Boa noite,

No decorrer da semana o grupo concentrou-se na finalização do trabalho escrito, na elaboração da apresentação do trabalho na aula e no relatório final.

No trabalho final analisamos o mecanismo de funcionamento do HULC na área militar, e do Alberto Santo Dumont I na parte da medicina. A escolha do Alberto Santo Dumont I se deve a sua apresentação na abertura da Copa de Mundo de 2014 além de ser um protótipo avançado brasileiro. Concluímos o efeito dos exoesqueletos em nossa sociedade assim como as limitações e dificuldades de sua produção.

Encontrando dificuldades para encontrar informação muito aprofundadas, conseguimos contudo concluir o trabalho de pesquisa, cumprindo grande parte dos objetivos propostos desde o princípio da pesquisa.

Boa Noite,

No decorrer desta semana, iniciamos a elaboração de nosso trabalho final. Algumas partes como introdução, o que são os exoesqueletos, algumas de suas características, etc. No entanto, algumas informações como processos de fabricação e princípios de funcionamento dos exoesqueletos militares não são divulgadas, o que acaba dificultando e muito o andamento do trabalho. Com isso, foi necessário juntar as informações encontradas ( mesmo que poucas) e analisá-las de maneira mais rigorosa para tentar entender o porquê delas.

Escolhemos tratar sobre o exoesqueleto militar HULC. Este, embora também tenham suas informações muito restritas, consiste em um dos esqueletos a que mais se tem informações devido ao seu impacto na sociedade. Ele foi finalizado em 2010 e pertence a empresa Lockheed Martin.

Abaixo temos o vídeo apresentado pela empresa para divulgação de seu produto.

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=hWumbs9MQdM

Bom dia.


No decorrer da semana, o grupo buscou informações a respeito do funcionamento do exoesqueleto.

Um dos modelos abordados em nosso trabalho de pesquisa é o Alberto Santos Dumont 1, do projeto Walk Again, cujo responsável é o neurocientista brasileiro Miguel Nicodelis.

O princípio envolvido no funcionamento do exoesqueleto é a chamada "interface cérebro-máquina", que vem sendo explorada por Nicolelis desde 1999. Essa interface é a ligação entre o tecido cerebral vivo, o registro de atividade elétrica desse tecido e qualquer artefato eletrônico, mecânico ou virtual que possa receber esses sinais elétricos decodificados e realizar algum comportamento com esses sinais. O objetivo é ler a atividade elétrica do cérebro, extrair dela os comandos motores que são produzidos para se gerar um comportamento e transformá-los em comandos digitais , pois, com isso, é possível transmitir esses comportamentos digitalizados a uma máquina que pode tentar realizar essa atividade motora de acordo com o pensamento do cérebro. 

No caso do exoesqueleto do projeto Walk Again, uma touca especial vai captar as atividades elétricas do cérebro por eletroencefalografia. Eletrodos presentes na touca captam os sinais dos neurônios da pessoa e os transmitem para a central do equipamento. O computador central decodifica os sinais recebidos e devolvem ao paciente, por meio do exoesqueleto, a informação de movimento. Para se regular o movimento existem sensores na parte inferior do traje; estes enviam sinais vibratórios para o braço dos indivíduos sempre que o traje toca o chão.

Bom dia,

   Ao longo da semana o grupo concentrou-se na pesquisa de uma definição para exoesqueleto de modo que se encaixe no objetivo do projeto. Na biologia, o exoesqueleto é uma estrutura que fornece sustentação e proteção a algumas espécies de animais, sendo mais evoluído entre os artrópodes.

Artrópode fazendo troca de exoesqueleto. 

   Contudo, com base nessa definição seria necessário fazer pesquisas a respeito de peças de roupas e armaduras que desempenham as funções citadas acima aos humanos.

Armadura medieval.

   Sendo assim, o exoesqueleto que pesquisamos seque a linha de um armadura robótica, capaz de acompanhar os movimentos do usuário, dar sustentação e movimento a ele ou aumentar a sua capacidade de carga. 

Exoesqueleto dando sustentação e movimento a usuário paraplégico. 

BRA-Santos Dumont 1

Boa Noite,

Esta semana ficamos encarregados de trazer um pouco sobre o exoesqueleto apresentado brevemente durante a  abertura da copa do mundo no Brasil. A sua aparição foram pelos breves sete segundo nas margens do campo. Segundo a FIFA, o ponta pé inicial não pode ser dado no meio do campo, porque o equipamento poderia danificar o gramado. Este acontecimento acabou por ofuscar um pouco a grandiosidade do projeto e o quanto ele representa de avanço para a ciência. Como exemplo desses avanços, temos a leitura em tempo real da atividade cerebral do paciente por eletroencefalografia. Além disso, ele é capaz de retornar um feedback ao paciente, de maneira a transmitir a sensação tátil de estarem andando. Tal sensação é transmitida através de sensores de pressão temperatura e velocidade, além de placas móveis e módulos de sustentação responsáveis pelo movimento.Os sinais são captados e enviados a mochila presente na parte de trás, em que é processado e transformado em movimento de atuadores hidráulicos.

O nome escolhido para o projeto foi "Andar de novo" e foi responsável pela criação do exoesqueleto BRA-Santos Dumont 1 . A equipe contou com 156 cientistas de 25 países cujo líder era o cientista brasileiro  Miguel Nicolelis da Universidade de Duke, nos Estados Unidos.

O link abaixo mostra uma entrevista com o cientista, ao qual ele mostra mais sobre o trabalho desenvolvido.

 

http://www.ted.com/talks/miguel_nicolelis_a_monkey_that_controls_a_robot_with_its_thoughts_no_really?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+TedtalksHD+%28TEDTalks+HD+-+Site%29

Outra informação é que antes da abertura da copa, visitas foram feitas durante jogos do brasileirão para saber se as ondas eletromagnéticas dos celulares poderiam interferir no funcionamento do exoesqueleto. No entanto, as chances foram bem poucas e não acarretou riscos. É importante ressaltar que ele é equipado com uma bateria que permite seu funcionamento durante o período de duas horas.

Boa noite.

Após pesquisas acerca do exoesqueleto, levantamos informações sobre as limitações dele e sobre alguns modelos em desenvolvimento.

Uma das  maiores dificuldades encontradas no desenvolvimento do exoesqueleto é a questão energética. Até o momento, não há fontes de energia que sustentem o mecanismo por mais do que algumas horas.

Motores de combustão interna são potentes, mas, mesmo para manter o sistema operando em níveis mais baixos, continuam a consumir combustível.

Motores leves e pequenos geralmente operam à alta velocidade para extrair energia suficiente de um cilindro de pequeno volume, tornando difícil silenciar e induzir vibrações em todo o sistema.

Uma solução em questão tem sido células de combustível eletroquímicas, pois geram energia instantaneamente e a armazenam totalmente quando ela não é necessária.

Abaixo segue alguns modelos em desenvolvimento:

HULC (Human Universal Load Carrier): desenvolvido pela Lockheed Martin para o meio militar, esse modelo é capaz de carregar 90kg e ainda permitir que o usuário se mova livremente.
Segundo a Lockheed, empresa responsável pelo HULC, um soldado com carga completa pode marchar a 4,8 km/h e correr brevemente a 16 km/h se estiver usando o equipamento.

HAL-5: apresentado em 2011, no acidente de Fukushima, como a veste do futuro para proteção de acidentes.
Apesar de ainda não existir um modelo resistente à radiação, o HAL-5 Type-B se tornou o primeiro exoesqueleto robótico pessoal a receber um certificado global de segurança. Segundo a Cyberdyne, desenvolvedora do projeto, 330 dos exoesqueletos já foram alugados a hospitais no Japão, onde eles são usados por pacientes com fraqueza muscular ou deficiências devido a derrames ou danos à espinha.

Muscle Suit:  o modelo do Kobayashi Labs substitui os motores atuadores eletrônicos com um sistema de “músculos artificiais” infláveis pneumáticos, para ajudar enfermeiras e profissionais que tomam conta de pacientes velhos ou incapacitados.

Argo ReWalk:  já foi usado para levar a ex-quiroprática Claire Lomas para o livro dos recordes. Cinco anos depois de um acidente enquanto cavalgava, que deixou Lomas paralisada do peito para baixo, ela se tornou a primeira pessoa a completar uma maratona em um exoesqueleto biônico, na Maratona de Londres em maio de 2012, usando o ReWalk.
O ReWalk, que permite que pessoas com lesões na espinha caminhem novamente, já está sendo vendido a US$ 65.000 (cerca de R$ 130.000), e tem, segundo o fabricante, 220 usuários treinados no mundo todo.

X-1: desenvolvido pela NASA, esse modelo com 25 kg foi projetado para ajudar os astronautas a se exercitarem em ambiente de microgravidade, e pode vir a ser crucial em missões no espaço profundo. Ele também pode melhorar a saúde da tripulação à bordo da Estação Espacial Internacional, e potencialmente em futuras missões de longa duração a asteroides distantes ou a Marte.

A evolução do exoesqueleto

Bom dia!

Com toda a pesquisa que fizemos ao longo da última semana, descobrimos um passado muito interessante de toda a pesquisa da tecnologia do exoesqueleto. O primeiro indício que temos dessa pesquisa é de 1890 na qual o russo Nicholas Yagin desenvolveu um exoesqueleto baseado no armazenamento de energia por meio da compressão de um gás. O objetivo desse dispositivo era auxiliar a andar, a correr e a saltar. Porém, não há registros de que o projeto estaria vinculado a fins militares nem a fins médicos, uma vez que o dispositivo exigia a força do usuário e, assim, um paraplégico não poderia utilizá-lo, por exemplo.

 

Projeto de Nicholas Yagin (1890). A compressão é feita dentro de uma mochila nas costas do usuário.

Outro projeto muito importante foi desenvolvido pela parceria do exército norte americano com a General Electric e se chamou Hardiman. Ele marcou por ser o primeiro a visar um aumento de força, conseguindo um usuário ampliar sua força em 25 vezes, porém apresentou limitações com relação a seu peso, que era de 680 kg, reduzindo assim a velocidade do usuário. A ideia do projeto foi tão inovadora, que influencia até a tecnologia atual. 

Hardiman (1960)