Desenvolvimento de Sensor de Força em Fibra Óptica Polimérica para Medição de Interação Humano-Robô em Marcha Assistida por Andador
Nome: MARCOS REICH
Data de publicação: 19/07/2023
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Papel |
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| CAMILO ARTURO RODRIGUEZ DIAZ | Orientador |
Resumo: Este trabalho apresenta um sensor de força baseado em fibra óptica polimérica (POF) para interação humano-robô em andadores robóticos. No contexto do rápido envelhecimento da população mundial, surgem alterações fisiológicas que afetam a mobilidade e aumentam o risco de quedas, acarretando custos significativos para o sistema de saúde. Além disso, observa-se um aumento crescente de patologias que resultam em deficiências motoras e cognitivas, como traumas cerebrais, paralisia cerebral e acidente vascular cerebral (AVC). Os andadores inteligentes surgem como uma solução promissora para aprimorar a mobilidade e a qualidade de vida dessas pessoas. Dentre os componentes essenciais desses dispositivos, os sensores de força desempenham um papel crucial. Enquanto os sensores tradicionais utilizam tecnologias convencionais, como strain gauges, este trabalho propõe uma abordagem baseada em sensores POF. Esses sensores apresentam vantagens significativas, como imunidade à interferência eletromagnética, tamanho compacto e facilidade de manuseio. A proposta deste trabalho é desenvolver um sensor de força alternativo, de baixo custo, baseado em POF, com potencial para implementação em andadores inteligentes. O sensor
proposto utiliza a monitoração das variações de potência óptica no modo de transmissão para estimar as componentes de força durante a interação. Essa abordagem tem o potencial de aprimorar a acessibilidade dos dispositivos de reabilitação, contribuindo para uma melhor qualidade de vida de todas as pessoas que necessitam de assistência nessa área. A disseminação de tecnologias assistivas acessíveis e eficientes é fundamental para promover a autonomia desses indivíduos. Com base nos resultados obtidos neste trabalho, o sensor de força POF mostrou-se comparável ao sistema de referência, apresentando um erro quadrático médio (RMSE) de 0.4914 KgF, além de apresentar baixo custo e simplicidade na fabricação. Oportunidades de pesquisa futura incluem explorar a compensação da viscoelasticidade e compará-la com outras abordagens. Testes com participantes realizando
diversas tarefas, usando o andador com sensores de força, são recomendados. A expansão das técnicas de sensor para incluir mais eixos de medição é uma possibilidade. Além dos testes, é importante avaliar a viabilidade clínica e comercial das soluções, considerando usabilidade, durabilidade e aceitação pelos usuários.
