Sensores alimentados por luz capacitam pacientes com mobilidade limitada com reabilitação vestível avançada

Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, Pohang, Coreia do Sul
Detecção de mapeamento de deformação multiaxial por frasco de detecção de movimento de rotação triaxial do ombro. (Imagem:POSTECH)
Recentemente, uma empresa coreana doou a um hospital um robô vestível, concebido para ajudar pacientes com mobilidade limitada durante a sua reabilitação. Os pacientes usam este robô para receber auxílio em exercícios musculares e articulares enquanto realizam ações como caminhar ou sentar. Dispositivos vestíveis, incluindo smartwatches ou óculos que as pessoas usam e fixam na pele, têm o potencial de melhorar a nossa qualidade de vida, oferecendo um vislumbre de esperança a algumas pessoas, tal como esta inovação robótica.

Os sensores de deformação usados nesses robôs de reabilitação analisam dados traduzindo mudanças físicas específicas em regiões específicas em sinais elétricos. Notavelmente flexíveis, estes sensores são flexíveis e adequados para medir até as alterações corporais mais subtis, uma vez que são feitos de materiais leves para facilitar a fixação à pele. No entanto, os sensores de deformação mole convencionais muitas vezes apresentam durabilidade inadequada devido à suscetibilidade a fatores externos, como temperatura e umidade. Além disso, o seu complicado processo de fabricação apresenta desafios para a comercialização generalizada.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Sung-Min Park do Departamento de Engenharia de TI de Convergência e do Departamento de Engenharia Mecânica e pelo candidato a doutorado Sunguk Hong do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH) superou com sucesso as limitações desses sensores de deformação suave, integrando tecnologia de visão computacional em sensores ópticos. Os resultados da pesquisa foram apresentados na Flexible Electronics .

A equipe desenvolveu uma tecnologia de sensor conhecida como deformação óptica baseada em visão computacional (CVOS) durante seu estudo. Ao contrário dos sensores convencionais que dependem de sinais elétricos, os sensores CVOS empregam visão computacional e sensores ópticos para analisar padrões ópticos em microescala, extraindo dados sobre mudanças. Esta abordagem aumenta inerentemente a durabilidade, eliminando elementos que comprometem as funcionalidades do sensor e simplificando os processos de fabricação, facilitando assim a comercialização do sensor.

Em contraste com os sensores convencionais que detectam apenas deformação biaxial, os sensores CVOS apresentam a capacidade excepcional de detectar movimentos rotacionais triaxiais através do mapeamento de deformação multiaxial em tempo real. Em essência, esses sensores permitem o reconhecimento preciso de movimentos corporais complexos e variados por meio de um único sensor. A equipe de pesquisa fundamentou esta afirmação através de experimentos aplicando sensores CVOS a dispositivos auxiliares em tratamentos de reabilitação.

Através da integração de um algoritmo de correção de resposta baseado em IA que corrige diversos fatores de erro que surgem durante a detecção de sinal, os resultados do experimento mostraram um alto nível de confiança. Mesmo depois de passar por mais de 10.000 iterações, esses sensores mantiveram consistentemente seu desempenho excepcional.

Park, que liderou a pesquisa, explicou:"Os sensores CVOS são excelentes na distinção de movimentos corporais em diversas direções e ângulos, otimizando assim intervenções de reabilitação eficazes. Ao adaptar indicadores e algoritmos de design para se alinharem com objetivos específicos, os sensores CVOS têm um potencial ilimitado para aplicações que abrangem indústrias."

Para mais informações, entre em contato com Jinyoung Huh em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.; +82-54-279-2415.