Desenvolvimento de sensor de fibra óptica para medição de sinais de miografia de força aplicado a interfaces humano-robô

Resumo

A miografia de força (FMG) consiste da contrapartida mecânica da eletromiografia de superfície, permitindo detectar os movimentos e forças da mão através dos esforços exercidos pelos músculos do antebraço, apresentando robustez e facilidade de processamento de sinais para aplicações em teleoperação, controle de próteses, e interfaces humano-robô. Neste contexto, o projeto envolve o desenvolvimento de um sistema de sensoriamento baseado em fibras ópticas para identificação de posturas através de FMG. Os transdutores opto-mecânicos a serem acoplados ao antebraço do usuário serão implementados com base em técnicas de modulação de intensidade ou análise de specklegrams, com posterior caracterização e refinamentos de modo a obter sensibilidade de 10 N e resposta dinâmica de 100 ms. Em seguida, classificadores serão desenvolvidos para correlacionar os sinais de FMG às posturas executadas por meio da extração de features das formas de onda e processamento em redes neurais artificiais, visando uma exatidão de 90%. Finalmente, o sistema será integrado a um manipulador antropomórfico virtual para realização de controle em tempo real, de sorte que o comportamento do robô será descrito por uma máquina de eventos discretos chaveada pela resposta do classificador. A concretização deste projeto viabilizará uma tecnologia inovadora, robusta e de baixo custo para interação humano-robô, com perspectivas para aplicações em próteses biônicas e realidade virtual, trazendo ganhos para as áreas de fotônica, robótica e automação no país, além de resultados acadêmicos relevantes em termos de originalidade e interdisciplinaridade. (AU)