Controle de impedância adaptativo dirigido por EMG para reabilitacão robótica

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Gómez Peña, Guido
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Adaptive impedance control; Controle de impedância adaptativa; Electromyography; Eletromiografia; Modelos musculares; Muscle models
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-19032019-144320/

Esta tese trata da estimativa de torque e rigidez do paciente dirigida por EMG e sua utilização para adaptar a rigidez do robô durante a reabilitação assistida por robôs. Os sinais eletromiográficos (EMG), obtidos de músculos que atuam durante os movimentos de flexão e extensão de um usuário utilizando uma órtese de joelho ativa, são processados para obter as ativações dos músculos. Inicialmente, um modelo musculoesquelético simplificado e otimizado é usado para calcular as estimativas de torque e rigidez da junta do paciente. A otimização do modelo é realizada comparando o torque estimado com o torque gerado pela ferramenta de dinâmica inversa do software OpenSim, considerando um modelo musculoesquelético escalonado. Como uma solução complementar, é proposta uma rede neural perceptron multicamada (NN) para mapear os sinais EMG para o torque do paciente. Também é apresentado um Ambiente de Estimativa de Torque Gerado por EMG criado para analisar os dados obtidos a partir da aplicação das abordagens propostas considerando a aplicação de um protocolo criado para a análise de interação usuário-exoesqueleto. Um banco de dados de indivíduos saudáveis também foi disponibilizado neste trabalho. Além disso, uma estratégia de controle de impedância adaptativa é proposta para ajustar a rigidez do robô com base na estimativa de rigidez do paciente por EMG. A estratégia inclui uma solução ideal para a interação paciente-robô. Finalmente, são apresentados os resultados obtidos aplicando o controle de impedância adaptativo proposto durante os movimentos de flexão e extensão do usuário que usa a órtese ativa.