Publicação: Desenvolvimento de equipamento acoplado a jogos sérios para reabilitação da escoliose
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e a avaliação de recursos tecnológicos para
o suporte dos Exercícios Fisioterapêuticos Específicos para Escoliose, contemplando dois
jogos sérios, sistemas de rastreamento corporal (body tracking) e um equipamento físico.
A proposta busca tornar a prática dos exercícios mais interativa, rastreável e reprodutível,
sem substituir a avaliação fisioterapêutica. De início, efetuou-se uma revisão bibliográfica
sobre Escoliose Idiopática do Adolescente, jogos sérios, ferramentas para o rastreamento
corporal e aplicações voltadas à reabilitação da coluna. Em seguida, foram desenvolvidos
os jogos, Knight Run e Paint Maker, pela Unity, com programação em C#, contemplando
gerenciamento de perfis, seleção de exercícios, registro de desempenho, configuração das
séries e exportação de dados. O controle dos jogos foi implementado por duas estratégias
distintas, sendo uma baseada no Nuitrack, com a câmera de profundidade Intel RealSense
D435, e outra no MediaPipe, com a webcam Logitech C270 HD 720p (30 FPS). Também
foi desenvolvida uma adaptação para dispositivos Android, restrita ao uso do MediaPipe.
A percepção dos aplicativos foi avaliada por 10 participantes, com formulários adaptados
do Game Experience Questionnaire e do Intrinsic Motivation Inventory, a partir dos quais
foram resultados índices gerais de 73,12%, para a experiência com o jogo e 83,33%, para
a motivação e utilidade percebida. Em paralelo, foi concebido um equipamento, modular,
para apoio, nivelamento, do membro superior, suporte escapular e fixação de resistências
elásticas durante os exercícios. Por fim, realizou-se uma etapa experimental, comparando
Nuitrack e MediaPipe com o sistema Qualisys, adotado como referência, em movimentos
correspondentes aos controladores dos jogos. A análise envolveu repetições, tempo total,
regularidade, ângulos e profundidade, quando aplicável. Os resultados obtidos indicaram
erro de 0,00%, na contagem de repetições, erros temporais entre 0,21% e 7,60%, erros de
regularidade, predominantemente, inferiores a 8,33%, erros de profundidade entre 0,27%
e 1,04%, entre Nuitrack e Qualisys, e erros angulares, na maioria das condições, inferiores
a 7,88%, com maiores desvios nos ensaios de elevação frontal do MediaPipe. Conclui-se
que os recursos criados exibiram potencial como ferramentas complementares, acessíveis
e integradas no suporte ao tratamento da escoliose, demandando, todavia, estudos futuros
com pacientes, amostras ampliadas e validação clínica.
Abstract
This dissertation presents the development and evaluation of technological resources to
support Physiotherapeutic Scoliosis-Specific Exercises, including two serious games,
body tracking systems, and a physical support device. The proposal aims to make exercise
practice more interactive, traceable, and reproducible, without replacing
physiotherapeutic assessment. Initially, a literature review was carried out on Adolescent
Idiopathic Scoliosis, serious games, body tracking tools, and applications related to spine
rehabilitation. Next, the games Knight Run and Paint Maker were developed in Unity,
using C# programming, including profile management, exercise selection, performance
recording, series configuration, and data export. Game control was implemented through
two different strategies, one based on Nuitrack, using the Intel RealSense D435 depth
camera, and the other based on MediaPipe, using the Logitech C270 HD 720p webcam
(30 FPS). An adaptation for Android devices was also developed, restricted to the use of
MediaPipe. The users’ perception of the applications was evaluated with 10 participants,
using adapted forms based on the Game Experience Questionnaire and the Intrinsic
Motivation Inventory, resulting in overall scores of 73.12% for game experience and
83.33% for perceived motivation and usefulness. In parallel, a modular device was
designed to provide support, upper limb leveling, scapular support, and fixation points
for elastic resistance during the exercises. Finally, an experimental stage was carried out
comparing Nuitrack and MediaPipe with the Qualisys system, adopted as the reference,
during movements corresponding to the game controllers. The analysis considered
repetitions, total time, regularity, angles, and depth, when applicable. The results
indicated 0.00% error in repetition counting, temporal errors ranging from 0.21% to
7.60%, regularity errors predominantly below 8.33%, depth errors ranging from 0.27%
to 1.04% between Nuitrack and Qualisys, and angular errors below 7.88% in most
conditions, with greater deviations in frontal elevation trials using MediaPipe. It is
concluded that the developed resources showed potential as complementary, accessible,
and integrated tools to support scoliosis treatment, although future studies with patients,
larger samples, and clinical validation are still required.
Palavras-chave
Escoliose, Jogos sérios, Rastreamento corporal, Reabilitação, Scoliosis, Serious games, Body tracking, Rehabilitation
Citação
CUNHA, Felipe Fernandes. Desenvolvimento de equipamento acoplado a jogos sérios para reabilitação da escoliose. 2026. 156 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.647.