SmartLeg-Protótipo de prótese transfemoral inteligente

SmartLeg

General

18368

Divulgación Científica

Dos tipos de amputação realizados na perna, a amputação transfemoral é particularmente nociva para o ciclo de caminhada do amputado, pois o mesmo perde duas articulações importantes para o complexo ciclo de marcha humana: as articulações do joelho e tornozelo, e assim, o paciente amputado enfrenta diversos desafios no seu dia-a-dia (SMITH, 2004). Propondo amenizar esse problema, são desenvolvidas próteses ativas, as quais têm o objetivo de simular o funcionamento do joelho humano, gerando movimento a partir de algum atuador externo ao corpo, proporcionando assim a maior naturalidade possível para a caminhada do usuário com a tecnologia disponível atualmente (HENNING, 1999; LAWSON et al., 2014). Porém, este tipo de prótese apresenta um custo de aquisição e manutenção elevado para a maior parte da população brasileira, uma vez que os dispositivos disponíveis no mercado são fabricados no exterior e têm alto custo. Além disso, os modelos de próteses ativas disponíveis utilizam sensores invasivos, os quais exigem uma cirurgia no processo de protetização, fator que limita o número de usuários que podem utilizá-las, dado que alguns indivíduos perdem os terminais nervosos durante os processos de amputação e protetização. Uma alternativa com custo inferior ao das próteses ativas são as passivas, as quais proporcionam apenas um apoio como substituição ao membro amputado, não oferecem nenhuma adaptação ao biotipo do protetizado e tampouco geram alguma forma de movimento, contribuindo no surgimento de novos problemas de saúde ao usuário, devido à sobrecarga do membro não amputado, além de problemas na estrutura física do indivíduo. Partindo da discussão supracitada, chegou-se ao seguinte problema de pesquisa: como desenvolver um protótipo de prótese inteligente, utilizando sensores não invasivos, capaz de simular a marcha humana - adaptando-se ao biotipo de cada usuário - e que seja de baixo custo, a partir de melhorias embasadas nos resultados da etapa anterior desta linha de pesquisa? O objetivo deste projeto é desenvolver o quinto protótipo de prótese transfemoral inteligente, com tecnologias avançadas o suficiente para que se possa realizar testes com seres humanos em trabalhos futuros. Para isso, com base em informações sobre dimensionamento obtidas a partir da bibliografia, o sistema mecânico será redimensionado no software SolidWorks 2015, em que serão realizadas também simulações estáticas e dinâmicas, a fim de verificar resultados preliminares de resistência mecânica do protótipo e, assim, validar o projeto mecânico para construção. Além disso, será projetado um sistema eletrônico com poder computacional suficiente para processar os dados do sistema de controle baseado em redes neurais artificiais. Após validados os projetos mecânico e eletrônico, serão adquiridas/confeccionadas as partes de ambos os sistemas e montado o protótipo. Os resultados obtidos até então são referentes ao dimensionamento do protótipo, tais como: momentos de inércia, aceleração e torque necessário do motor para movimentação do sistema sob carga dinâmica. Futuramente, pretende-se avaliar a prótese quanto à capacidade de resistência sob carga dinâmica, resistência à fadiga, tempo de resposta do sistema físico ao controle eletrônico, além de aprimorar o sistema de controle do atuador, evitando movimentações indesejadas devido à inércia e vibrações do sistema.

Participantes

NAIELE CEZIMBRA MEDEIROS

FERNANDA SERPA HEBERLE

Escuela

Instituto federal Sul-rio-grandense campus Charqueadas

Brasil-Rio Grande do Sul-Charqueadas