Universidade Federal do Espírito Santo
Um problema enfrentado nas fisioterapias convencionais é o desânimo ou a desistência diante do processo por parte dos pacientes. Para reverter essa situação, pesquisadores do Laboratório de Telecomunicações (LabTel) e do Human Centered Systems Laboratory (Laboratório de Sistemas Centrados no Ser Humano – HCS), ambos vinculados ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) da Ufes, propuseram uma nova experiência aos usuários: uma esteira com jogos imersivos que torna a reabilitação motora mais dinâmica e motiva os pacientes a não desistir do tratamento.
“Um elemento gráfico, um jogo, faz com que essa experiência fique mais imersiva e motiva a pessoa. Em nosso sistema, além da esteira, implementamos jogos para estimular diferentes velocidades de caminhada e ações de desvio de obstáculos ou de coleta de objetos no jogo, o que é feito com o movimento da cabeça”, explica o orientador da pesquisa e professor do PPGEE da Ufes, Anselmo Frizera.
Ajustar a esteira ao ritmo do usuário durante a reabilitação é um desafio. Mas, para evitar variações na velocidade dos passos do andante, os pesquisadores integraram sensores ao aparelho. Assim, o grupo conseguiu captar os movimentos e a velocidade das pernas do paciente em um processo automatizado.
“Em uma esteira normal, a pessoa tem que seguir a velocidade do equipamento ou ajustar de forma manual. Aqui, todo o ajuste é feito de forma automática. Dessa maneira, a esteira está adaptada à pessoa. Isso é vantajoso, tanto para atividades de condicionamento físico como para melhor adaptar o equipamento para uma pessoa em reabilitação motora”, afirma Frizera.
Tecnologia e sensores
Os pesquisadores utilizam telas de projeção traseira (backprojection). A tecnologia por trás do painel causa menos cansaço visual e nenhuma oclusão na visão de quem está usando o dispositivo.
Para conseguir dados precisos, a esteira recebeu sensores. O LiDAR (Light Detection and Ranging) é responsável por captar as informações de velocidade a partir dos movimentos das pernas do paciente. Já o segundo sensor é construído a partir de uma webcam que reconhece a movimentação da cabeça do paciente, permitindo a realização de tarefas combinadas.
“A gente consegue segmentar para onde o usuário está olhando. Quando a pessoa mexe a cabeça, conseguimos fazer o avatar se deslocar para a direita ou para a esquerda, o que dá mais liberdade dentro do jogo. O usuário então não caminha só em linha reta, ele pode fazer curvas e se movimentar também. Tudo isso faz com que a terapia ou o exercício físico seja mais interativo e ajustado às necessidades de cada pessoa”, detalha o mestrando do PPGEE da Ufes Brayan Moreno.
Fase de testes
A fase de testes ocorreu em três momentos. O primeiro experimento validou com sucesso se a velocidade estimada com o LiDAR correspondia ao da esteira. Já no segundo, um drone voava à frente do avatar virtual. À medida que o drone se distanciava ou se aproximava, o usuário tinha que variar a velocidade para poder segui-lo.
O terceiro teste foi com uma idosa diagnosticada com Parkinson. Para esse experimento, o grupo desenvolveu um jogo com um teor mais lúdico, com elementos gráficos e com a animação de um cachorro. A paciente precisava interagir com o animal enquanto caminhava por um parque virtual.
“Era menos perceptível que ela estava fazendo esforço físico, porque ela estava brincando com um jogo e fazendo exercício ao mesmo tempo. É comum que, depois de três dias de terapia, os pacientes não queiram voltar. Mas o interessante nesse caso é que essa paciente pediu para voltar, então a gente fez um quarto dia de experimento. E o próximo passo da pesquisa envolve novos testes, desta vez com pacientes de reabilitação motora”, pondera Moreno.
Multidisciplinaridade do projeto
A pesquisa possui caráter multidisciplinar, envolvendo profissionais das áreas de Engenharia Elétrica, Engenharia Biomédica, Engenharia da Computação e Educação Física.
A doutora em Educação Física e pós-doutoranda na Ufes Carla Zimerer avalia a interação humana com a máquina para evitar casos de Cybersickness, enjoos que podem ocorrer quando a pessoa interage a uma realidade virtual. A sensação se assemelha a um mal-estar em uma viagem de barco.
Zimerer explica que o grupo levou os parâmetros psicológicos e fisiológicos dos indivíduos em conta. Esses dados envolvem as respostas de frequência cardíaca e as respostas afetivas para compreender como o usuário reage ao usar o aparelho.
“Os engenheiros trabalham desenvolvendo esse projeto tão interessante que são essas ferramentas assistivas altamente tecnológicas e a gente estuda como o participante vai se adaptar, os efeitos do uso dessa tecnologia dentro de uma sessão de reabilitação, por exemplo”, declara a pesquisadora.
O projeto conta com o apoio financeiro do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes).
Conheça outras pesquisas desenvolvidas pela Ufes no site da Revista Universidade.
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