MODELAGEM E SIMULAÇÃO DIGITAL DE PRÓTESE MIOELÉTRICA DE MEMBRO SUPERIOR

Pedro Henrique Bravo Serrado; CARLOS JULIO TIERRA CRIOLLO

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Trabalho

Título do Trabalho

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DIGITAL DE PRÓTESE MIOELÉTRICA DE MEMBRO SUPERIOR

Autores

Pedro Henrique Bravo Serrado
CARLOS JULIO TIERRA CRIOLLO

Modalidade

Resumo apresentação oral padrão

Área temática

Centro de Tecnologia (CT)/Engenharia Biomédica

Data de Publicação

22/03/2021

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/jgmictac/317271-modelagem-e-simulacao-digital-de-protese-mioeletrica-de-membro-superior

ISBN

978-65-5941-128-3

Palavras-Chave

Prótese, Eletromiografia, Impressão 3D, Mão Biônica

Resumo

Introdução. Com o uso de impressão 3D é possível o desenvolvimento de próteses com a ideia de diminuição de custo, facilidade de customização de dimensões para cada usuário e inclusão/modificação das peças. Com acesso aos arquivos para impressão, pode-se realizar a construção da parte mecânica de uma prótese mioelétrica, acoplada com componentes eletrônicos; entretanto, mostra-se importante também o desenvolvimento digital do modelo, para assim fazer possível o desenvolvimento de novas peças ou adaptações das já existentes. Objetivo. Desenvolver, com a utilização do OpenSCAD (KOPRNICKÝ; NAJMAN; ŠAFKA, 2017), um modelo completo da estrutura impressa da prótese já em testes no Laboratório de Processamento de Sinais (LAPIS) do PEB - COPPE - UFRJ, que permita a visualização do modelo e simulação de movimentos. Métodos. Estão em desenvolvimento no LAPIS duas próteses de membro superior direito, ambas impressas em 3D, sendo uma de Nylon e outra de ABS. O mecanismo está atualmente integrado com um Arduino, podendo realizar movimentos por meio de um Joystick ou sinais mioelétricos obtidos de forma offline. O projeto da prótese foi desenvolvido pela associação francesa My Human Kit (Myoelectric exiii hand - My Human Kit, 2016), contendo em seu website a lista dos materiais necessários, os modelos 3D para impressão e o manual de construção dessas peças. Com esses modelos disponíveis em formato .stl é possível a edição e visualização deles em diversos editores de estilo CAD. Escolhido para esse projeto, o programa OpenSCAD permite por meio de linhas de código a importação e manipulação desses modelos. O projeto atual conta com 6 graus de liberdade, sendo metade deles realizados por servo-motores e metade de maneira manual. Os servo-motores estão acoplados diretamente aos dedos, sendo o de maior torque responsável pelo movimento do dedo indicador, um dos de menor torque responsável pelo movimento lateral do polegar e o último servo é responsável pelo movimento dos outros 3 dedos simultaneamente. Duas travas no pulso permitem a realização do movimento de rotação da mão (rotação panorâmica e de inclinação) e uma trava no polegar permite o câmbio entre movimento de pegada ou pinça. A própria estrutura impressa da mão limita o movimento dos eixos dos motores, definindo os limites de movimento na simulação digital. Resultados. Com todos os modelos das peças até agora implementadas nas próteses atuais importados no programa pode-se simular os movimentos possíveis já realizados no laboratório, mas permitindo, para uma futura alteração no projeto, uma rápida simulação e adaptação dos movimentos dos dedos e do pulso. Em trabalho futuro serão utilizados sistemas embarcados junto ao Sistema Operacional de Robôs (ROS), que permitirão a avaliação do modelo digital. Além disso, será desenvolvido um sistema de controle realimentado com a implementação de sensores de força. O modelo digital permitirá determinar os parâmetros dos sensores e motores. Conclusão. O modelo digital da prótese implementado, permitiu a mimetização de movimentos possíveis da prótese real. Referências Bibliográficas KOPRNICKÝ, J.; NAJMAN, P.; ŠAFKA, J. "3D printed bionic prosthetic hands," 2017 IEEE International Workshop of Electronics, Control, Measurement, Signals and their Application to Mechatronics (ECMSM), Donostia-San Sebastian, 2017, pp. 1-6, doi: 10.1109/ECMSM.2017.7945898. "Myoelectric exiii hand - My Human Kit", Tutorial, 2016, [online] Disponível em: http://myhumankit.org/en/tutoriels/myoelectric-exiii-hand/. Acesso em 20 de nov. de 2020.

Título do Evento: XLII Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural (JICTAC 2020 - Edição Especial) - Evento UFRJ
Título dos Anais do Evento: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

SERRADO, Pedro Henrique Bravo; CRIOLLO, CARLOS JULIO TIERRA. MODELAGEM E SIMULAÇÃO DIGITAL DE PRÓTESE MIOELÉTRICA DE MEMBRO SUPERIOR.. In: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural. Anais...Rio de Janeiro(RJ) UFRJ, 2021. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/jgmictac/317271-MODELAGEM-E-SIMULACAO-DIGITAL-DE-PROTESE-MIOELETRICA-DE-MEMBRO-SUPERIOR. Acesso em: 02/05/2025