Exoesqueleto têxtil auxilia indivíduos a caminharem com mais eficiência

Vestimenta robótica foi desenvolvida para fins militares e pessoas com mobilidade reduzida

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Exoesqueleto robótico flexível auxilia indivíduos a caminharem produzindo menos força na articulação dos tornozelos - Foto: Harvard Biodesign Lab via Revista Papesp
Exoesqueleto robótico flexível auxilia indivíduos a caminharem produzindo menos força na articulação dos tornozelos – Foto: Harvard Biodesign Lab via Revista Fapesp

Um exoesqueleto robótico flexível, concebido por um grupo internacional de pesquisadores, entre eles a fisioterapeuta Denise Martineli Rossi, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da USP (FMRP), obteve bons resultados em testes, auxiliando indivíduos a caminharem gastando menos energia e produzindo menos força na articulação dos tornozelos e do quadril.

O exoesqueleto está sendo desenvolvido tanto para fins militares como para pacientes que sofreram Acidente Vascular Cerebral (AVC). A ideia é aumentar a capacidade de locomoção do indivíduo fazendo com que se desloque com mais eficiência, gastando menos energia e produzindo menos força nas articulações, mesmo quando estiverem carregando equipamentos pesados, como mochilas, no caso dos soldados. Mas também poderá beneficiar idosos ou pessoas com mobilidade reduzida a caminharem com mais confiança e velocidade, dispensando o uso de andadores ou muletas.

O equipamento assemelha-se a uma vestimenta, diferentemente dos exoesqueletos mais conhecidos, em geral pesados e dotados de armações metálicas e articuladas revestindo indivíduos da cabeça aos pés. Consiste em uma cinta têxtil presa à cintura com correias que se estendem ao longo das pernas e que se prendem a uma tornozeleira, pela qual passam cabos fixados atrás do calçado. Conectados a pequenos motores, esses cabos funcionam como músculos, auxiliando a pessoa a movimentar o tornozelo e o quadril nos momentos em que mais gastamos energia durante uma caminhada.

Em testes descritos em um estudo publicado na capa da edição de janeiro da revista Science Robotics, sete homens saudáveis, com idade média de 26 anos, vestiram o exoesqueleto e caminharam em uma esteira a uma velocidade de 1,5 metros por segundo no laboratório da Harvard Medical School, em Massachusetts, nos Estados Unidos. “Analisamos a variação da assistência fornecida pelo equipamento e o consumo energético dos indivíduos durante a marcha”, explica Denise.

Conectados a pequenos motores, cabos fixados atrás do calçado funcionam como músculos, fazendo com que se caminhe gastando menos energia - Foto: Harvard Biodesign Lab via Revista Papesp
Conectados a pequenos motores, cabos fixados atrás do calçado funcionam como músculos, fazendo com que se caminhe gastando menos energia – Foto: Harvard Biodesign Lab via Revista Papesp

Por meio de sensores posicionados no pé e na coxa dos participantes, os pesquisadores determinam em tempo real a velocidade da marcha e o tamanho de suas passadas, bem como a força fornecida pelo equipamento no tornozelo de cada um a fim de fornecer a assistência no momento adequado do ciclo da marcha. Verificaram que, com o aumento da assistência oferecida pelo exoesqueleto, houve uma redução da força biológica produzida principalmente pelos tornozelos dos voluntários. Consequentemente, explica Denise, o custo metabólico associado à marcha foi reduzido continuamente à medida que os pesquisadores aumentavam o auxílio oferecido pelo exoesqueleto.

Segundo Denise, com base nesses resultados, eles pretendem aprimorar o equipamento para que ele consiga, de modo autônomo, determinar o grau de assistência oferecida pelo exoesqueleto segundo as necessidades físicas de cada indivíduo ou com as características do terreno pelo qual ele está se deslocando.

Projeto
Estudo da discinese escapular por análise de componentes principais aplicada aos dados de cinemática tridimensional escapulotorácica (nº 14/09485-0); Modalidade Bolsa de Doutorado; Pesquisadora responsável Anamaria Siriani de Oliveira (USP); Bolsista: Denise Martineli Rossi; Investimento R$ 136.448,89.

Artigo científico
Quinlivan, B. T. et al. Assistance magnitude versus metabolic cost reductions for a tethered multiarticular soft exosuit. Science Robotics. v. 2, n. 2, p. 1-10. 18 jan. 2017.

Rodrigo de Oliveira Andrade / Revista Fapesp

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