Desenvolvimento de sistema de captura de movimento humano utilizando IMU

Abstract

O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma Unidade de Medição Inercial (IMU) para aquisição de parâmetros de movimento e posições corporais em humanos, a fim de auxiliar pesquisas futuras na área de prevenção de lesões musculoesqueléticas. Existem muitos sensores capazes de adquirir dados sobre movimento, mas a maioria não é acessível ou não consegue detalhar certos parâmetros úteis, por exemplo, velocidade e aceleração. A prevenção de lesão é muito importante para atletas de alto desempenho, pois os esportistas conseguem permanecer mais tempo treinando e atingem melhores marcas. O MPU6050 é um sensor inercial feito a partir de tecnologia Micro Electro Mechanical System (MEMS), que integra em um único chip, 3 sensores de aceleração e 3 sensores de velocidade angular. Este sensor comunica-se por protocolo 𝐼2𝐶, o que permite a utilização das plataformas Arduíno e Wemos, que possuem microcontroladores programáveis. O microcontrolador do Arduíno se comunica serialmente ao computador, por meio de um cabo USB. O do Wemos pode se comunicar via wireless com um protocolo web. A linguagem de programação Python pode se comunicar com o Arduino por meio de protocolo de comunicação serial, ou com oWemos, com protocolo HTTP, e assim possibilitar que os dados adquiridos pelo sensor MPU6050 sejam armazenados no computador. Os dados podem ser manipulados para obtenção de diversas informações: aceleração linear, velocidade angular, posições e ângulos. Então, foi feito um protótipo funcional com uma interface via terminal, para utilização dos pesquisadores do laboratório LIS da UnB/FGA, necessitando de futuros testes com movimentação em humanos para validar a precisão e acurácia do IMU.