Banca de QUALIFICAÇÃO: FELIPE SADAMI OIWA DA COSTA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : FELIPE SADAMI OIWA DA COSTA
DATA : 15/12/2021
HORA: 14:00
LOCAL: Link remoto
TÍTULO:

Aquisição de sinais e extração de padrões sEMG via síntese automática de sistemas dinâmicos para próteses biônicas de mãos

PÁGINAS: 70
RESUMO:

A perda de um membro por um indivíduo pode impactar enormemente sua mobilidade na vida cotidiana. Milhões de pessoas sofrem de amputações, doenças congênitas e outras deficiências físicas em todo o mundo. O desenvolvimento de próteses veio como uma solução para substituir a função e a estética do membro ausente por meio de componentes artificiais. Inicialmente, as próteses tinham função apenas estética. No entanto, a evolução tecnológica permitiu o desenvolvimento de novas próteses com mecatrônicas avançadas e controle inteligente, o que levou a um novo campo de estudo conhecido como Próteses Robóticas. A ideia de desenvolver um membro robótico artificial que pudesse substituir totalmente o humano em termos de funcionalidade e estética tem se mostrado uma tarefa complexa que levou ao surgimento de muitos outros ramos no estudo de Próteses Robóticas. Existem dois grupos principais de estudos em Próteses Robóticas, aqueles relacionados à Arquitetura da Prótese e aqueles que enfocam a Aquisição, o Processamento e Controle do Biosinal. A arquitetura de um braço ou mão humana é única e tentar imitá-la ou reproduzi-la, mesmo usando os componentes mais avançados, ainda é uma tarefa bastante desafiadora. Os estudos da Arquitetura de Próteses envolvem melhores formas de acionamento, novos materiais para a estética de ossos e peles, sensores, novos conceitos para melhorar o conforto e desempenho e próteses de baixo custo. Por outro lado, estudos de biosinais humanos tentam entendê-lo e traduzi-lo em comandos de controle para Próteses Robóticas. Estudos envolvendo biosinais, como EEG e EMG, são complexos, requerem alta compreensão biológica e exigem conhecimento profundo de Processamento de Sinais, Projetos de Hardware e Software. Os principais tópicos do estudo de biosinais envolvem a Aquisição de Sinais, a Redução de Dimensionalidade, Extração de Caraterísticas e Decodificação / Controle. No Processamento de Sinais EMG, a decodificação / controle de um sinal pode ser dividido em duas abordagens: Reconhecimento de Padrões e Não Reconhecimento Padrões. O Reconhecimento de Padrões usa técnicas baseadas em classificação para decodificar sinais em comandos de controle. Basicamente, na abordagem de Reconhecimento de Padrões, a informação dentro de um sinal é extraída em Características (Extração de Caraterísticas) que o classificador usa para identificar uma respectiva classe. Uma classe corresponde a um movimento pré-determinado discreto. A literatura mostra que estudos baseados em Reconhecimento de Padrões alcançaram precisão de classificação de até 99%. No entanto, as limitações no número de classes, a falta de controle contínuo, independente e proporcional do braço, mão e dedos ainda não permitiram o desenvolvimento de uma Prótese Robótica totalmente funcional. Por outro lado, muitos estudos têm sido desenvolvidos utilizando outras abordagens que não as baseadas em classificação, também chamadas de Não Reconhecimento de Padrões, para contornar os problemas mencionados. Nesse sentido, este trabalho propõe o uso de Síntese Automática de Sistemas Dinâmicos Não Lineares para encontrar um modelo adequado que extraia e traduza as informações contidas nos sinais sEMG para a trajetória dos dedos no espaço 3D. É construído um modelo autoconstrutivo usando a arquitetura NARX em conjunto com Metaheurísticas ou Algoritmos de Otimização Bioinspirados, como Otimização de Enxame de Partículas (PSO) e Algoritmo Genético (GA). Um sistema de aquisição de sinais sEMG personalizado foi construído devido aos requisitos específicos da proposta.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - Interno ao Programa - 1205456 - LUIZ ALBERTO LUZ DE ALMEIDA
Membro Titular - Examinador(a) Interno ao Programa - 1761107 - RICARDO SUYAMA
Membro Titular - Examinador(a) Externo ao Programa - 1672981 - FRANCISCO JAVIER ROPERO PELAEZ
Membro Suplente - Examinador(a) Externo ao Programa - 2078059 - LUIZ ANTONIO CELIBERTO JUNIOR