Desenvolvimento de um protótipo de sistema inteligente para análise da técnica de pedalada apresentada por ciclistas

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Pigatto, André Vieira
• Orientador(a): Balbinot, Alexandre
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biomecânica; Ciclismo; Lógica fuzzy
• Palavras-chave em Inglês: Pedaling Technique Analysis; Biomechanics of Cycling; ANFIS
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/181808

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema inteligente para análise da técnica de pedalada aplicada por ciclistas. Para isso, desenvolveu-se um par de pedais de encaixe instrumentados, a partir dos quais é possível medir a componente de força normal aplicada nas partes frontal e posterior dos pedais. O modelo virtual da célula de carga experimental foi desenvolvido através da digitalização dos pedais de encaixe comerciais, utilizando-se um sistema comercial de escaneamento 3D com precisão declarada de 0,1mm. Cada pedal foi instrumentado com oito extensômetros de resistência elétrica (HBM 1-LY-13-1.5/350). Posteriormente os carregamentos máximos em cada eixo de medida de força foram estabelecidos utilizando-se uma plataforma de aquisição comercial específica para medida de deformação mecânica. Considerando-se os valores determinados, desenvolveu-se o circuito de condicionamento e realizaram-se os ensaios de deformação estática, obtendo-se as funções de transferência de saída de tensão elétrica em função do carregamento mecânico. O erro de linearidade máximo, considerando todos os canais, ficou abaixo de 0,75% e a máxima incerteza expandida (k=2) por canal, obtida através da aplicação do método clássico, foi de 1,55%. Em sequência, integrouse o sistema de pedais desenvolvido a dois outros sistemas, são eles: um par pedivelas experimentais instrumentados, capazes de medir as três componentes da força aplicada aos pedais e transmitidas aos pedivelas com um erro de linearidade abaixo de 0,6% e uma incerteza combinada inferior a 3,22%, e um sistema de cinemetria comercial, cuja precisão declarada pelo fabricante é de 1mm. Para possibilitar uma comparação quantitativa entre treinos ou ciclistas, implementou-se um sistema inteligente, baseado em redes Neuro-Fuzzy (ANFIS). A partir dos valores da potência média, do desvio padrão da potência e da assimetria bilateral média, obtidos ao longo de ensaios realizados sob protocolo desenvolvido especificamente para este trabalho, um score que representa o nível da técnica de pedalada apresentado pelo ciclista é determinado. Com intuito de testar o sistema, desenvolveu-se um projeto de experimentos com 2 fatores controláveis (sujeito e nível de frenagem de um rolo de treinamento), e realizou-se ensaios com oito ciclistas de características fisiológicas e níveis de preparos distintos. Através da análise estatística, constatou-se que das 23 variáveis de resposta consideradas ao longo do experimento, 23 são influenciadas significativamente pelo fator controlado sujeito e oito são influenciadas significativamente pelo fator controlado nível de frenagem magnética.