com base em sua dissertação de mestrado, e uma interface gráfica de usuário, desenvolvida pelo pesquisador Mário Sandro utilizando o software Blender e scripts em python.Como inovação sobre o estado atual, pretende-se desenvolver um sistema de captura de movimento humano, incluindo hardware e software capazes de atender as aplicações em biomecânica. O desenvolvimento da interface gráfica e suas funcionalidades serão pautadas nos resultados da pesquisa de campo realizada com profissionais dessa área, tanto de clínicas como de universidades. Dessa forma, os objetivos definidos são: desenvolver um sistema embarcado para transmissão de dados em meios físicos apropriados, com até 32 módulos inerciais/magnéticos fornecendo a orientação espacial nos pontos onde estão instalados; e desenvolver aplicação para PC com interface gráfica de usuário destinada à área de biomecânica, fazendo leitura e apresentação em tempo real dos dados de interesse.Nossa expectativa é produzir um sistema de Mocap com alto potencial de popularização e variedade de aplicações - por ser pequeno, rápido, imune à oclusão, robusto, barato, e sem fios - e que seja internacionalmente competitivo, com impacto no mercado nacional (sem custos de importação).

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Scientific publications
(The scientific publications listed on this page originate from the Web of Science or SciELO databases. Their authors have cited FAPESP grant or fellowship project numbers awarded to Principal Investigators or Fellowship Recipients, whether or not they are among the authors. This information is collected automatically and retrieved directly from those bibliometric databases.)
FELIPE MARRESE BERSOTTI; TAMIRIS BARBOSA DE MELO; LUIS MOCHIZUKI; JERÔNIMO RAFAEL SKAU. Effect of an experimental fatigue protocol applied to the quadriceps femoris muscle of physically active persons. Motriz: rev. educ. fis., v. 25, n. 4, . (18/23429-6)