Análise e desenvolvimento do conceito de Exosqueleto para aplicação em ambiente operacional

• Autor(a) principal: ROCHA FERREIRA, RAFAEL JOÃO
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/30082
• topic: Exosqueleto, Exosqueleto Passivo, Artilharia de Campanha, Custos Metabólicos, Requisitos Operacionais.; Análise e desenvolvimento

Atualmente, o militar do Exército Português exerce funções que solicitam esforços superiores aos limites definidos tanto na legislação nacional como em estudos científicos neste âmbito. Ao artilheiro, nomeadamente da secção de bocas de fogo (bf) de uma Bateria de Artilharia de Campanha, é-lhe exigido que carregue, transporte e manuseie equipamento que, em algumas situações, ultrapassam os 40kg. Adicionalmente, a atividade militar implica grandes deslocamentos, envolvendo aumentos significativos de fadiga e potenciais riscos de lesão. Neste sentido, os exosqueletos emergem como uma solução viável à redução dos custos metabólicos destes militares. O objetivo deste estudo é identificar os requisitos necessários à aplicação de um exosqueleto em ambiente operacional no âmbito da Artilharia de Campanha. Para isso, foi necessário o deslocamento a várias Unidades e a participação em dois Exercícios táticos e técnicos, de modo a recolher informação essencial ao trabalho, através de medições, observação e registo, e recorrendo a inquéritos. Os dados recolhidos foram processados através de métodos estatísticos. De seguida, foi analisado e evoluído um protótipo de um exosqueleto passivo para redução das necessidades metabólicas durante a marcha, tendo os ensaios decorrido no Laboratório de Biomecânica de Lisboa, no Instituto Superior Técnico. Entre as evoluções do conceito, destaca-se a redução em 10% da massa do protótipo e a criação de uma metodologia de preparação e execução dos ensaios, permitindo aumentar de forma muito significativa a repetibilidade e fiabilidade do conjunto. Para ser aplicado no âmbito da Artilharia de Campanha, um exosqueleto deve apoiar o utilizador na marcha e corrida e na movimentação manual de cargas, devendo proporcional elevada mobilidade, autonomia e robustez. O trabalho experimental revelou a redução das necessidades metabólicas durante a marcha dos três sujeitos, com valores entre -6,1% e -0,8%, com uma média de 4%, registando-se uma elevada fiabilidade do sistema. A seleção da mola deve ser feita de acordo com cada indivíduo, de modo a otimizar o funcionamento do exosqueleto.