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Andador robótico integrado a realidade virtual e interface de ensino facilita reabilitação locomotora

Simulação virtual para compreender o uso do dispositivo. Foto: Reprodução/ HCS.

Um sistema de realidade virtual e uma interface de ensino integrados a um andador robótico que leva o nome de vWalker. Essa foi a experiência feita por pesquisadores da Ufes com o objetivo de alcançar a permanência do paciente nos processos de reabilitação locomotora. O estudo foi desenvolvido por membros do Laboratório de Telecomunicações (LabTel) e do Human Centered Systems Laboratory (HCS), ambos vinculados ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Ufes (PPGEE). 

Os dispositivos de tecnologia assistiva têm como prioridade ampliar a qualidade de vida do indivíduo ao auxiliar na recuperação de funcionalidades. Mas, assegurar a permanência dos pacientes no processo é um desafio enfrentado pelos profissionais de saúde. É nesse contexto que a aplicação da realidade virtual como base para a reabilitação passa a ser explorada.

Realidade Virtual

A pesquisa conseguiu combinar a realidade virtual com os ambientes físicos através de sensores, oferecendo um imediato retorno visual e sensorial ao usuário do dispositivo. Os testes revelaram um avanço no desempenho dos usuários ao praticar os exercícios da reabilitação com apoio da realidade virtual e da interface de ensino, registrando, em um dos casos, a redução de 49,1% no tempo de execução de tarefas de caminhada. 

Segundo a autora do estudo e então bolsista de pós-doutorado do Instituto de Inteligência Computacional Aplicada (I2CA), Fabiana Santos, esse processo de reabilitação com o andador robótico, que normalmente é angustiante e tedioso, passa a ser mais divertido mediante os elementos virtuais, tornando tudo mais lúdico. 

“Eu consigo ter uma sala completamente vazia, na qual eu coloco objetos virtuais que são visualizados com óculos especiais. Esse ambiente pode ser adaptado para as necessidades de reabilitação do paciente como queira o terapeuta”, explica Santos. 

Para prevenção de quedas e o uso inadequado, os pesquisadores desenvolveram uma interface que orienta o usuário durante suas atividades com o andador. Essa tecnologia fornece várias informações referente aos fatores de força e distância, evitando situações de risco para o paciente. A versatilidade da interface e do sistema de realidade virtual torna possível a construção de diferentes cenários e variadas propostas de exercícios revestidos de entretenimento.

(Imagem) A interface do usuário é mostrada nas imagens. Em (a) um obstáculo estático no lado esquerdo do vWalker da UFES está dentro da elipse amarela, portanto a seta verde indica um caminho sugerido para a direita. Em (b) um obstáculo dinâmico é representado pela elipse azul, e a seta aconselha o usuário a prosseguir na direção esquerda.

A interface do usuário é mostrada nas imagens. Em (a) um obstáculo estático no lado esquerdo do vWalker da UFES está dentro da elipse amarela, portanto a seta verde indica um caminho sugerido para a direita. Em (b) um obstáculo dinâmico é representado pela elipse azul, e a seta aconselha o usuário a prosseguir na direção esquerda. Foto: Reprodução/ HCS.

Multidisciplinaridade

A pesquisa envolveu pesquisadores com diferentes formações: Engenharia Elétrica, Engenharia de Computação, Fisioterapia e Educação Física. Para a doutora, o envolvimento de outras áreas do conhecimento é muito importante. Santos ressalta a cooperação com profissionais da área da saúde, pois eles entendem as demandas do público alvo da pesquisa.

“Nós estamos sempre focados na parte tecnológica, na parte de desenvolvimento de sensores e estratégias de controle. Porém, a gente precisa também conversar com quem entende da população alvo. A gente tem parceria com profissionais da saúde, tanto da área de educação física como fisioterapeutas. Conversando com eles, a gente conseguiu alinhar essa parte tecnológica com a terapia para aquele grupo alvo”, pondera a pesquisadora.

Acompanhamento em tempo real

O dispositivo vWalker contém diversos sensores que coletam informações dos movimentos do paciente e do ambiente no qual ele se localiza, fornecendo um amplo retorno de dados cruciais para o acompanhamento do profissional de saúde.

Pessoas com as capacidades de locomoção completamente comprometidas recorrem normalmente a dispositivos alternativos, como, por exemplo, a cadeira de rodas. No caso do vWalker, seu caráter de assistência é aumentativo, porque ele aproveita as capacidades residuais que uma pessoa conserva utilizando-as para reabilitar a locomoção. Ou seja, seu uso aumenta gradativamente as capacidades locomotivas do usuário.

O orientador da pesquisa e professor da Ufes, Anselmo Frizera, explica que há sensores destinados a medir a troca de forças entre o usuário e o andador, sensores baseados em laser e que medem a distância entre a perna do usuário e o andador, avaliando sua evolução. Além disso, outros sensores fazem uma varredura a laser no ambiente, medindo objetos e a distância até eles.

O docente acrescenta ainda que é possível medir os movimentos do paciente. “É como se fosse uma roupa toda sensorizada e quando a pessoa caminha a gente consegue ver como cada articulação se movimenta. Então, conseguimos ter um dado quantitativo da qualidade de locomoção do paciente, o que faz toda diferença para o fisioterapeuta”.

Parcerias e Investimentos

O estudo provém de parcerias com o Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) e recebeu apoio financeiro de diferentes órgãos de fomento: do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), da Fundação de Apoio à Pesquisa do Espírito Santo (Fapes) e da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep).

*Bolsista em projeto de comunicação

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