Interface miocinética para aquisição de dados de ações motoras do antebraço

Abstract

Este trabalho apresenta uma Interface Miocinética, que tem como objetivo possibilitar o desenvolvimento do sistema de controle de próteses de mão robótica através da detecção do fluxo magnético de pequenos ímãs, que são deslocados de forma a simular os movimentos dos músculos externos do antebraço de uma pessoa amputada. Além de possibilitar testes sem a necessidade de procedimentos clínicos em pessoas reais, esta pesquisa contribuiu e avançou nos estudos do desenvolvimento da mão robótica UnBHand da Universidade de Brasília. A interface é capaz de fornecer dados sobre o campo magnético de pequenos ímãs, que se deslocam em distâncias conhecidas, através do efeito hall captado por sensores magnéticos LIS3MDL. A proposta desenvolvida é composta por uma maquete, que abriga os componentes mecânicos e eletrônicos responsáveis por simular o movimento de ímãs de neodímio. Através de quatro placas de circuito impresso, com 16 sensores magnéticos cada, os dados são adquiridos e transmitidos para uma quinta placa, que por sua vez realiza o controle dos atuadores, do fluxo de dados e da sincronização das amostragens. Cada placa possui um microcontrolador ESP32 embarcado, que realiza a leitura e é capaz de transmitir para as outras placas. A placa principal tem como objetivo ser integrada futuramente a uma FPGA, que por sua vez contém o algoritmo de aprendizagem de máquina para estimação das posições dos ímãs, já desenvolvido e validado em trabalhos anteriores. A FPGA possui também todos os sistemas para o controle da mão robótica UnBHand. A maquete desenvolvida teve seus mecanismos validados em bancada e se mostrou extremamente versátil e de fácil replicabilidade. Em vista que ela permita o deslocamento do ímã em diferentes posições, orientações e distâncias de forma controlada. As placas de circuito impresso desenvolvidas apresentaram o desempenho esperado, ao serem capazes de realizar a leitura de 16 sensores (cada placa) e transmiti-los via protocolo SPI para uma quinta placa.