Pesquisadores do Korea Institute of Science and Technology (KIST), na Coreia do Sul, desenvolveram um robô vestível ultraleve que, no futuro, poderá ser utilizado para melhorar a locomoção de idosos com baixa força muscular nos membros inferiores em ações do dia a dia. Nos testes, a solução tecnológica possibilitou aumentar a resistência das pernas em até 30% para impulsionar o movimento de caminhada.
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O dispositivo robótico, MOONWALK-Omni, pesa 2 quilos e pode ser facilmente vestido por um adulto mais velho em menos de 10 segundos, sem necessidade de ajuda externa. A abordagem é equipada com quatro atuadores ultraleves de alta potência que permitem o movimento e ajudam no equilíbrio.
A tecnologia é baseada em inteligência artificial (IA) para analisar o padrão de caminhada do usuário em tempo real, além de identificar os níveis do terreno durante o trajeto, incluindo encostas suaves, caminhos rochosos acidentados, escadas íngremes de madeira e degraus de pedra irregulares.
Jongwon Lee, pesquisador sênior do Instituto de Robôs de Inteligência Artificial do KIST e líder do experimento, relata conduzir pesquisas de robótica assistiva na instituição há mais de três anos. O objetivo é expandir o uso dessas soluções tecnológicas para o dia a dia dos idosos, superando a aplicação na reabilitação dos pacientes apenas em laboratórios e hospitais.
"Nossa vida cotidiana consiste em tantos ambientes de caminhada diferentes que é tecnicamente desafiador fornecer assistência de força segura e eficaz. Ao coletar dados de um grande número de pessoas em vários espaços, conseguimos desenvolver uma tecnologia de caminhada vestível robusta", afirma Lee.
Escalada
Os cientistas desafiaram um idoso de 65 anos a escalar o Monte Yeongbong, 604 metros acima do nível do mar, na Coreia do Sul, equipado com o MOONWALK-Omni. O participante conseguiu, com sucesso, alcançar o topo. "Achei que teria que desistir de escalar montanhas, algo que gosto desde que era jovem, mas me sinto 10 a 20 anos mais novo depois de escalar a montanha confortavelmente com o robô vestível", comemorou, em nota, o participante do desafio.
Para Jongwon Lee, o resultado bem-sucedido da tecnologia simboliza a possibilidade de comercialização em larga escala do robô vestível para utilização em ambientes complexos ao ar livre, sem necessidade de troca de baterias e intervenção externa.
"A maior motivação para engenheiros, como nós, decorre do feedback positivo das pessoas que usam nossa tecnologia. O senhor que participou do desafio fez uma avaliação muito positiva do nosso robô. Para os membros da nossa equipe, foi uma grande recompensa pelos esforços de investigação", afirma.
Leve
O coordenador da Ortopedia do Hospital Albert Sabin de SP(HAS), Rodrigo Vetorazzi, explica que além do envelhecimento, existem outros fatores que contribuem para a fraqueza muscular na velhice.
"No envelhecimento, o idoso começa a perder massa muscular e, consequentemente, a força do músculo. Os fatores que causam essa perda são o próprio envelhecimento da célula muscular e questões alimentares. Outra causa que também pode estar relacionada é o sedentarismo. O idoso começa a ter artrite, desgaste da articulação e problemas de coluna", diz Vetorazzi.
Para o médico, a solução tecnológica pode ser mais eficaz no tratamento de pessoas com baixa força muscular por ser mais leve em relação a outros dispositivos vestíveis que tendem a ser pesados e volumosos.
"Geralmente, os robôs atuais são pesados e limitados a ambientes hospitalares para as pessoas que têm esses problemas. O novo robô tem capacidade de aumentar a força muscular dos membros inferiores e fazer a leitura da força da musculatura, o que pode ajudar na recuperação dos pacientes", ressalta Vetorazzi.
Na avaliação de Cristiane Pimentel, membro sênior do IEEE Industry Engagement Committee para América Latina e vice-presidente do IEEE Women In Engineering (WIE) Seção Nordeste, a alta mobilidade da solução tecnológica tem potencial para aplicação na produção industrial.
"Robôs vestíveis são amplamente utilizados em fábricas montadoras para reduzir o impacto motor sobre as articulações nas montagens dos carros e melhorar questões ergonômicas. O MOONWALK-Omni, por ser mais leve, utilizar a IA e permitir movimentos em várias direções, diferencia-se dos robôs em uso, pois com a redução do peso e otimização dos movimentos poderá ser utilizado com muito mais eficiência", observa Cristiane Pimentel.
Adaptação
Segundo Jongwon Lee, é necessário mais investigação e desenvolvimento para melhor adaptação do dispositivo a diferentes tamanhos corporais e uma variedade de condições, como distúrbios neurológicos que comprometem o movimento. Além disso, os cientistas pretendem aprimorar o uso do robô para monitoração de saúde.
"Continuaremos desenvolvendo robótica assistiva, adicionando pesquisas sobre tecnologia de IA de saúde que diagnostica o estado de saúde e a gravidade de doenças por meio de dados medidos enquanto o uso do nosso robô", afirma Lee.
A equipe de KIST também trabalha no desenvolvimento do MOONWALK-Support, uma solução tecnológica que, além de fortalecer os músculos das pernas, apoia as articulações complexas das extremidades inferiores, como o quadril e o joelho.
"O movimento de várias articulações complexas, desde o quadril até o joelho, tornozelo e parte superior do corpo, também necessita ser apoiado por tecnologia robótica apropriada. Gostaríamos de estudar vários robôs que possam atender a esses requisitos e, ao mesmo tempo, reduzir o peso e a complexidade do sistema robótico", aposta Lee.
*Estagiária sob supervisão de Renata Giraldi
Superluva contra tremores
Uma equipe de cientistas da University of British Columbia (UBC), no Canadá, projetou uma luva inteligente capaz de monitorar os movimentos das mãos e dos dedos e sem a necessidade de câmeras. Os pesquisadores pretendem testar a tecnologia na reabilitação dos movimentos dos membros superiores de um grupo de participantes que apresentam sintomas de tremores após sofrerem acidente vascular cerebral (AVC).
Descrita na revista Nature Machine Intelligence, a solução tecnológica sem fio incorpora uma rede de fios e sensores de alta sensibilidade e pressão constituídos de tecido elástico macio, permitindo, de acordo com os cientistas, rastrear, capturar e transmitir os menores movimentos das mãos e dos dedos. Além disso, pode ser facilmente lavada após a retirada da bateria.
"A luva é muito eficiente quando em operação. Pode funcionar por horas sem necessidade de recarga. Ela pode se conectar sem fio ao telefone ou tablet do paciente e orientá-lo nos exercícios nos quais estamos trabalhando", detalha Peyman Servati, professor da UBC e um dos responsáveis pelo estudo.
Segundo os pesquisadores, o dispositivo é a primeira tecnologia vestível que pode capturar com precisão os movimentos dos membros superiores e digitalizar as forças de apreensão ao segurar ou agarrar um objeto.
"Trabalhamos em tecnologia eletrônica inovadora para sermos capazes de integrar sensores de fios finos, flexíveis e sensíveis na forma de roupas e acessórios que possam ser usados facilmente pelos usuários. Estamos trabalhando neste projeto há mais de cinco anos para chegar a esse nível de desempenho", diz Servati.
Nos testes, os pesquisadores constataram que a luva consegue traduzir 100 gestos complexos, estáticos e dinâmicos, adaptados da linguagem de sinais americana, simbolizando potencial para ajudar pessoas com dificuldades auditivas.
A equipe aposta que a luva inteligente poderá contribuir para aumentar tecnologias do tipo interação humano-computador. Para o futuro, os cientistas trabalham na aprimoração e, assim, a aplicação além do uso médico.
"Estamos trabalhando para entender como essa tecnologia pode ser usada para permitir interações avançadas entre mãos e objetos para metaverso realista, realidade aumentada e aplicações robóticas", afirma Servati. (AG)