Desenvolvimento de um exoesqueleto de membros inferiores com uma interface humano-computador inovadora com o auxílio de simulação para a geração de marcha e planejamento da pose do pé

• Processo: 19/12284-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Ricardo Ribeiro Gudwin
• Beneficiário: Victor Ferman
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07559-3 - Instituto Brasileiro de Neurociência e Neurotecnologia - BRAINN, AP.CEPID
• Assunto(s): Robótica Interface usuário-computador Exoesqueleto energizado Extremidade inferior Marcha (locomoção)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Exoesqueleto robótico | interface homem-máquina | Robótica | Robótica

Resumo

O desenvolvimento de exoesqueletos para o propósito de reabilitação e aumento de desempenho humano tem sido abordado já há algumas décadas. No entanto, diversos avanços nas áreas de eletrônica, atuadores e baterias têm impulsionado avanços significativos no campo [Young & Ferris, 2017], aumentando a capacidade e a aceitação destes dispositivos [Zeilig et al., 2005]. Propomos neste projeto um método bottom-up dividido em 4 estágios e com uma abordagem inovadora para a Interface Homem-Máquina (IHM), construíndo-a de forma incremental, em etapas. Desta forma, podemos validar os aspectos da interface ao longo do projeto. A primeira etapa consiste em criar um modelo computacional do exoesqueleto usando um software de simulação, com um design que propicia ao usuário caminhar com segurança usando muletas para estabilidade, equipado com sensores de pressão, seguido da construção da estrutura eletromecânica inicial. Na segunda etapa, propõe-se a análise e desenvolvimento dos passos para realizar a caminhada estática usando os dados coletados dos sensores de pressão dos pés do exoesqueleto e de cada muleta, além dos dados das unidades de medida iniciais instaladas no corpo do usuário. Na terceira etapa, pretendemos criar um mapa de nuvem de pontos 3D (pointcloud), adicionando uma câmera estéreo e um sensor de profundidade no tronco do usuário. Nossa pretensão é usar esse mapa de nuvem de pontos para analisar o ambiente e, com base nas informações coletadas do sistema, gerar a marcha necessária. Na quarta etapa, pretendemos desenvolver uma IHM inovadora, baseada em laser. Usando o direcionamento de um laser montado na cabeça do usuário e as entradas dos controles instalados nas muletas, pretendemos gerar o planejamento de movimento, o planejamento do caminho e a pose do pé, enquanto o usuário é capaz de aceitar ou rejeitar e alterar o caminho. (AU)