Modelo biomecânico de punho para a simulação computacional de tremores patológicos em malha fechada utilizando Controle H∞

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Pinheiro, Wellington Cássio.
Orientador(a): Menegaldo, Luciano Luporini
Banca de defesa: Pino, Alexandre Visintainer, Peixoto, Alessandro Jacoud
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica
Departamento: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Biomecânica
Tremores
Controle de Malha Fechada
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/13241
Resumo: O mundo, nas últimas décadas, passa por um aumento expressivo da expectativa de vida, com um crescimento na incidência de males associados, como os tremores patológicos. O desenvolvimento de tecnologias assistias para a supressão dos tremores pode ser beneficiado pelo desenvolvimento de modelos matemáticos individualizados capazes de reproduzir o comportamento do membro afetado. Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um modelo biomecânico de tremor baseado em representações realistas da dinâmica musculoesquelética, levando-se em consideração os mecanismos centrais de produção de tremores patológicos e que possa servir como base para testes de estratégias de supressão. Para isso, implementou-se uma interface de simulação de dinâmica direta em ambiente MATLAB permitindo a utilização de técnicas de modelagem e controle de malha fechada para reproduzir estatisticamente os tremores patológicos observados em um indivíduo. Desta implementação, resultou um modelo biomecânico de tremor patológico de dois graus de liberdade, com representação satisfatória das variáveis cinemáticas comparadas a valores experimentais e que representa tanto a frequência do tremor quanto sua variabilidade com divergência K-L de 1 × 10−7.
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Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um modelo biomecânico de tremor baseado em representações realistas da dinâmica musculoesquelética, levando-se em consideração os mecanismos centrais de produção de tremores patológicos e que possa servir como base para testes de estratégias de supressão. Para isso, implementou-se uma interface de simulação de dinâmica direta em ambiente MATLAB permitindo a utilização de técnicas de modelagem e controle de malha fechada para reproduzir estatisticamente os tremores patológicos observados em um indivíduo. Desta implementação, resultou um modelo biomecânico de tremor patológico de dois graus de liberdade, com representação satisfatória das variáveis cinemáticas comparadas a valores experimentais e que representa tanto a frequência do tremor quanto sua variabilidade com divergência K-L de 1 × 10−7.In the last decades, the world’s been through an expressive raise in life expectancy and consequently increasing age-related diseases such as pathological tremor. Assistive technology development may be benefited by individualized mathematical models capable of reproducing affected limb behavior. This work aims to develop a biomechanical model of pathological tremor, using realistic musculoskeletal representations to serve as a plant for testing suppression strategies. In order, a MATLAB forward dynamics interface was implemented allowing the use of modeling and closed-loop control techniques to reproduce, in a statistical manner, the pathological tremor observed on an individual. As a result, a two degree-of-freedom biomechanical model of pathological tremor was obtained, which successfully reproduces tremor kinematics as well as tremor frequency and its variability with K-L divergence of 1 × 10−7.Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-10-14T21:18:53Z No. of bitstreams: 1 WellingtonCassioPinheiro.pdf: 5268061 bytes, checksum: 98249b7d5733badc5e6bbe4ba38e4558 (MD5)Made available in DSpace on 2020-10-14T21:18:53Z (GMT). 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