Haptic feedback through lower limbs exoskeleton for rehabilitation robotics with virtual reality (2021)
- Authors:
- Autor USP: OSTAN, ÍCARO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: REABILITAÇÃO; MEMBROS INFERIORES; ROBÓTICA; REALIDADE VIRTUAL; FISIOTERAPIA; PERCEPÇÃO TÁTIL
- Keywords: Controle de impedância; Presença; Retroalimentação háptica
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A reabilitação robótica e a realidade virtual apresentam-se como ferramentas diferenciadas que podem assistir na recuperação de pacientes. Para usufruir destas tecnologias ao máximo, é crucial que uma experiência imersiva seja entregue ao usuário. Para tal, interfaces de retroalimentação multissensorial, como visual, auditiva e, menos frequentemente, háptica, são desenvolvidas. Enquanto o equipamento de realidade virtual fornece estímulos visuais e auditivos, geralmente um dispositivo robótico fornece o estímulo háptico. Este trabalho descreve o projeto e implementação de um sistema de retroalimentação multissensorial para caminhada infinita sobre esteira ergométrica dentro de realidade virtual. Um dispositivo robótico de membros inferiores para fisioterapia de marcha foi adaptado para funcionar como uma interface de retroalimentação háptica ao mesmo tempo que fornece assistência para realizar um movimento pré-determinado. Um ambiente virtual foi modelado e criado de forma a distrair o usuário. Técnicas de captura de movimento foram implementadas para garantir incorporação e maior sensação de presença dentro do ambiente virtual. Em sequência, testes com dez indivíduos hígidos foram realizados, de forma a avaliar a configuração de testes atual e a experiência do usuário. Três controladores foram testados: um controlador de impedância, que assistia durante a marcha; um controlador em cascata, que assistia no movimento e também o restringia de forma a simular a interação com oambiente virtual; e um controlador de transparência, que somente seguia os movimentos do usuário. Resultados mostram que o controlador em cascata segue a trajetória com tanta precisão quando o de impedância, ao mesmo tempo que modula a trajetória para considerar a interação virtual, fornecendo retroalimentação háptica. Além disso, a maioria dos efeitos colaterais relatados durante a experiência restringiram-se à atividade física; embora o tempo de exposição à realidade virtual tenha sido curto, os resultados sugerem que a configuração atual é segura e confortável para caminhada infinita. Em se tratando da imersão e da sensação de presença, o atributo de presença espacial foi a sensação mais forte durante a experiência, ao passo que o envolvimento e o realismo foram as componentes mais prejudicadas, devido aos momentos de quebra de presença
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 07.06.2021
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ABNT
OSTAN, Ícaro. Haptic feedback through lower limbs exoskeleton for rehabilitation robotics with virtual reality. 2021. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-15092021-084047/. Acesso em: 01 maio 2024. -
APA
Ostan, Í. (2021). Haptic feedback through lower limbs exoskeleton for rehabilitation robotics with virtual reality (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-15092021-084047/ -
NLM
Ostan Í. Haptic feedback through lower limbs exoskeleton for rehabilitation robotics with virtual reality [Internet]. 2021 ;[citado 2024 maio 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-15092021-084047/ -
Vancouver
Ostan Í. Haptic feedback through lower limbs exoskeleton for rehabilitation robotics with virtual reality [Internet]. 2021 ;[citado 2024 maio 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-15092021-084047/ - Incorporação de membros inferiores através do algoritmo CCD para prática de terapia física com realidade virtual
- Motion capture of a lower limbs exoskeleton for virtual reality application with a treasmill
- Design and validation of a human-exoskeleton model for evaluating interaction controls applied to rehabilitation robotics
- Evaluation of motor primitive-based adaptive control for lower limb exoskeletons
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