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dc.creatorRodrigues, Lucas Antônio Oliveira-
dc.date.accessioned2023-03-13T18:04:05Z-
dc.date.available2023-03-13T18:04:05Z-
dc.date.issued2022-02-18-
dc.identifier.citationRODRIGUES, Lucas Antônio Oliveira. Desenvolvimento da estrutura HOPE-G: um sistema robótico para reabilitação da marcha humana. 2022. 195 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.84pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37514-
dc.description.abstractModern rehabilitation processes for neurological patients have been widely assisted by robotic structures, with continuous research and improvements. The use of robotic assistance in rehabilitation is a consolidated technique for upper limb training sessions. However, human gait robotic rehabilitation still needs further research and development. Based on that, this work deals with the development of a new parallel gait rehabilitation structure designed for post-stroke patients, named HOPE-G. The structure is composed of three distinct modules, and this thesis has the pilot tests of the active bodyweight support integrated with a serious game as the main objective. The test objective is to check the feasibility of the proposed design aggregated with a treadmill, focusing on the gait balance. This work also presents the mathematical model of the two mechanical modules, while building a prototype for experimental tests for one of them. The thesis begins with a background review of the state of the art of applied technologies in this area of knowledge. Next, it presents the obtained mathematical models for the mechanical modules of HOPE-G following multibody synthesis techniques and meta-heuristic optimization. After computational simulations are performed and based on the results, the prototype is built. The control of the structure is designed using PID controllers tuned with meta-heuristic optimization and associated with a suppression function to perform assist-as-needed actions. Then, the prototype is integrated with a serious game designed specifically for this application. Finally, the tests are conducted with the structure, first with a wooden anthropometric puppet, and then with healthy volunteers. The results obtained from these first pilot tests show that the mobility of the module is as expected, with recommendations s for electrical and mechanical improvements. With these improvements, the module will be submitted to clinical trials with a post-stroke research group.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectReabilitaçãopt_BR
dc.subjectrobóticapt_BR
dc.subjectestruturas paralelaspt_BR
dc.subjectjogos sériospt_BR
dc.subjectMacha Humanapt_BR
dc.subjectMembro inferiorpt_BR
dc.subjectRehabilitationpt_BR
dc.subjectroboticspt_BR
dc.subjectparallel structurespt_BR
dc.subjectserious gamespt_BR
dc.subjecthuman malept_BR
dc.subjectLower memberpt_BR
dc.titleDesenvolvimento da estrutura HOPE-G: um sistema robótico para reabilitação da marcha humanapt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of HOPE-G: a robotic system for human gait rehabilitationpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Gonçalves, Rogério Sales-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9474579551520236pt_BR
dc.contributor.referee1Finzi Neto, Roberto Mendes-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3792275882221002pt_BR
dc.contributor.referee2Cavalini Júnior, Aldemir Aparecido-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0387727577180664pt_BR
dc.contributor.referee3Tonidandel, Flavio-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5331230734386657pt_BR
dc.contributor.referee4Ferreira Junior, Paulo Roberto-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/0481478169272902pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6533838932620721pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoOs processos modernos de reabilitação para pacientes com doenças neurológicas têm sido amplamente auxiliados por estruturas robóticas de diversos tipos, as quais estão constantemente sendo pesquisadas e melhoradas. Embora a aplicação de estruturas robóticas esteja em um estágio avançado para reabilitação do membro superior, a marcha humana ainda carece de inovação. Com base neste fato, este trabalho destinou-se ao desenvolvimento de uma nova estrutura paralela para reabilitação da marcha humana de pacientes pós Acidente Vascular Encefálico, denominada HOPE-G. A estrutura é composta por três módulos distintos, e esta tese tem como objetivo realizar um teste piloto, para verificar a viabilidade da utilização de um suporte ativo de peso corporal integrado a um jogo eletrônico para auxiliar a realização de exercícios em uma esteira, observando principalmente a influência no equilíbrio dos participantes da pesquisa. Neste trabalho, realizou se o desenvolvimento de dois destes módulos e o teste experimental de um deles. Inicialmente, realizou-se uma revisão bibliográfica do estado da arte das tecnologias aplicadas nesta área do conhecimento. A seguir, os módulos mecânicos da estrutura foram modelados seguindo técnicas consolidadas de síntese de estruturas multicorpos e otimizados com técnicas de otimização meta heurística. Na sequência, um protótipo de um dos módulos foi construído. A partir da estrutura, o sistema de controle dos motores foi elaborado com auxílio de métodos computacionais e integrado a um jogo eletrônico desenvolvido para atuar em conjunto com o equipamento. O controle da estrutura foi desenvolvido utilizando controladores PID obtendo-se os parâmetros por otimização meta-heurística, e associando-os a uma função de supressão para assistir quando necessário. O módulo foi então submetido a testes piloto com um boneco antropométrico de madeira e participantes saudáveis onde foram coletados dados durante cada teste. Os resultados do teste piloto mostraram bom funcionamento do design proposto com recomendações para melhorias elétricas e mecânicas. Os dados e recomendações deste estudo serão utilizados como referência para um estudo futuro da eficácia do dispositivo no processo de reabilitação da marcha humana em pacientes em tratamento do AVE.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration195pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::METODOS DE SINTESE E OTIMIZACAO APLICADOS AO PROJETO MECANICOpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.84pt_BR
dc.orcid.putcode130775089-
dc.crossref.doibatchid12e4aaaf-e831-4110-9b63-c714e933ab21-
dc.subject.autorizadoEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.autorizadoRobóticapt_BR
dc.subject.autorizadoMarcha humanapt_BR
dc.subject.autorizadoTecnologia de reabilitaçãopt_BR
dc.description.embargo2023-03-
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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