Pesquisadores da Escola Politécnica da USP estudam como produzir equipamento capaz de funcionar como prótese, mas ainda esbarram em um problema: a bateria
Amanda Almeida
Publicação: 06/12/2010 10:14 Atualização: 06/12/2010 10:19
Amanda Almeida
Publicação: 06/12/2010 10:14 Atualização: 06/12/2010 10:19
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Ao dar os primeiros passos para a criação de um exoesqueleto robótico nacional, o Brasil começa a se "intrometer" num ambiente anteriormente dominado apenas pelos estrangeiros, especialmente os norte-americanos e japoneses. Apesar de estudarem a tecnologia há mais de 30 anos, esses pesquisadores ainda não descobriram uma fonte energética capaz de dar autonomia ao equipamento, que é esperança de recuperação dos movimentos para pessoas com deficiências motoras. Com a missão de vencer esse desafio, considerado o maior entrave para o uso constante da prótese, estudiosos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) estão estudando o funcionamento do corpo humano para criar maneira de economizar e despender menos energia.
O exoesqueleto robótico – cujo nome é inspirado no revestimento de quitina que cobre o corpo de crustáceos e insetos – é uma estrutura rígida, geralmente de metal e plástico, projetada para auxiliar o movimento humano. Ligado a um sensor no sistema nervoso, o equipamento responde às coordenadas do homem, dando força para que seus membros se movimentem. Há duas linhas de pesquisas: a primeira, desenvolvida especialmente pelos Estados Unidos, é para uso militar, dando aos soldados mais força para percorrer muitos quilômetros e carregar mais peso sem desgaste físico; já a segunda, avançada no Japão, tem como objetivo ser aliada do homem contra deficiências físicas. Ambas, porém, ainda têm o fornecimento energético como desafio para eficiência em atividades diárias, já que ainda dependem de baterias para funcionar.
"É uma tecnologia que pode mudar a vida de quem tem algum tipo de paralisia. Mas o que adianta ter esse aparelho se ele só funciona duas horas, quando acaba a bateria? Descobrir como superar esse entrave ainda é nossa maior dificuldade", explica o professor da Escola Politécnica da USP Arturo Forner-Cordero. A proposta do pesquisador é criar mecanismo parecido com o do próprio corpo humano para economizar energia.
"Quando caminhamos, usamos a chamada dinâmica passiva do movimento. Durante parte da marcha, os músculos não estão ativos. Aprendemos inconscientemente a poupar nossos músculos nessa atividade. O resultado é que gastamos menos energia. Nosso grupo está tentando entender como o nosso corpo faz isso para aplicar ao exoesqueleto robótico", comenta Arturo.
Segundo ele, como o organismo se aproveita da dinâmica passiva do movimento, um homem consegue caminhar três quilômetros com a mesma energia que um robô andaria apenas 30 metros. Além disso, as baterias pesam muito e podem até atrapalhar o movimento. Essa fonte de energia só é recomendada para o primeiro passo desejado pelos pesquisadores da USP: usar o exoesqueleto para auxiliar na fisioterapia. "Como são atividades feitas em um ambiente fixo e com auxílio de um fisioterapeuta, o paciente, ao usar um exoesqueleto em membro inferior, por exemplo, não corre o risco de cair com o fim da bateria e ela ainda pode ser recarregada. Já para uso como prótese, a bateria é insuficiente. Imagine se um homem está caminhando com uma prótese e a bateria acaba. Ele deve ir ao chão", explica Arturo.
Alento
O professor Paulo Eigi Miyagi, também da USP e integrante do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE), diz que os resultados ainda são preliminares, mas animadores. O grupo da USP já está construindo os primeiros exoesqueletos, inicialmente para braços e pernas. "Num mundo em que todo dia pessoas perdem os movimentos depois de acidentes automotivos, essa tecnologia pode ser um alento. Estamos muito ansiosos pelas novidades, mas ainda dependemos de financiamento para as pesquisas", diz.
Segundo Miyagi, ainda é muito caro construir um exoesqueleto, podendo custar mais do que um carro. Para se ter ideia, um dos mais modernos exoesqueletos construídos no Japão, ainda lento e apenas para o pé, custará nada menos do que US$ 150 mil quando for lançado oficialmente, em 2011. A intenção é desenvolver um equipamento mais barato no Brasil, que possa chegar à rede pública. Enquanto Japão e Estados Unidos usam materiais plásticos especiais, como fibra de carbono, o Brasil pode ter um exoesqueleto de alumínio. "Ele deve ajudar no movimento, já que é mais leve", afirma Paulo Miyagi.
O grupo da USP já apresentou projeto para fontes de financiamento nacionais e internacionais e aguarda retorno. Por envolver desde a criação da mecânica do equipamento até o cálculo dos benefícios para a saúde, a equipe de pesquisadores, incluindo alunos, é multidisciplinar, formada por médicos, neurocientistas, engenheiros e fisioterapeutas.
O exoesqueleto robótico – cujo nome é inspirado no revestimento de quitina que cobre o corpo de crustáceos e insetos – é uma estrutura rígida, geralmente de metal e plástico, projetada para auxiliar o movimento humano. Ligado a um sensor no sistema nervoso, o equipamento responde às coordenadas do homem, dando força para que seus membros se movimentem. Há duas linhas de pesquisas: a primeira, desenvolvida especialmente pelos Estados Unidos, é para uso militar, dando aos soldados mais força para percorrer muitos quilômetros e carregar mais peso sem desgaste físico; já a segunda, avançada no Japão, tem como objetivo ser aliada do homem contra deficiências físicas. Ambas, porém, ainda têm o fornecimento energético como desafio para eficiência em atividades diárias, já que ainda dependem de baterias para funcionar.
"É uma tecnologia que pode mudar a vida de quem tem algum tipo de paralisia. Mas o que adianta ter esse aparelho se ele só funciona duas horas, quando acaba a bateria? Descobrir como superar esse entrave ainda é nossa maior dificuldade", explica o professor da Escola Politécnica da USP Arturo Forner-Cordero. A proposta do pesquisador é criar mecanismo parecido com o do próprio corpo humano para economizar energia.
"Quando caminhamos, usamos a chamada dinâmica passiva do movimento. Durante parte da marcha, os músculos não estão ativos. Aprendemos inconscientemente a poupar nossos músculos nessa atividade. O resultado é que gastamos menos energia. Nosso grupo está tentando entender como o nosso corpo faz isso para aplicar ao exoesqueleto robótico", comenta Arturo.
Segundo ele, como o organismo se aproveita da dinâmica passiva do movimento, um homem consegue caminhar três quilômetros com a mesma energia que um robô andaria apenas 30 metros. Além disso, as baterias pesam muito e podem até atrapalhar o movimento. Essa fonte de energia só é recomendada para o primeiro passo desejado pelos pesquisadores da USP: usar o exoesqueleto para auxiliar na fisioterapia. "Como são atividades feitas em um ambiente fixo e com auxílio de um fisioterapeuta, o paciente, ao usar um exoesqueleto em membro inferior, por exemplo, não corre o risco de cair com o fim da bateria e ela ainda pode ser recarregada. Já para uso como prótese, a bateria é insuficiente. Imagine se um homem está caminhando com uma prótese e a bateria acaba. Ele deve ir ao chão", explica Arturo.
Alento
O professor Paulo Eigi Miyagi, também da USP e integrante do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE), diz que os resultados ainda são preliminares, mas animadores. O grupo da USP já está construindo os primeiros exoesqueletos, inicialmente para braços e pernas. "Num mundo em que todo dia pessoas perdem os movimentos depois de acidentes automotivos, essa tecnologia pode ser um alento. Estamos muito ansiosos pelas novidades, mas ainda dependemos de financiamento para as pesquisas", diz.
Segundo Miyagi, ainda é muito caro construir um exoesqueleto, podendo custar mais do que um carro. Para se ter ideia, um dos mais modernos exoesqueletos construídos no Japão, ainda lento e apenas para o pé, custará nada menos do que US$ 150 mil quando for lançado oficialmente, em 2011. A intenção é desenvolver um equipamento mais barato no Brasil, que possa chegar à rede pública. Enquanto Japão e Estados Unidos usam materiais plásticos especiais, como fibra de carbono, o Brasil pode ter um exoesqueleto de alumínio. "Ele deve ajudar no movimento, já que é mais leve", afirma Paulo Miyagi.
O grupo da USP já apresentou projeto para fontes de financiamento nacionais e internacionais e aguarda retorno. Por envolver desde a criação da mecânica do equipamento até o cálculo dos benefícios para a saúde, a equipe de pesquisadores, incluindo alunos, é multidisciplinar, formada por médicos, neurocientistas, engenheiros e fisioterapeutas.
Fonte e demais informações: http://www.em.com.br/app/noticia/tecnologia/2010/12/06/interna_tecnologia,196548/exoesqueleto-robotico-nacional-e-produzido-para-driblar-deficiencias.shtml
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