Interface de controle portátil para ciclismo por estimulação elétrica funcional
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Summary: | Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2021. |
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| spelling | Ricarte, Guilherme Lustosaglricarte@gmail.comBó, Antônio Padilha Lanari2021-06-22T01:47:08Z2021-06-22T01:47:08Z2021-06-212021-01-26RICARTE, Guilherme Lustosa. Interface de controle portátil para ciclismo por estimulação elétrica funcional. 2021. 79 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas Eletrônicos e Automação)—Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/41230Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2021.A estimulação elétrica funcional (EEF) tem sido adotada para provocar a contração muscular e promover a execução de exercícios por indivíduos com lesão medular (LM). Vários benefícios são observados na aplicação dessa técnica, como melhora na função cardiovascular, aumento da massa muscular, redução da perda de massa óssea, melhora no metabolismo. No entanto, devido à complexidade desses sistemas pode ser bastante complicado para os terapeutas e pessoas com LM utilizarem a EEF. Outra grande limitação para esses sistemas é a falta de modularidade e flexibilidade na troca ou adição de recursos, como sensores e estimuladores. Este trabalho apresenta um sistema modular e flexível para ciclismo por estimulação elétrica funcional que possui uma interface gráfica de controle portátil. Essa solução foi embarcada em um computador de placa única de tamanho reduzido, Raspberry Pi 4 e utilizou o \emph{Robot Operating System} (ROS) para comunicação dos dispositivos. A biblioteca roslibjs, por meio de um servidor websocket, possibilitou a comunicação da interface gráfica com o ROS. A implementação da interface gráfica utilizou as linguagens JavaScript, CSS e HTML. Os resultados mostraram que a utilização da interface gráfica não alterou de forma significativa a demanda por recursos da CPU da Raspberry Pi 4, mantendo a média de 80\% da utilização dos seus recursos após iniciado o sistema. Também apresentou que o número de clientes simultâneos para o servidor websocket não é um gargalo para essa aplicação, pois o teste de carga simulando 1000 clientes não apresentou erro na transmissão de dados. Adicionalmente foi apresentada a validação preliminar do sistema por meio de um experimento piloto com um participante com LM que obteve todo o controle através de seu celular, proporcionando a portabilidade do sistema.Functional electrical stimulation (FES) has been adopted to elicit muscle contraction and promote the performance of exercises by individuals with spinal cord injury (SCI). Several benefits are observed in the application of this technique such as improvement in cardiovascular function, increase in muscular mass, reduction of bone mass loss, improvement in metabolism. However, due to the complexity of these systems it can be quite complicated for therapists and people with SCI to use FES. Another major limitation for these systems is the lack of modularity and flexibility in the exchange or addition of resources, such as sensors and stimulators. This work presents a modular and flexible system for cycling by functional electrical stimulation that has a portable control graphic interface. This solution was embedded on a small, single-board computer, Raspberry Pi 4, and used the Robot Operating System (ROS) to communicate the devices. The roslibjs library, through a websocket server, provides the communication with the graphic interface and the ROS. The implemetation of the graphical interface used JavaScript, CSS and HTML. The results showed that the use of the graphical interface did not significantly change the demand for CPU resources of the Raspberry Pi 4 maintaining an average of 80 \% of the use of its resources after starting the system. It also showed that the number of simultaneous clients for the websocket server is not a bottleneck for this application since the load test simulating 1000 clients did not present an error in data transmission. Additionally, the preliminary validation of the system was presented through a pilot experiment with a participant with SCI who obtained all the control through his cell phone providing system portability.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas Eletrônicos e de AutomaçãoporA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessInterface de controle portátil para ciclismo por estimulação elétrica funcionalPortable control interface for cycling by functional electrical stimulationinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisEstimulação elétrica funcionalPortabilidadeLesão medularreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2021_GuilhermeLustosaRicarte.pdf2021_GuilhermeLustosaRicarte.pdfapplication/pdf7792333http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/41230/1/2021_GuilhermeLustosaRicarte.pdf2011a65bbf9ff4022f121a88290d96ecMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain671http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/41230/2/license.txtbacfee268cc5d4f6aaa2e6e0066d38f5MD52open access10482/412302025-11-13 13:53:07.186open accessoai:repositorio.unb.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-11-13T16:53:07Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB) |
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