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Desenvolvimento de sensor de fibra óptica para medição de sinais de miografia de força aplicado a interfaces humano-robô

Processo: 17/25666-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de maio de 2018 - 30 de abril de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas, Instrumentação
Pesquisador responsável:Eric Fujiwara
Beneficiário:Eric Fujiwara
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados:Carlos Kenichi Suzuki
Assunto(s):Mecatrônica 

Resumo

A miografia de força (FMG) consiste da contrapartida mecânica da eletromiografia de superfície, permitindo detectar os movimentos e forças da mão através dos esforços exercidos pelos músculos do antebraço, apresentando robustez e facilidade de processamento de sinais para aplicações em teleoperação, controle de próteses, e interfaces humano-robô. Neste contexto, o projeto envolve o desenvolvimento de um sistema de sensoriamento baseado em fibras ópticas para identificação de posturas através de FMG. Os transdutores opto-mecânicos a serem acoplados ao antebraço do usuário serão implementados com base em técnicas de modulação de intensidade ou análise de specklegrams, com posterior caracterização e refinamentos de modo a obter sensibilidade de 10 N e resposta dinâmica de 100 ms. Em seguida, classificadores serão desenvolvidos para correlacionar os sinais de FMG às posturas executadas por meio da extração de features das formas de onda e processamento em redes neurais artificiais, visando uma exatidão de 90%. Finalmente, o sistema será integrado a um manipulador antropomórfico virtual para realização de controle em tempo real, de sorte que o comportamento do robô será descrito por uma máquina de eventos discretos chaveada pela resposta do classificador. A concretização deste projeto viabilizará uma tecnologia inovadora, robusta e de baixo custo para interação humano-robô, com perspectivas para aplicações em próteses biônicas e realidade virtual, trazendo ganhos para as áreas de fotônica, robótica e automação no país, além de resultados acadêmicos relevantes em termos de originalidade e interdisciplinaridade. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (83 total):
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PressBoltNews (Índia): Brazilian Researchers Develop an Optical Fiber Made of Gel Derived from Marine Algae (08/Set/2020)
Statnano (Suécia): Brazilian Researchers Develop an Optical Fiber Made of Gel Derived from Marine Algae (08/Set/2020)
FrogHeart (Canadá): Optical fibers made from marine algae (01/Set/2020)
Alfa Editores Técnicos (México): Desarrollan fibra óptica comestible a partir de algas (10/Ago/2020)
Photonics Media (EUA): Marine Algae Optical Fiber Boasts Applications in Range of Medical and Scientific Environments (07/Ago/2020)
Amanecer Rural (Argentina) online: Desarrollan fibra óptica comestible a partir de algas (07/Ago/2020)
Agritotal (Argentina): Desarrollan fibra óptica comestible a partir de algas (06/Ago/2020)
Agrolink: Algas viram fibra óptica comestível (05/Ago/2020)
Meio Norte online: Brasileiros criam fibra ótica comestível com gel de algas marinhas (28/Jul/2020)
Science Bulletin: Researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (28/Jul/2020)
Vaaju : Researchers are developing an optical fiber made from gel derived from marine algae (28/Jul/2020)
Bizsiziz: Researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (28/Jul/2020)
Lifeboat Foundation News Blog (EUA): Researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (28/Jul/2020)
AZo Life Sciences: Optical fibers made of agar have potential for various medical applications (28/Jul/2020)
Burada Biliyorum (Turquia): Researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (28/Jul/2020)
Fudzilla.com (EUA): Boffins make optical fibre out of agar (28/Jul/2020)
Scientific Russia (Rússia): Разработано новое оптическое волокно из пищевого агара (28/Jul/2020)
Futuro360 (Chile): Investigadores desarrollan una fibra óptica de gel biodegradable derivado de algas marinas (28/Jul/2020)
Zephyrnet.com (EUA): Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae: Edible, biocompatible and biodegradable, these fibers have potential for various medical applications. The results are described in the journal Scientific Reports. (28/Jul/2020)
The Challenge hebdo: Scientists develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (28/Jul/2020)
Phys.Org (Reino Unido): Researchers Develop an Optical Fiber Made of Gel Derived from Marine Algae (27/Jul/2020)
La Nación (Argentina) online: Crean una fibra óptica biocompatible derivada de las algas que el cuerpo absorbe cuando ya no se usa (27/Jul/2020)
Publimetro (México): Brasil.- Producen una fibra óptica biocompatible derivada de las algas (27/Jul/2020)
Publimetro (México): Ciencia - Una fibra óptica biocompatible derivada de las algas (27/Jul/2020)
Yahoo Noticias en Español: Crean una fibra óptica biocompatible derivada de las algas que el cuerpo absorbe cuando ya no se usa (27/Jul/2020)
Infobae América (Argentina): Ciencia.-Una fibra óptica biocompatible derivada de las algas (27/Jul/2020)
Catalunya Vanguardista (Espanha): Desarrollan una fibra óptica con un derivado de algas marinas (27/Jul/2020)
Crônica Balear (Espanha): Una fibra óptica biocompatible derivada de las algas (27/Jul/2020)
Jornal Fatos & Notícias: Brasileiros criam fibra ótica com gel de algas marinhas (27/Jul/2020)
Mindzilla (Reino Unido): Researchers Develop an Optical Fiber Made of Gel Derived from Marine Algae (27/Jul/2020)
Innovations Report (Alemanha): Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (27/Jul/2020)
Ariquemes : Brasileiros criam fibra ótica com gel de algas marinhas (26/Jul/2020)
Galileu online: Brasileiros criam fibra ótica com gel de algas marinhas (26/Jul/2020)
Refugo: Brasileiros criam fibra ótica com gel de algas marinhas (26/Jul/2020)
7thSpace: Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (25/Jul/2020)
Daily News Bro (Índia): Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (25/Jul/2020)
Mapus.net: Brazilian researchers produce an optical fiber made of agar (25/Jul/2020)
News Medical (Austrália): Brazilian researchers produce an optical fiber made of agar (24/Jul/2020)
Nanowerk (EUA): Edible, biocompatible and biodegradable optical fiber made of gel derived from marine algae (24/Jul/2020)
Bioengineer (Reino Unido): Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (24/Jul/2020)
Nanotechnology Now (EUA): Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (24/Jul/2020)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (24/Jul/2020)
Brightsurf: Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (24/Jul/2020)
Le Portale: Brazilian researchers develop an optical fiber made of gel derived from marine algae (24/Jul/2020)
Defesa TV: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (09/Jun/2020)
Palco Noticias (México): Fibra óptica de algas marinas podría revolucionar la medicina, revelan científicos (20/Mai/2020)
Secretaria da Educação do Estado de São Paulo: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (18/Mai/2020)
Sputnik Mundo (Rússia): La fibra óptica de algas marinas puede revolucionar la medicina, ¿cómo? (18/Mai/2020)
Archynewsy: Seaweed fiber optics can revolutionize medicine, how? (18/Mai/2020)
La 4tmx: La fibra óptica de algas marinas puede revolucionar la medicina, ¿cómo? (18/Mai/2020)
O Diário de Mogi: Unicamp anuncia feito com fibra óptica absorvida pelo organismo (17/Mai/2020)
Ceedec - Centro de Educação Especializado: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (15/Mai/2020)
Diário do Grande ABC online: Unicamp anuncia feito com fibra óptica absorvida pelo organismo (14/Mai/2020)
Ternura FM: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (14/Mai/2020)
Jornal da Cidade (Bauru, SP) online: Unicamp anuncia feito com fibra óptica absorvida pelo organismo (13/Mai/2020)
O Imparcial online: Unicamp anuncia feito com fibra óptica absorvida pelo organismo (13/Mai/2020)
Portal do Governo do Estado de São Paulo: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
Confap - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
O Imparcial (Presidente Prudente, SP) online: Unicamp anuncia feito com fibra óptica absorvida pelo organismo (13/Mai/2020)
Planeta online: Professores da Unicamp produzem fibra óptica a partir de alga marinha (13/Mai/2020)
Notícias de Campinas: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
Portal Neo Mondo: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
Jornal Joseense News: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
Saber Atualizado: Cientistas Brasileiros desenvolvem fibra óptica comestível e biodegradável (13/Mai/2020)
RMC Urgente: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
Central das Notícias: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
Central das Notícias: Professores da Unicamp produzem fibra óptica a partir de alga marinha (13/Mai/2020)
Paulínia 24 Horas Notícia: Unicamp desenvolve fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (13/Mai/2020)
Inovação Tecnológica: Brasileiros fazem fibra óptica de algas marinhas (12/Mai/2020)
UNICAMP - Universidade Estadual de Campinas: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas mainhas (12/Mai/2020)
Plantão News (MT): Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (12/Mai/2020)
Investe São Paulo: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (12/Mai/2020)
Espaço Ecológico no Ar: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (12/Mai/2020)
Rede Clipex: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (12/Mai/2020)
Ufos-Wilson: Brasileiros fazem fibra óptica de algas marinhas (12/Mai/2020)
Jornal da Ciência online: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (12/Mai/2020)
Carta Campinas: Pesquisa da Unicamp cria fibra ótica biodegradável que pode ser absorvida pelo corpo humano (12/Mai/2020)
Revista Pará: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (12/Mai/2020)
Pharma Innovation: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica feita de derivado de algas marinhas (12/Mai/2020)
Central das Notícias: Pesquisa da Unicamp cria fibra ótica biodegradável que pode ser absorvida pelo corpo humano (12/Mai/2020)
Blog do Miro: Pesquisa da Unicamp cria fibra ótica biodegradável que pode ser absorvida pelo corpo humano (12/Mai/2020)
BandMulti: Pesquisadores da Unicamp desenvolvem fibra óptica de algas marinhas (12/Mai/2020)
TecDuos: Unicamp cria Fibra Óptica a partir de Algas Marinhas (12/Mai/2020)

Publicações científicas (12)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ARISTILDE, STENIO; SOARES, MARCO CESAR PRADO; CABRAL, THIAGO D.; RODRIGUES, GILDO; FUJIWARA, ERIC; FRUETT, FABIANO; CORDEIRO, CRISTIANO M. B. Measurement of Multiphase Flow by Tilted Optical Fiber Bragg Grating Sensor. IEEE SENSORS JOURNAL, v. 21, n. 2, p. 1534-1539, JAN 15 2021. Citações Web of Science: 0.
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FUJIWARA, ERIC; CABRAL, THIAGO D.; SATO, MIKO; OKU, HIROMASA; CORDEIRO, CRISTIANO M. B. Agarose-based structured optical fibre. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1 APR 27 2020. Citações Web of Science: 0.
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WU, YU TZU; GOMES, MATHEUS K.; DA SILVA, WILLIAN H. A.; LAZARI, PEDRO M.; FUJIWARA, ERIC. Integrated Optical Fiber Force Myography Sensor as Pervasive Predictor of Hand Postures. BIOMEDICAL ENGINEERING AND COMPUTATIONAL BIOLOGY, v. 11, MAR 2020. Citações Web of Science: 0.
CABRAL, THIAGO D.; DA SILVA, LUIZ E.; FUJIWARA, ERIC; NG, ALSON K. L.; EBENDORFF-HEIDEPRIEM, HEIKE; CORDEIRO, CRISTIANO M. B. Reusable polymer optics fiber strain sensor with memory capability based on ABS crazing. APPLIED OPTICS, v. 58, n. 36, p. 9870-9875, DEC 20 2019. Citações Web of Science: 0.
FUJIWARA, ERIC; DA SILVA, LUIZ EVARISTO; CABRAL, THIAGO DESTRI; DE FREITAS, HUGO EUGENIO; WU, YU TZU; DE BARROS CORDEIRO, CRISTIANO MONTEIRO. Optical Fiber Specklegram Chemical Sensor Based on a Concatenated Multimode Fiber Structure. Journal of Lightwave Technology, v. 37, n. 19, p. 5041-5047, OCT 1 2019. Citações Web of Science: 0.
FUJIWARA, ERIC; HAYASHI, JULIANO G.; DELFINO, TIAGO DA SILVA; JORGE, PEDRO A. S.; DE BARROS CORDEIRO, CRISTIANO MONTEIRO. Optical Fiber Anemometer Based on a Multi-FBG Curvature Sensor. IEEE SENSORS JOURNAL, v. 19, n. 19, SI, p. 8727-8732, OCT 1 2019. Citações Web of Science: 0.
WU, YU TZU; FUJIWARA, ERIC; SUZUKI, CARLOS K. Evaluation of Optical Myography Sensor as Predictor of Hand Postures. IEEE SENSORS JOURNAL, v. 19, n. 13, p. 5299-5306, JUL 1 2019. Citações Web of Science: 1.
FUJIWARA, ERIC; RI, YOSHI; WU, YU TZU; FUJIMOTO, HIROSHI; SUZUKI, CARLOS KENICHI. Evaluation o image matching techniques for optical fiber specklegram sensor analysis. APPLIED OPTICS, v. 57, n. 33, p. 9845-9854, NOV 20 2018. Citações Web of Science: 2.
FUJIWARA, ERIC; DA SILVA, LUIZ EVARISTO; MARQUES, THIAGO H. R.; CORDEIRO, CRISTIANO M. B. Polymer optical fiber specklegram strain sensor with extended dynamic range. Optical Engineering, v. 57, n. 11 NOV 2018. Citações Web of Science: 4.

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