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Exoesqueleto futurista se adapta ao corpo do usuário em tempo real

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Pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard, nos EUA, desenvolveram um exoesqueleto personalizado que se adapta ao modo de caminhar do usuário. O dispositivo funciona como uma espécie de assistência robótica, podendo ser calibrado para diferentes tarefas em tempo real.

O sistema bioinspirado utiliza sensores de ultrassom que captam e classificam a dinâmica muscular, transformando essas medidas em uma resposta correspondente à força necessária para vencer os obstáculos. Essa adaptação a maneiras diferentes de caminhar leva apenas alguns segundos para ser concluída.

“Usamos ultrassom para observar sob a pele e medimos diretamente o que os músculos do usuário estavam fazendo durante várias tarefas de caminhada. Nossos músculos e tendões simplesmente obedecem, não havendo um mapeamento direto entre a mobilidade dos membros e o dos músculos subjacentes que conduzem seu movimento”, explica o doutorando em engenharia Richard Nuckols, coautor do estudo.

Adaptação em tempo real

Como as pessoas raramente andam a uma velocidade constante durante uma caminhada, variando a passada conforme a necessidade e os obstáculos, os pesquisadores criaram um sistema de assistência individualizado focado nos movimentos dinâmicos dos membros inferiores.

Um dispositivo de ultrassom portátil foi amarrado às panturrilhas dos usuários para que os sensores captassem a variação muscular enquanto as pessoas realizavam uma série de caminhadas por diversos ambientes diferentes, alternando entre passadas leves, mais vigorosas e corridas intensas.

“A partir dessas imagens pré-gravadas, estimamos a força auxiliar a ser aplicada em paralelo com os músculos da panturrilha para compensar o trabalho adicional que eles precisam realizar durante a fase de impulso. O novo sistema precisa apenas de alguns segundos de caminhada para capturar o perfil do músculo”, acrescenta o estudante de engenharia Krithika Swaminathan, outro coautor do estudo.

Sistema personalizado

Para cada perfil gerado pelo ultrassom, os cientistas mediram a quantidade de energia metabólica usada pela pessoa durante uma caminhada com e sem o exoesqueleto. Eles descobriram que a assistência baseada no comportamento muscular conseguiu reduzir a força utilizada, independente da velocidade e da inclinação do terreno.

Sensores de ultrassom na panturrilha captam o movimento muscular (Imagem: Reprodução/Harvard)
Sensores de ultrassom na panturrilha captam o movimento muscular (Imagem: Reprodução/Harvard)

Essa adaptação em tempo real pode ser facilmente personalizada de acordo com o desempenho muscular de cada usuário, fazendo com que o traje robótico se adéque a diferentes biotipos, levando em consideração variáveis essenciais como idade, peso, tamanho e gênero de quem está usando o exoesqueleto.

“Esta abordagem pode ajudar na adoção de uma robótica vestível para situações dinâmicas reais, permitindo uma assistência confortável, personalizada e adaptável. Em vez de dominar o usuário, nosso traje trabalha em cooperação com ele”, encerra o professor de engenharia e ciências aplicadas Conor J. Walsh, autor principal do estudo.

Fonte: Canaltech

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