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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Adequação de um ambiente virtual para treinamento de cadeirantes com deficiências visuais por meio de eletroencefalografia (EEG)
Alternate title (s): Virtual environment training system for visual impairment with support of Electroencephalography
Author: Souza, Everton Silva de
First Advisor: Lamounier Junior, Edgard Afonso
First coorientator: Cardoso, Alexandre
First member of the Committee: Trevisan, Daniela Gorski
Second member of the Committee: Peretta, Igor Santos
Third member of the Committee: Gomes, Luciano Coutinho
Fourth member of the Committee: Brega, José Remo Ferreira
Summary: Muitas dificuldades são encontradas por pessoas com deficiência física. A situação se agrava quando os diagnósticos são compostos por mais de uma disfunção. Por exemplo, no caso de uma pessoa que é cadeirante e deficiente visual. De fato, este quadro pode gerar incapacidade para o desempenho de muitas atividades dentro do padrão considerado normal para o ser humano. Atualmente, os tratamentos são efetuados de maneira individualizada, conforme os aspectos clínicos da perda que pode ser visual, auditiva, motora ou mental. A presença conjunta das deficiências visuais e motoras causam a impossibilidade de locomoção independente. Portanto, é necessário identificar uma estratégia que possibilite o deslocamento do paciente, neste caso, é ainda com a possibilidade de treinamento. Tal requisito fundamenta a utilização da Realidade Virtual (RV). Além disso, a locomoção necessita ter um controle natural para que seja incorporada pelo deficiente visual. Para tanto a Eletroencefalografia, também conhecido como EEG, tem obtido avanços inovadores nessa, por meio da análise de sinais cerebrais espontâneos. Portanto, este trabalho apresenta uma proposta de uso de Realidade Virtual e EEG no treinamento e posterior locomoção real de cadeirantes com deficiência visual. O objetivo aqui é propiciar ao paciente uma interação eficiente possibilitando inclusão social. Estudos mostram que os principais critérios para uma solução de reabilitação para treinar cadeirantes com deficiência visual são: Controle, Informação de Feedback, Estímulos, Avaliação Subjetiva, Segurança e Interfaces de Interação. Desta forma, esta pesquisa propõe uma arquitetura em camadas para o funcionamento de um ambiente 3D de reabilitação com objetivo de treinar cadeirantes com deficiência visual de forma única, em conformidade com os requisitos. Foi desenvolvido um sistema computacional, denominado Virtual Brainy Chair, que utiliza técnicas de RV com áudio 3D. É possível interagir com um ambiente de treinamento virtual de forma natural, coletando as ondas cerebrais, e acionando os movimentos de uma cadeira de rodas no Ambiente Virtual. Adicionalmente, técnicas de áudio 3D foram incluídas para suportar feedback auditivo para o paciente, a fim de ajudá-lo no controle da condução da cadeira. Experimentos de controle de uma cadeira real com EEG também foram realizadas com sucesso. Um aspecto fundamental é enriquecer o sentimento de imersão, característica responsável pela sensação de presença em um ambiente, onde o paciente possa interagir. São apresentados resultados que mostram o uso de RV com sinais EEG tem o potencial para melhorar a qualidade de vida e independência de um cadeirante que ao mesmo tempo é portador de deficiência visual.
Abstract: Many difficulties are encountered by people with physical disabilities. The situation worsens when diagnoses consist of more than one dysfunction. For example, in the case of a person who is wheelchair-bound and visual impairment. In fact, this picture can generate incapacity for the performance of many activities within the standard considered normal for the human being. Currently, the treatments are performed in an individualized way, according to the clinical aspects of the loss that can be visual, auditory, motor or mental. The joint presence of visual and motor deficiencies causes the impossibility of independent locomotion. Therefore, it is necessary to identify a strategy that allows the displacement of the patient, in this case, it is still with the possibility of training. This requirement bases the use of Virtual Reality (VR). In addition, locomotion needs to have natural control to be incorporated by the visually impaired. Electroencephalography, also known as EEG, has achieved innovative advances in this, through the analysis of spontaneous brain signals. Therefore, this work proposes the use of Virtual Reality and EEG in the training and subsequent real locomotion of blind wheelers. The objective here is to provide the patient with an efficient interaction allowing social inclusion. Studies show that the main criteria for a rehabilitation solution to train blind wheelers are: Control, Feedback, Stimuli, Subjective Assessment, Safety and Interaction Interfaces. In this way, this research proposes a layered architecture for the operation of a 3D rehabilitation environment with the objective of training blind wheelers in a unique way, in accordance with the requirements. A computer system was developed, called Virtual Brainy Chair, which uses RV techniques with 3D audio. It is possible to interact with a virtual training environment in a natural way, by collecting the brain waves, and by activating the movements of a wheelchair in the Virtual Environment. In addition, 3D audio techniques have been included to support patient auditory feedback to assist in controlling the chair's handling. Control experiments of a real chair with EEG were also successfully performed. A fundamental aspect is to enrich the feeling of immersion, characteristic responsible for the sensation of presence in an environment where the patient can interact. Results of this research show that the use of RV with EEG signals has the potential to improve the quality of life and independence of a wheelchair user who is at the same time visually impaired.
Notes: TESES DE DOUTORADO
Keywords: Realidade Virtual
Virtual Reality
EEG
EEG
Reabilitação
Rehabilitation
Áudio 3D
Audio 3D
Deficiente Visual
Visual Impairment
Ambiente Virtual
Virtual Environment
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: SOUZA, Everton Silva de. Adequação de um ambiente virtual para treinamento de cadeirantes com deficiência visuais por meio de eletroencelografia (EEG). 2017. 146 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2017.24
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20332
Date of defense: 15-Dec-2017
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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