ARC Angel:O sistema inovador da NASA reduz a fadiga do braço no treinamento Sub-1G

Centro Espacial Johnson, Houston, TX
O sistema de controle ativo do ARC ANGEL pode aliviar automaticamente o peso de várias ferramentas portáteis, evitando a fadiga do braço durante o treinamento sub-1G. (Imagem:NASA)
Inovadores do Johnson Space Center (JSC) da NASA desenvolveram um sistema de treinamento robótico terrestre denominado “ARGOS”, abreviadamente. Ele pode simular ativamente a ausência de peso de um astronauta no espaço usando uma pista suspensa e um sistema de acionamento de ponte para descarregar parcial ou totalmente seu peso usando cabos conectados, suspendendo-os efetivamente do solo. Embora o tronco e as pernas da cobaia estejam descarregados, seus braços e quaisquer ferramentas manuais pesadas não estão.

A tecnologia Actuated Realtime Control for ARGOS Negation of Gravitational Effects on the Limbs (ARC ANGEL) foi desenvolvida para descarregar os braços de uma cobaia adequada ao espaço e neutralizar a fadiga percebida durante a execução de atividades de treinamento usando ARGOS. Assim como o ARGOS, o ARC ANGEL fornece descarga por meio de tensão de cabo ativa controlada por computador. Os cabos são amarrados entre as algemas dos braços localizadas logo acima de cada cotovelo e um (s) carretel (is) motorizado (s) montado (s) no Sistema de Suporte Primário de Vida (PLSS), semelhante a uma mochila, do traje espacial.

Essa tecnologia de descarregamento ativo pode ser usada para diversas aplicações, além de simular ambientes de zero a um G. Por exemplo, um paciente que reabilita o ombro pode beneficiar de assistência de movimento que alivia o peso do braço ou a carga de preensão, um trabalhador da construção civil que transporta uma ferramenta pesada pode manipulá-la mais facilmente, ou pode compensar o peso do equipamento para militares, evitando, em última análise, a fadiga dos membros que de outra forma ocorreria.

ARC ANGEL é um sistema robótico ativo como o ARGOS; no entanto, seu motor elétrico não é montado acima de um sistema de pista e ponte, mas em vez disso é montado no PLSS semelhante a uma mochila do sujeito de teste, onde o (s) motor (es) fornece (m) torque de atuação em tempo real, descarregando a parte superior dos braços por meio de cabeamento. Se um sujeito de teste pegar um martelo, o sistema reagirá imediatamente para descarregar o peso do martelo em relação ao ambiente programado.

O sistema é composto por motor(es) elétrico(s), produtos leves, hardware eletrônico, firmware e software. Para fornecer um braço analógico de descarregamento que funcione sem problemas e otimizar o desempenho do sistema, os engenheiros da JSC codificaram um software que aproveita algoritmos cinemáticos e arquitetura de circuito fechado para controle do motor, juntamente com scripts de linguagem de computador personalizados para ingerir dados do sensor. Isso permite que os subsistemas do ARC ANGEL sejam perfeitamente integrados e simulem com precisão ambientes de um a zero G.

Durante a operação, sensores de tensão compactos e unidades de medição inercial detectam o peso e o movimento do braço e fornecem um sistema de controle de circuito fechado que alimenta os dados para um computador de placa única e firmware necessário para processamento. Uma interface gráfica de usuário personalizada também foi desenvolvida internamente para fornecer controles para inserir os valores desejados de descarga do braço.

Além disso, o ARC ANGEL possui sua própria fonte de alimentação que fornece energia aos seus subcomponentes sem cabos externos. Isto permite a capacidade de funcionar independentemente do ARGOS e ainda se presta a potenciais aplicações terrestres. Este trabalho está diretamente correlacionado ao desenvolvimento de exosuits ativos que estão sendo implementados para reabilitação e/ou dispositivos médicos assistivos. ARC ANGEL fornece essencialmente a assistência desejada (descarga) enquanto mantém toda a amplitude de movimento do sujeito. O hardware e o software do sistema podem ser modificados para se adaptarem a um indivíduo sem traje espacial e para movimentos assistidos por membros - não apenas para descarregar os braços.

A NASA está buscando ativamente licenciados para comercializar esta tecnologia. Entre em contato com o Concierge de Licenciamento da NASA em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa do JavaScript habilitado para visualizá-lo. ou ligue para 202-358-7432 para iniciar discussões sobre licenciamento. Para mais informações, acesse aqui  .