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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)

Publicações científicas (5)
(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)
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: 0.
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: 3.

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