Banca de QUALIFICAÇÃO: NICHOLAS DE BASTOS MELO

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: NICHOLAS DE BASTOS MELO
DATA: 16/07/2014
HORA: 09:00
LOCAL: Sala 2 do DCA
TÍTULO:

Modelagem de caminhada para aplicação em órteses ativas de membros inferiores


PALAVRAS-CHAVES:

Modelagem de Caminhada, Órteses Ativas, Análise de Componentes Principais.


PÁGINAS: 60
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Elétrica
SUBÁREA: Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
ESPECIALIDADE: Automação Eletrônica de Processos Elétricos e Industriais
RESUMO:

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. Com o intuito de solucionar tais problemas, a maioria das pesquisas na área é voltada para melhorias na estrutura mecânica da órtese. 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. Isso pode trazer problemas em seu desempenho, pois é mostrado na literatura que quando uma órtese ativa não executa um padrão de caminhada apropriado, o seu usuário pode sofrer estresse muscular. Dentro deste contexto, este trabalho pretende desenvolver um modelo de caminhada humana capaz de reproduzir as peculiaridades da marcha de cada usuário específico. Além disso, o modelo deve gerar padrões de caminhadas antropomórficas a serem executadas por uma órtese ativa. 

Dentre os métodos de modelagem de marcha humana encontrados, os baseados em modelos biomecânicos têm um custo computacional alto e necessitam de informações difíceis de seres extraídas durante aplicações envolvendo órteses. Nos últimos anos, métodos estatísticos vêm sendo usados para sintetizar com um melhor desempenho informações da caminhada humana. 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 em aplicações de órteses ativas para membros inferiores.

O consumo energético da órtese será medido por meio da energia gasta pelos atuadores em cada junta, e o consumo energético do usuário será medido por meio de parâmetros metabólicos (como, por exemplo, o oxigênio consumido durante a caminhada). As contribuições esperadas são um levantamento da relação de consumo de energia com trajetória de juntas seguida pela órtese, um modelo capaz de assimilar outros movimentos (como levantar, subir escadas, etc), assim como um banco de dados envolvendo caminhada de órteses ativas de membros inferiores.


MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1328152 - CARLOS EDUARDO TRABUCO DOREA
Interno - 1153006 - LUIZ AFFONSO HENDERSON GUEDES DE OLIVEIRA
Interno - 1242315 - PABLO JAVIER ALSINA
Externo à Instituição - ANSELMO FRIZERA NETO - UFES
Notícia cadastrada em: 02/06/2014 08:28
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