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Sistema robusto de estimativa de posicionamentos angulares absolutos e forças de interação para exoesqueletos de membros inferiores

Processo: 12/05552-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2012
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica
Pesquisador responsável:Adriano Almeida Gonçalves Siqueira
Beneficiário:Samuel Lourenço Nogueira
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Robótica

Resumo

Este projeto de doutorado propõe o desenvolvimento de um sistema de filtragemrobusta para estimativa de posicionamentos angulares absolutos e forças de interaçãoem exoesqueletos de membros inferiores. A estimativa dos posicionamentos angulares edas forças de interação, geradas pelo contato entre o usuário e os elos do exoesqueleto,são imprescindíveis para se reproduzir um caminhar estável, seguro e de acordo com aintenção de caminhar do usuário. Pretende-se utilizar unidades de medida inercial, doinglês Inertial Measurement Unit (IMU), encoders e sensores de pressão como unidadesbase de medição, além dos sistemas de medição de força presentes nos atuadores. Nesteprojeto será proposto a utilização de sensores IMUs de baixo custo, justificando-se o usode filtragem robusta e permitindo a construção de ambulatórios portáteis para uso empacientes fisioterápicos, quebrando a premissa de ser necessário construir um laboratóriodedicado. Vale ressaltar que este assunto vem sendo trabalhado pelo grupo de pesquisado Laboratório de Reabilitação Robótica no projeto de iniciação científica do alunoCleiton Caltran, bolsista FAPESP (processo no. 2009/05713-0). O sistema de filtragemabsoluta será avaliado no Exo-Kanguera, um exoesquelto para membros inferiores desenvolvidoe construído no mesmo laboratório com apoio da FAPESP através de ProjetoIndividual de Pesquisa (processo no. 2008/09530-4), em nome do Prof. Dr. AdrianoA. G. Siqueira, orientador desta proposta de doutorado. Também estão associados osprojetos de mestrado do aluno Willian M. dos Santos (processo no. 2011/04074-2) e aoaluno de doutorado Bruno Jardim.

Publicações científicas (4)
(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)
NOGUEIRA, SAMUEL L.; LAMBRECHT, STEFAN; INOUE, ROBERTO S.; BORTOLE, MAGDO; MONTAGNOLI, ARLINDO N.; MORENO, JUAN C.; ROCON, EDUARDO; TERRA, MARCO H.; SIQUEIRA, ADRIANO A. G.; PONS, JOSE L. Global Kalman filter approaches to estimate absolute angles of lower limb segments. BIOMEDICAL ENGINEERING ONLINE, v. 16, MAY 16 2017. Citações Web of Science: 4.
LAMBRECHT, STEFAN; NOGUEIRA, SAMUEL L.; BORTOLE, MAGDO; SIQUEIRA, ADRIANO A. G.; TERRA, MARCO H.; ROCON, EDUARDO; PONS, JOSE L. Inertial Sensor Error Reduction through Calibration and Sensor Fusion. SENSORS, v. 16, n. 2 FEB 2016. Citações Web of Science: 7.
NOGUEIRA, SAMUEL L.; SIQUEIRA, ADRIANO A. G.; INOUE, ROBERTO S.; TERRA, MARCO H. Markov Jump Linear Systems-Based Position Estimation for Lower Limb Exoskeletons. SENSORS, v. 14, n. 1, p. 1835-1849, JAN 2014. Citações Web of Science: 10.
NOGUEIRA, SAMUEL L.; PAZELLI, TATIANA F. P. A. T.; SIQUEIRA, ADRIANO A. G.; TERRA, MARCO H. Experimental Investigation on Adaptive Robust Controller Designs Applied to Constrained Manipulators. SENSORS, v. 13, n. 4, p. 5181-5204, APR 2013. Citações Web of Science: 1.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
NOGUEIRA, Samuel Lourenço. Sistemas Markovianos para estimativa de ângulos absolutos em exoesqueletos de membros inferiores. 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos São Carlos.

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