Desenvolvimento e análise de modelo robótico baseado na Plataforma Stewart-Gough aplicado à simulação de tremores de Parkinson

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Fajardo Junior, Jair
• Orientador(a): Melo, Leonimer Flávio de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Modelagem de sistemas; Plataforma Stewart; Doença de Parkinson; Simulação de tremores; Tecnologias vestíveis; Engenharia elétrica; Modelagem de sistemas - Doença de Parkinson; Plataforma Stewart - Simulação de tremores; Plataforma Stewart - Tecnologias visíveis
• Área do conhecimento CNPq: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Link de acesso: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/18246

A Doença de Parkinson é uma enfermidade neurodegenerativa progressiva mais conhecida pelas implicações ao sistema motor, resultando em movimentos involuntários conhecidos como tremores. Buscando uma solução não invasiva, diversos trabalhos tem utilizado tecnologias vestíveis para avaliação de características específicas dos tremores e por meio de algoritmos especializados, se propõem a identificar padrões nos tremores e posteriormente realizar supressão destes movimentos involuntários, utilizando atuadores posicionados em juntas específicas como o punho. No entanto, o desenvolvimento de tais tecnologias depende, em sua maioria, de pacientes para testes presenciais, implicando em dificuldades tanto para os enfermos quanto para os pesquisadores. Assim, pretende-se desenvolver um sistema mecatrônico baseado na plataforma Stewart-Gough, que simule de forma satisfatória os movimentos de tremor causados pela doença de Parkinson. Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador em ambiente computacional baseado no modelo cinemático e dinâmico da plataforma Stewart, para realizar testes e avaliar se o mecanismo robótico é capaz de replicar os movimentos de tremor de repouso causado pela DP na mão. O modelo foi desenvolvido em um ambiente de simulação utilizando a Biblioteca Simscape Multibody do Matlab, possibilitando estudos do espaço de trabalho, resposta dos motores ao estímulo em uma determinada faixa de frequência de tremores, bem como o torque fornecido pelos motores. Além disso, por meio de dados reais de pacientes portadores da Doença de Parkinson, foram realizados testes de reprodução dos sinais capturados. O modelo foi capaz de replicar os sinais de entrada com um coeficiente de correlação de Pearson de 0,94 em média. Este estudo antecede a construção de uma plataforma real, sendo importante avaliar como a cinemática e dinâmica dos movimentos funcionam durante a execução. O sistema tem como objetivo realizar testes preliminares com tremor sem a necessidade da presença do paciente, possibilitando a simulação da evolução da doença de Parkinson, variações nos movimentos do tremor, tanto em sua forma e amplitude, quanto no espectro da frequência. Essa implementação pode ajudar na comparação entre técnicas de supressão e auxiliar no desenvolvimento de novas tecnologias.