Como exoesqueletos realmente funcionam quando presos às pernas

Eu não preciso falar de exoesqueletos. Além de ser eugenia, como alguns idiotas falam, eles são um passo para o futuro, em busca de um mundo melhor. Estou falando de exoesqueletos, não de inúteis formados em Filosofia. Claro, nada é tão bom que não possa ser melhorado e, convenhamos, exoesqueletos ainda têm muito o que melhorar, mas cientistas estão fazendo a sua parte.

Uma recente pesquisa mostra como um sistema de rastreamento óptico (OTS, na sigla em inglês) – similar aos equipamentos empregado nas técnicas de captura de movimento usadas no cinema – ajuda a fazer modelagem computacional com o os procedimentos e forças envolvidas no uso de um exoesqueleto.

Roger Bostelman, além de ter nome que não aguenta dois segundos com o pessoal da Quinta Série, é engenheiro de robótica e trabalha como gerente de projetos na Divisão de Sistemas Inteligentes do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, o NIST. Em sua pesquisa, Bostelman usou o OTS para rastrear o movimento de um exoesqueleto e peças de teste, chamadas de “artefatos”, presas ao usuário. Basicamente, o OTS tem câmeras especiais que emitem luz (invisível a olho nu) e capturam o que é refletido de volta por marcadores esféricos dispostos em objetos de interesse. Um computador calcula a posição dos objetos rotulados no espaço 3D.

Bostelman e seu pessoal tiveram como objetivo capturar o movimento do joelho para avaliar a incerteza de medição de sua nova abordagem. Com isso, eles construíram duas pernas artificiais como bancos de teste. Um apresentava uma prótese de joelho pronta para uso, enquanto o outro incorporava um joelho impresso em 3D que imitava mais de perto o joelho real. Placas de metal também foram presas às pernas com cordas elásticas para representar membros exoesqueléticos ou artefatos de teste presos ao corpo.

Depois de fixar os marcadores nas pernas e placas, a equipe de Bostelman usou o OTS e um transferidor digital para medir os ângulos do joelho em toda a amplitude de movimento. Comparando os dois conjuntos de medidas, eles foram capazes de determinar que seu sistema era capaz de rastrear com precisão a posição da perna. Vejam o videozinho:

Os testes também estabeleceram que seu sistema poderia calcular os movimentos separados das pernas e placas exoesqueléticas, permitindo aos pesquisadores mostrar o quão próximos os dois estão alinhados durante o movimento. Os testes mostraram que, na maioria das vezes, a perna de Bostelman e o exoesqueleto se moviam em harmonia. Mas por breves momentos, seu corpo se moveu, enquanto o exoesqueleto não. Essas pausas podem ser explicadas pela maneira como esse exoesqueleto funciona.

Dessa forma, entendendo como o exoesqueleto funciona em todos os seus detalhes, mediante o movimento do corpo da pessoa, os próximos projetos poderão ser desenhados de forma mais harmoniosa e eficiente.

A pesquisa foi publicada na Technical Note [PDF]

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