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Exoesqueleto

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Conceito


  • O que é?
    • Funciona como um tipo de roupa/armadura que você usa para diversas atividades como potencialização de força para levantar objetos que antes com a simples capacidade humana era inviável levantar e até mesmo para ajudar pessoas que não podem andar, por diversos fatores, a se locomover novamente.
  • Porque é interessante?
    • Este traje se torna interessante quando vemos que os limites, que antes a natureza impunha sobre o ser humano, são cruzados e chegamos a um patamar em que patologias e anomalias cromossômicas, que antes impediam a pessoa de se locomover desde o dia em que nasceu, não são mais problemas porque mesmo com a deficiência o ser humano pode andar de novo, pode subir uma escada sem precisar do constrangimento de ser carregado. Com esse tipo de tecnologia a pessoa que antes era dependente consegue reconquistar aquilo que lhe é de direito. A autonomia.
  • Quais as características marcantes?
    • Na minha opinião tudo é marcante quando falamos sobre essa tecnologia, uma tecnologia com diversas aplicações onde tudo é inovação. Qualquer que seja a área de aplicação desse traje ele consegue optimizar o ser humano, levar a humanidade à um outro nível.
  • Como está o Brasil neste segmento?
    • Muitas empresas brasileiras contribuem indiretamente com as pesquisas em exoesqueletos pelo mundo, mas mesmo assim o Brasil continua carente de pesquisadores nessa parte. Mesmo com essa escassez de pesquisadores vemos um, entre os poucos, que se destaca que é o caso do brasileiro Miguel Nicolelis com seu projeto "Walk Again" que com a ajuda de uma equipe de pesquisadores de todas as partes do mundo construiu um exoesqueleto controlado por ondas cerebrais.


Software


  • Como o software pode ser empregado nesta tecnologia?
  • A tecnologia usa um sistema embarcado para controlar todas as suas funcionalidades, mas em segundo plano vemos softwares que se relacionam entre si, como é o caso do eletromiógrafo que com seus eletrodos captam sinais miográficos, filtrando-os e tirando seus ruídos para se obter um sinal mais limpo. Temos em alguns estágios da produção do exoesqueleto o uso de um software especifico para controlar e testar as funcionalidades do equipamento, software esse capaz de nos informar sobre diversas condições do equipamento e controlar seus movimentos externamente, software esse que não vemos depois do exoesqueleto pronto, pois o exoesqueleto estando pronto tem a obrigação de ser autônomo. Para o movimento ser suave é usado um software que com sensores captam o movimento de um ser humano com total capacidade de movimentação de seus membros e os traduz para que o exoesqueleto tenha os movimentos naturais.


Aplicação


  • Cite as situações onde podemos usar esta tecnologia?
    • Uma tecnologia como essa é usada em muitos áreas, tanto no segmento militar à indústrias de base à consumidores finais como seres humanos para usos cotidianos. Na seção militar temos exoesqueletos ajudando soldados a carregar equipamentos e aprimorar sua força, ainda não existem trajes de combates em campo, mas temo que seja apenas questão de tempo. Olhando as indústrias encontramos exoesqueletos feitos para que operários sejam capazes de produzir mais e se desgastar menos. Já a área mais visada é a de recuperação de lesões ou até substituição de membros perdidos para melhor qualidade de vida das pessoas.



Tecnologias


  • Quais tecnologias são usadas?
    • Temos uma quantidade significativa de tecnologias usadas nos exoesqueletos, como o eletromiógrafo que é um aparelho que tem fios onde nas pontas encontramos eletrodos que captam o sinal vindo do músculo e envia ele para um software especifico para interpretação desse sinal passando por um amplificador do sinal, o software se encarrega de eliminar os ruídos do sinal e interpreta-lo, os eletrodos podem ser do tipo superficial que adere a epiderme ou do tipo intrusivo que tem mini agulhas que chegam a parte mais profunda da pele.
    • Temos também no exoesqueleto um sistema embarcado que se torna responsável por mover motores e ligas quando recebem determinado tipo de sinal vindo do eletromiógrafo.
    • Temos alguns projetos na área que usam um tecido que toma diferentes formas quando ligados à corrente elétrica que é colocado em uma extremidade onde o usuário tem sensibilidade para gerar impulsos elétricos que dão a sensação de "pisar", com isso o usuário consegue sentir como se realmente estivesse andando com suas próprias pernas e não que o exoesqueleto o carrega.
    • Vale citar também as impressoras 3D que tem se mostrada muito eficiente facilitando e barateando os projetos que tem como meta construir esse tipo de tecnologia.
  • Como funciona?
    • À grosso modo os eletrodos recebem o sinal eletromiografico vindo dos músculos (ou cérebro) o software do eletromiógrafo "filtra" ele, e o sistema embarcado tem a missão de girar os motores, puxar os fios e mexer as ligas numa sincronia perfeita a ponto que o movimento seja "natural" e quando o pé do exoesqueleto encosta no chão o tecido cheio de transmissores enviam um pulso elétrico de baixa intensidade dando a sensação de "pisar" à quem pilota o exoesqueleto.


Visão


  • Imagem representando o tema


Estado da Arte


  • Descreva um exemplo recente
    • Um exemplo recente de exoesqueletos é o projeto "Walk Again" do Nicolelis, apesar de já ter mencionado ele, o projeto dele continua a ser o mais falado desde a Copa do Mundo, apesar de ser considerado pelo MIT como um dos fracassos tecnológicos de 2014, eu o considero um grande sucesso, um exemplo de perseverança em um segmento de pesquisa que visa ajudar pessoas.
    • Vemos também o "ReWalk" que é um exoesqueleto no estilo de calça que permite aos paraplégicos andar novamente, só que diferente do "Walk Again" do Nicolelis, o "ReWalk" já está sendo comercializado nos EUA com o alvará do FDA (Food and Drug Administration), apesar do preço ser extremamente elevado, cerca de US$ 85.000, o "ReWalk" nos revela que o futuro das próteses é próximo.
    • Temos também, no segmento militar, o "Warrior Web" desenvolvido pela DARPA (Agência de Pesquisa Avançada de Defesa) que ajuda o soldado aprimorando suas capacidades físicas.


Referências


<http://www.cefetsp.br/edu/brinca/Tratamento%20do%20sinal%20EMG.pdf>.

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