Método para Geração de Trajetórias Angulares Para Articulações de Uma Órtese Ativa usando Modelagem de Caminhada
Modelagem de Caminhada, Órteses Ativas, Análise de Componentes Principais.
Nos últimos anos vem sendo observando um avanço considerável na área de órteses ativas. Apesar disso, ainda existem muitos desafios relacionados à redução do consumo energético e à capacidade do dispositivo em sintetizar movimentos antropomórficos. Além disso, poucas pesquisas buscam desenvolver métodos de geração de marcha que se aproxime do comportamento da caminhada executada por seres humanos sadios, e levando em consideração características individuais do usuário. Dentro deste contexto, este trabalho pretende desenvolver um modelo de caminhada humana capaz gerar informações a serem executadas por uma órtese ativa e de reproduzir as peculiaridades da marcha de cada usuário específico. Dentre os métodos de modelagem de marcha humana encontrados, nos últimos anos métodos estatísticos vêm se destacando. Um desses métodos é o PCA (do inglês Principal Component Analysis). A principal característica do PCA é sua capacidade de separar em componentes diferentes comportamentos encontrados em um conjunto de dados. Quando
aplicado em parâmetros de caminhada, é possível organizar tais componentes em características gerais e individuais.
Neste trabalho foi desenvolvido um modelo capaz de gerar referências de trajetórias a serem executadas por uma órtese ativa de membros inferiores. Para tal foi criado um modelo baseado em PCA a partir de uma série de experimentos com amostras de vários indivíduos. O modelo foi construído a partir de trajetórias de ângulos de juntas e outras informações (tais como peso, altura, idade, etc) relacionadas ao usuário. Comparando os dados estimados com os reais, o modelo foi capaz de apresentar resultados melhores que os encontrados atualmente na literatura. O trabalho propõe validar o modelo por meio de testes em uma órtese real existente no laboratório de robótica da Universidade Federal do Rio grande do Norte (UFRN). Os testes tem o objetivo de comparar o desempenho energético da órtese e de seu usuário quando diversas referências de trajetórias são usadas, por exemplo, entre a trajetória criada pelo modelo proposto e as atualmente usadas.