Estudo da Escola de Engenharia de São Carlos, ligada à USP, é premiado no exterior por criar modelo robótico para reabilitar vítimas de AVC
Um trabalho de mestrado trazendo um modelo robótico voltado para a reabilitação do caminhas de vítimas de acidente vascular cerebral (AVC) recebeu, em outubro, o prêmio de melhor dissertação no “Concurso de Teses e Dissertações em Robótica” do congresso internacional Latin American Robotics Symposium (Lars 2021), cuja 18° versão foi novamente realizada de forma virtual.
O estudo – cujo título em inglês é “Interaction models between humans and lower-limbs exoskeletons applied to robotic neurorechabilitation” -, foi desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos de Universidade de São Paulo (EESC-USP) pelo pós-graduando Denis Mosconi.
Mosconi fez o trabalho sob orientação do professor Adriano Almeida Gonçalves Siqueira, e com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
A pesquisa consistiu na elaboração de um modelo robótico de um ser humano que utiliza um robô do tipo exoesqueleto de membros inferiores, e um algoritmo de simulação baseado em dinâmica direta.
Juntas, as duas tecnologias permitiram o desenvolvimento, simulação, validação e sintonia de controles de interação entre humanos e robôs, com foco na reabilitação do caminhar de vítimas de AVC, problema grave e bastante comum.
De fato, uma das possíveis sequelas de um AVC é a incapacidade motora de caminhar. Uma vítima que se encontra nessa situação geralmente necessita de fisioterapia para recuperar as habilidade perdidas, além de outras providências.
Algumas são de alta tecnologia e estão aparecendo agora. Dentre os diversos métodos tecnológicos propostos para auxiliar na reabilitação motora das pessoas acometidas por AVC, destaca-se por exemplo a neurorreabilitação robótica, onde são utilizados robôs vestíveis, tipo exoesqueletos, para auxiliar o paciente a executar os exercícios do caminhar durante as sessões de fisioterapia.
Interação – Foi pra tornar o desenvolvimento de tais controles mais ágil e flexível que Mosconi propôs um modelo de interação dotado de um algoritmo de simulação, já que, assim, o sistema é capaz de permitir que os controles sejam desenvolvidos, testados, validados e sintonizados computacionalmente antes de serem aplicados aos dispositivos físicos de fato.
Na prática, o modelo de interação consiste em uma matriz computacional de um ser humano vestindo um exoesqueleto, no caso o ExoTAO, que foi desenvolvido pelo Laboratório de Reabilitação Robótica da EESC-USP.
Esse modelo computacional representa o paciente, com sua antropometria (massa, altura, distribuição de massa) e os elementos atuadores do robô, que estão localizados nas articulações do quadril, joelho e tornozelo, contribuindo para que tais juntas possam se movimentar em flexão e extensão.
O algoritmo de simulação também permite que os controles de interação possam ser aplicados ao modelo de maneira a verificar quais seriam os efeitos na p´ratica da combinação do conjunto controle-robô-humano.
O modelo de interação e o algoritmo de simulação propostos na dissertação, segundo o autor, possuem uma grande flexibilidade, podendo ser adaptados para outros tipos de exoesqueletos, com diferentes controles, podendo inclusive ser utilizados para estudo, modelagem e simulação do controle motor humano.
De acordo com ele, o modelo de interação e o algoritmo também podem ser facilmente adaptados para aplicações em membros superiores.