Plataforma para captura e estimação de movimentos em membro superior utilizando sistemas dinâmicos lineares chaveados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Albuquerque, Leonardo Viana Valle Lins de
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: https://bdm.unb.br/handle/10483/28712
Resumo: Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017.
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spelling Albuquerque, Leonardo Viana Valle Lins deBó, Antônio Padilha LanariALBUQUERQUE, Leonardo Viana Valle Lins de. Plataforma para captura e estimação de movimentos em membro superior utilizando sistem as dinâmicos lineares chaveados. 2017. 148 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.https://bdm.unb.br/handle/10483/28712Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017.O movimento é um fator imprescindível para a vida plena do ser humano. Indivíduos que possuem capacidade limitada de movimentação são em grande parte dos casos sub- metidos a uma série de sessões de fisioterapia na busca por melhor qualidade de vida. No entanto, como a análise dos fisioterapeutas ainda é feita majoritariamente de forma qualitativa, a pesquisa por métodos mais eficientes de tratamento se torna complicada e o desempenho dos pacientes fica aquém do que poderia ser. Além disso, a subjetivi- dade no acompanhamento oferecido a esses pacientes dificulta também o processo de auto-terapia ou telereabilitação que seriam algumas de suas alternativas naturais. Das tecnologias disponíveis no momento para o campo da fisioterapia, várias estão focadas em prover métodos de aquisição de dados dos pacientes. Entretanto, ainda cabe ao fisi- oterapeuta a tarefa de analisar esses dados, o que muitas vezes não é um processo fácil e nem rápido. Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma plataforma de captura e estimação de movimentos capaz não apenas de monitorar os exercícios realizados durante uma sessão de fisioterapia como também de avaliá-los automaticamente, entregando re- sultados quantitativos e numéricos ao fisioterapeuta ou a outras aplicações que utilizem a unidade de processamento deste sistema. A título de auxiliar na otimização do processo fisioterapêutico, essa plataforma oferece métodos de rotulação, segmentação e extração de parâmetros do movimento a partir de noções-chave do modelo SLDS (Switching Li- near Dynamic Systems) para estimação de movimentos humanos em membro unilateral superior com até dois graus de liberdade. A aplicação é dividida em dois módulos: uma interface gráfica desenvolvida em JavaScript, responsável por rastrear o braço do paciente em tempo real através da comunicação com sensores inerciais de medida, e uma unidade de processamento desenvolvida primordialmente em Python, cuja tarefa é processar os dados dos sensores através do algoritmo de estimação e reportar resultados à interface. Quando em integração, esses dois módulos são capazes de gerar resultados pertinentes ao processo de reabilitação e assim aprimorar o desenvolvimento fisioterapêutico. A título de validação, uma bateira de 10 testes foi realizada em diferentes modos de operação do sistema, envolvendo quatro sujeitos distintos e variações de parâmetros intrínsecos ao movimento.Submitted by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2021-09-29T13:41:15Z No. of bitstreams: 1 2017_LeonardoVianaValleDeAlbuquerque_tcc.pdf: 7656923 bytes, checksum: 0f2f2e143ae1b7fd8730a235a7fce564 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2021-09-29T13:41:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LeonardoVianaValleDeAlbuquerque_tcc.pdf: 7656923 bytes, checksum: 0f2f2e143ae1b7fd8730a235a7fce564 (MD5)Made available in DSpace on 2021-09-29T13:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LeonardoVianaValleDeAlbuquerque_tcc.pdf: 7656923 bytes, checksum: 0f2f2e143ae1b7fd8730a235a7fce564 (MD5)Motion is an indispensable element of a full human life. Individuals who have hindered mo- tion capability usually undergo several physiotherapy sessions in search of better quality of life. However, because the analyses performed by physiotherapists are still mostly done by qualitative assessment, the research for more efficient treatment protocols becomes arduous and patients’ progress falls short of what it could be. Furthermore, the subjective monitoring offered to these patients usually hampers the process of auto-therapy or tel- erehabilitation, which would be some of their natural alternatives. Amongst the available technology in the physiotherapy filed, there are many which focus on providing methods for data acquisition from patients. However, the task of assessing the data, which is not always easy or fast, still belongs to the physiotherapists. This paper proposes the develop- ment of a motion capture & estimation platform capable not only of monitoring exercises executed during physiotherapy sessions but also of automatically assessing them, deliver- ing quantitative and numeric results to the physiotherapist or to other applications which might use this system’s processing unit. In an attempt to optimize the physiotherapeuti- cal process, this platform offers labeling, segmentation and motor parameter exctraction methods based on key notions from a SLDS model (Switching Linear Dynamic Systems) for estimating human unilateral superior limb movements with at most two degrees of freedom. The application is divided in two different modules: a graphical interface writ- ten in JavaScript, which is responsible for tracking the patient’s arm in real time through comunication with inertial sensors, and a processing unit deployed primarily in Python, whose task is to process data from the sensors through the estimation algorithm and pro- vide results to the interface. When operating together, these two modules are capable of generating pertinent results for the rehabilitation process, thus improving the physiother- apeutical development. In order to validate the system, a 10 tests batch was executed with four different subjects in different operation modes, varying several parameters which are intrinsic to human movement.A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor que autoriza a Biblioteca Digital da Produção Intelectual Discente da Universidade de Brasília (BDM) a disponibilizar o trabalho de conclusão de curso por meio do sítio bdm.unb.br, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 International, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.info:eu-repo/semantics/openAccessMovimento corporalSensores inerciaisUnidades de medição inercial (IMU)Plataforma para captura e estimação de movimentos em membro superior utilizando sistemas dinâmicos lineares chaveadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2021-09-29T13:41:32Z2021-09-29T13:41:32Z2017porreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1817http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/28712/2/license.txt21554873e56ad8ddc69c092699b98f95MD52ORIGINAL2017_LeonardoVianaValleDeAlbuquerque_tcc.pdf2017_LeonardoVianaValleDeAlbuquerque_tcc.pdfapplication/pdf7656923http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/28712/1/2017_LeonardoVianaValleDeAlbuquerque_tcc.pdf0f2f2e143ae1b7fd8730a235a7fce564MD5110483/287122021-09-29 10:41:32.72oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712021-09-29T13:41:32Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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