Fundação Educacional Unificada CampograndenseFEUC

Bacharelado em Sistemas de Informação

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TECNOLOGIA ASSISTIVA

EXOESQUELETO ROBÓTICO

Ajudando na acessibilidade dos deficientes.

Rio de JaneiroNovembro – 2012

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EXOESQUELETO ROBÓTICO

Rio de JaneiroNovembro – 2012

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Abstract. Assistive technology is rapidly evolving and bringing new ways to make life easier for disabled Advances are not only more efficient in some countries, like Brazil, for lack of investment and incentive companies. The technology for paraplegic people who lost their movements partially is one area in constant evolution thanks to a new technology called the Robotic Exoskeleton, where the wheelchair would be replaced by a "skeleton" external robotic and controlled by a program that would make the poor floor standing. The exoskeleton still has plenty to evolve, but already demonstrated its potential with the improvements made. And it is on these points that talk. Keywords: Exoskeleton; robotic; deficient; paraplegic; accessibility.

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Resumo. A tecnologia assistiva está evoluindo rapidamente e trazendo novos meios de facilitar a vida dos deficientes, Os avanços só não são mais eficientes em alguns países, como o Brasil, por falta de investimento e incentivo as empresas. A tecnologia para paraplégico e pessoas que perderam os movimentos parcialmente é uma das áreas em constante evolução graças a uma nova tecnologia denominada de Exoesqueleto Robótico, onde a cadeira de rodas seria substituída por um “esqueleto” robótico externo comandado por um programa e que faria o deficiente andar de pé. O exoesqueleto ainda tem muito o que evoluir, mas já demostrou seu potencial com os aprimoramentos feitos. E é sobre esses pontos que falaremos.

Palavras chaves: Exoesqueleto; robótico; deficiente; paraplégico; acessibilidade.

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO........................................................................................................................52 DESENVOLVIMENTO...........................................................................................................63 INTRODUÇÃO........................................................................................................................73.1 HISTÓRIA................................................................................................................................73.2 FINS MILITARES....................................................................................................................73.3 PARA TRATAMENTO.............................................................................................................83.4 AJUDANDO NA MOBILIDADE DE PARAPLÉGICOS.......................................................84 CONCLUSÃO..........................................................................................................................95 REFERENCIAS.....................................................................................................................10

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INTRODUÇÃO

Nos tempos atuais a tecnologia avança de forma muito rápida trazendo algo novo à todo momento.As pessoas aderem a ela cada vez mais pois facilita no dia-à-dia, tanto na vida profissional quanto na pessoal.

Essa nova era da tecnologia trouxe também mais oportunidade para os deficientes e pessoas com algum tipo problema físico.

A tecnologia assistiva abrange toda essa área ajudando no aumento da autonomia e independência de idosos e de pessoas portadoras de deficiência em atividades domésticas ou ocupacionais da vida diária.

A aplicação de tecnologia assistiva ajuda nas tarefas básicas como mobilidade, comunicação, tarefas ocupacionais, atividades de lazer e trabalho.

No Brasil 24% da população tem algum tipo de deficiência e 7,4% da população tem mais de 65 anos, segundo o Censo do IBGE (2010).

Um grande número de pessoas deve se beneficiar de tal tecnologia, mas para isso o Brasil precisa investir e incentivar; orientar, financiar pesquisas, baratear e pôr produtos no mercado. Com isso o país daria um grande passo para o uso de mais tecnologia assistiva, não se limitando apenas as que auxiliam na realização de atividades do dia-a-dia - comer, escovar os dentes, lavar as mãos etc.

Uma tecnologia assistiva que está em boa evolução é a de mobilidade, graças a um novo sistema denominado Exoesqueleto Robótico. Com ele pessoas com dificuldade de movimentação poderão se locomover com mais facilidade e não mais sentado numa cadeira de rodas, e sim em pé com pernas robóticas ajudando na locomoção.

Nesse artigo falaremos sobre os prós e contras de novo sistema e também sobre o que pode melhorar no mesmo.

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DESENVOLVIMENTO

-História

Um dos pioneiros na área é Homayoon Kazerooni, o inventor do braço mecânico, da Universidade da Califórnia em Berkeley, Estados Unidos.

A pesquisa com os amplificadores da força humana, também conhecidos por exoesqueletos (como se fossem esqueletos externos a sustentar um corpo), começou na década de 60, impulsionada pelo Departamento de Defesa americano. Mas o protótipo batisado de Hardiman produzido pela General Electric não durou muito pois era complicado de controlá-lo e muito pesado, chegando a 700 kg (http://super.abril.com.br/tecnologia/exoesqueleto-humano-amplificadores-gente-440919.shtml, 1993).

Vinte anos mais tarde Jeffrey Moore, engenheiro do Laboratório Nacional Los Alamos (Estados Unidos) propôs um conceito diferente. Um exoesqueleto chamado Pitman. Seria uma armadura, impulsionada por motores, desenhada para os homens de Infantaria, as tropas que vão para a guerra a pé. Mas o projeto não foi a frente por problemas técnicos, como o uso de ondas cerebrais para comandar o protótipo e a tecnologia limitada da época.

Em meados da década de 90 o objetivo dos exoesqueletos robóticos tomou outro rumo não sendo usado somente para fins militares. Pesquisadores viram que podiam melhorar a mobilidade dos deficientes, e com esse intuito algumas empresas e faculdades começaram a trabalhar em projetos de elaboração dos exoesqueletos.

Empresas como NASA, EKSO Bionics (Universidade da Califórnia) e Cyberdyne estão desenvolvendo atualmente exoesqueletos robóticos para paraplégicos e pessoas com perda parcial dos movimentos.

Imagem.2 – Hardiman Imagem,1 - Homayoon Kazerooni

Fonte: University of California at Berkeley Fonte: davidszondy.com

-Fins Militares

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O projeto do exoesqueleto robótico começou como desenvolvimento para fins militares, para que os soldados pudessem carregar mísseis em porta-aviões de forma mais ágil já que o exoesqueleto sustentaria boa parte do peso.

Um dos primeiros do tipo a ser fabricado foi o Bleex ("Berkeley Lower Extremity Exoskeleton", algo como exoesqueleto Berkeley para membros inferiores) criado pelo Laboratório de Robótica e Engenharia Humana de Berkeley em conjunto com a agência de projetos avançados das forças armadas americanas (Defense Advanced Research Projects Agency – Darpa). O exoesqueleto inclui uma bateria e uma mochila capaz de suportar grandes pesos.

Mais de 40 sensores e atuadores hidráulicos formam uma rede local para o exoesqueleto e funcionam de forma muito parecida com o sistema nervoso humano. Os sensores, incluindo alguns incorporados na sola dos sapatos, estão constantemente fornecendo informações ao computador central, que pode então ajustar a força liberada pelo equipamento conforme o trabalho que o usuário estiver executando (http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010170040309, 09/10).

Outro sistema semelhante também da empresa americana EKSO Bionics (antiga Berkeley Bionics of California) é o exoesqueleto chamado transportador de carga Humano Universal (HULC). O dispositivo permite aos soldados o poder de levantar e transportar um peso de até 90 Kg em situações de combate.

Imagem,3 – Bleex Imagem.4 – HULC

Fonte: www.berkeley.edu Fonte: www.welldonestuff.com

-Para Tratamento

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Esse tipo de tecnologia também está sendo usada para tratamento de pessoas.Um novo exoesqueleto batizado de LOPES (Lower-extremity Powered ExoSkeleton) foi

construído por cientistas da Universidade de Twente, na Holanda e está ajudando pacientes a reaprender como andar naturalmente. O protótipo detecta em tempo real o que a pessoa está fazendo de errado em seus movimentos, fornecendo auxilio de força e apoio para correção dos passos.

O equipamento desponta como uma alternativa no tratamento pessoas com dificuldades motoras provocadas por AVCs.

A máquina também está sendo testada em pacientes que tiveram lesão medular e conseguiram recuperar algum movimento nas pernas (http://rotinadigital.net/wordpress/exoesqueleto-mecanico-ajuda-vitimas-de-avc-voltarem-a-andar/, 09/10).

Imagem.5 – LOPES

Fonte: hypescience.com

-Ajudando na Mobilidade de Paraplégicos

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A tecnologia assistiva para paraplégicos parece está no caminho certo com a chegada dos exoesqueletos.

As cadeiras de rodas ajudam e muito na locomoção dos deficientes, mas também exigem muito dos braços e diminui o alcance de quem as usam por estarem sentadas. Existem cadeiras de rodas motorizadas, que ficam em pé e que sobem escadas. O preço de uma cadeira topo de linha como essa é em torno de 100 mil reais, o equivalente a nova tecnologia dos exoesqueletos robóticos.

O exoesqueleto mostrou-se um bom caminho alternativo - e quem sabe o principal num futuro próximo - para quem quer ter a sensação de ficar de pé e se locomover novamente. Muitas empresas já estão desenvolvendo e comercializando a nova tecnologia.

Os inventores neozelandeses Richard Little e Robert Irving criaram o Rex, um exoesqueleto capaz de fazer um deficiente físico ficar de pé e andar por comando em joystick. O aparelho pesa em torno de 38 Kg e custa em média 150 mil reais.

A Cyberdyne, empresa japonesa de tecnologia, desenvolveu um exoesqueleto que pode “expandir e melhorar a capacidade física” do usuário. Segundo a empresa, o Robot Suit HAL (nome do traje) pode ser usado na área médica (reabilitação e treinos físicos), suporte a pessoas com limitação de movimento, auxílio para trabalhos pesados em fábricas, resgate em áreas de desastre e também entretenimento. Ainda, o traje poderia ser usado para ajudar os operários de usinas nucleares a suportar o peso dos trajes de proteção contra radiação (http://madeinjapan.uol.com.br/2011/11/11/empresa-japonesa-desenvolve-exoesqueleto-robotico/, 09/10).

A NASA está desenvolvendo um novo sistema chamado X1 Robotic Exoeskeletion, que pode ajudar muitas pessoas no futuro. Trata-se de um exoesqueleto mecânico de movimentação, capaz de atribuir movimentos às pernas de pessoas com dificuldades de locomoção. Até o momento, já existem quatro junções motorizadas e seis junções passivas, mas isso pode ser aumentado em breve (http://www.tecmundo.com.br/nasa/31314-nasa-esta-desenvolvendo-novo-exoesqueleto-para-ajudar-na-locomocao.htm#ixzz2BJjXKcN3, 11/10).

O desenvolvimento é para fins militares e civis com intuito de melhorar as viagens espaciais e melhorar a qualidade de vida dos deficientes.

Um dos primeiros modelos e que está a frente é o eLegs criado pela EKSO Bionics (Universidade da Califórnia em Berkeley - EUA), feito de titânio e fibras de carbono, pesa 45 quilos e é alimentado por baterias que duram até seis horas. O projeto é coordenado pelo professor de engenharia mecânica Homayoon Kazerooni.

O diferencial do eLegs das outras próteses biônicas disponíveis no mercado é a capacidade de dobrar melhor os joelhos, caminhar por terrenos irregulares e atingir a velocidade de 4,8 km/h. O aparelho pode ser ajustado para pessoas com altura de 1,58m a 1,95m.

O equipamento permite, ao usuário, ficar em pé, andar para a frente, parar e sentar-se. Ainda implementarão a função de andar para trás e subir escadas. um andador é geralmente necessário para a pessoa se apoiar a manter o equilíbrio. Mesmo com essas limitações já é uma grande evolução para quem só pode se locomover sentado numa cadeira de rodas.

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Imagem.6 – Rex Imagem.7 – Robot Suit HAL

Fonte: www.popsci.com

Fonte: www.cyberdyne.jp

Imagem.8 – X1 Robotic Exoeskeletion

Fonte: www.thehindubusinessline.com

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Imagem.9 – eLegs Exoskeleton

Fonte: www.designboom.com Imagem.10 – eLegs Exoskeleton

Fonte: www.hizook.com

CONCLUSÃO

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A tecnologia assistiva para deficientes melhorou e trouxe novas alternativas. Alguns países - EUA, Japão, Holanda, Nova Zelândia etc - investem nessa área afim de melhorar a vida de seus deficientes. Países, como Brasil por exemplo, deveriam levar mais a sério os deficientes, pois são países que tem um grande número de deficientes, mais até dos que investem bastante na tecnologia assistiva.

Uma tecnologia bem encaminhada na área é a de exoesqueleto robótico para paraplégicos e pessoas com perda parcial de movimentos, como quem sofre de AVC.

Empresas que investiam nessa nova tecnologia apenas para fins militares viram que seria de grande importância e grande avanço levá-la para os portadores de deficiência por facilitar a vida dos mesmo de forma melhorada.

O exoesqueleto robótico é um divisor de águas na tecnologia assistiva e ainda 'engatinha', e mesmo assim mostrou-se tão eficiente e animador para os cientistas e usuários quanto a cadeira de rodas.

Num futuro próximo os deficientes que tiveram o exoesqueleto não precisarão adaptar suas casas para poder aproveitá-la, os governos gastarão menos com adaptação de ruas e poderão gastar o dinheiro destinados aos deficientes ajudando-os de outras formas - como para adquirir a tecnologia.

O exoesqueleto tem muito que evoluir. Seus movimentos ainda são robóticos não dando suavidade e naturalidade ao caminhar; os movimentos são limitados, não podendo fazer o mesmos movimentos que o corpo humano, como subir escadas por exemplo; a bateria dura entre 4 e 6 horas, o que seria insuficiente para quem precisa usá-lo o dia todo; o custo que gira em torno de 100 mil reais deixa a tecnologia pouco acessível.

Mas da forma que a tecnologia assistiva está caminhando, logo veremos essas barreiras sendo rompidas assim como já vimos em outros tempos. Quem imaginaria em 1990 que hoje o celular seria tão comum no dia-a-dia como uma escova de dentes?

E pelos avanços mostrados do exoesqueleto robótico tudo indica que em breve ele será tão comum para os deficientes quanto a cadeira de rodas.

REFERẼNCIAS

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Disponível em:http://br.noticias.yahoo.com/exoesqueleto-robotico-ajuda-parapl%C3%A9gicos-a-andar.htmlData de acesso: 10/2012.

Disponível em:http://www.eksobionics.com/Data de acesso: 10/2012.

Disponível em:http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/paraplegico-anda-com-exoesqueleto-robotico-20052011-39.shlData de acesso: 10/2012.

Disponível em:http://madeinjapan.uol.com.br/2011/11/11/empresa-japonesa-desenvolve-exoesqueleto-robotico/Data de acesso: 10/2012.

Disponível em:http://www.cyberdyne.jp/english/Data de acesso: 10/2012.

Disponível em:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010170040309Data de acesso: 10/2012.

Disponível em:http://rotinadigital.net/wordpress/exoesqueleto-mecanico-ajuda-vitimas-de-avc-voltarem-a-andar/Data de acesso: 10/2012.

Disponível em:http://super.abril.com.br/tecnologia/exoesqueleto-humano-amplificadores-gente-440919.shtmlData de acesso: 11/2012.

Disponível em:http://www.tecmundo.com.br/nasa/31314-nasa-esta-desenvolvendo-novo-exoesqueleto-para-ajudar-na-locomocao.htm#ixzz2BJjXKcN3Data de acesso: 11/2012.

Disponível em:http://www.nasa.gov/offices/oct/home/feature_exoskeleton.htmlData de acesso: 11/2012.

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