Olá a todos.
Caro DCautosport, convinha antes de mais estabelecer um "caderno de requisitos" bem delineado para este projecto, senão a malta anda práqui às voltas e não se chega a lado nenhum. Num fórum como este, existem mais ideias e possibilidades do que aquelas que consegue contar.
Por isso, se quer realmente resultados, convém limitar as opções logo à partida.
Ora vamos lá ver.... pelo pouco que pude entender na minha busca na net, a Artrogripose tem duas componentes que é preciso corrigir: a do esqueleto (articulações e tendões), e a dos músculos. O problema das articulações é uma grande limitação do ângulo de rotação, que pelo que percebi pode ser tratado a pouco e pouco forçando os membros a ir cada vez mais longe no movimento. O problema dos músculos é mais simples, é uma questão de exercício e alimentação de forma a desenvolver massa muscular. Mas com as articulações trancadas, o exercício não é possível. É isto, em resumo, não é?
Portanto, pelo que descreveu e pelo que pude encontrar, parece-me que a primeira prioridade é a libertação das articulações, que é conseguida através da fisioterapia: obrigando os membros a mover-se até ao limite, fazendo um pouco de força nesses limites, e repetindo muitas vezes durante muitas semanas de modo a ir soltando a articulação e alongando os tendões. Isto não pode ser feito pela sua filha por si própria, tanto por não ter força suficiente como por se calhar poder chegar a limites dolorosos, dos quais se defende. Daqui se conclui que para isto é preciso uma fonte externa de força a actuar sobre os membros da menina, o que aqui neste fórum quer dizer "motores eléctricos". E para evitar a destruição das mesmas articulações e a melhor afinação dos ângulos e forças (tal como você descreveu), tem de haver maneira de monitorizar e limitar o ângulo de dobragem da articulação.
A segunda preocupação, a do desenvolvimento muscular, é normalmente tratada por actividades de esforço, seja a natação ou hidroterapia ou afins. Por aqui se espera que ela puxe pelo pouco músculo que tem, de forma a provocar o seu desenvolvimento. O objectivo de criar músculo, tal como todos os praticantes de halterofilismo sabem, consegue-se melhor quando o músculo tem de enfrentar uma força contrária ao movimento. Ora, isto é um requisito inverso do primeiro: a fisioterapia AJUDA o movimento, o treino de força IMPEDE o movimento.
Ainda estou dentro daquilo que se pretende, ou já me desviei?
Do meu ponto de vista, um exoesqueleto com motores e sensores é obviamente o ideal para a fisioterapia, podendo também ser usado para o treino de força (embora aqui eu ache um desperdício, ela faria melhor em aplicar-se em tarefas da vida real - mas o exoesqueleto poderá ser usado como um complemento caso seja necessário).
Mas isto é complexo, frágil, e não muito barato. E tem risco... uma máquina mal afinada pode partir um braço, rebentar um tendão, ou destruir uma articulação, tudo depende do jogo de forças e alavancas. É por isso que este tipo de trabalho é feito por pessoas e não por máquinas: as pessoas têm uma grande sensibilidade de feedback sobre o que está a acontecer, para além da empatia que têm com a pessoa que estão a manipular.
Por outro lado, as máquinas têm o potencial de ter maior precisão e força do que as pessoas... mas é preciso estarem bem desenhadas, construídas, e afinadas. Ou seja, é preciso ter alguém que percebe de fisioterapia envolvido no projecto desta máquina desde o princípio. Isto, para não correr riscos.
Dito isto, podemos continuar com a ideia. Vejo várias pessoas a falar de servos, mas eu na minha parca experiência de robótica não estou a ver nenhum servo com força suficiente para fazer esta fisioterapia... principalmente se for montado na dobradiça, como é comum fazer-se nos robots "andróides". Mas isto é apenas um pormenor, e deixo-o para a malta com mais experiência que eu, deve haver aqui pelo menos uma dúzia de pessoas que podem selecionar um bom motor para este trabalho, potente e leve. Quanto aos sensores, também há muitas maneiras de fazer a coisa, mas para mim aquilo que seria mais seguro e eficaz seria um conjunto de duas coisas: um sensor de força (extensómetro, por exemplo?) para regular a força do motor de forma a mantê-la constante independentemente do ângulo da articulação; e talvez um interruptor de fim-de-curso ajustado numa mola, como um segundo sensor de emergência caso alguma coisa corra mal. E claro, um grande "botão vermelho" para parar a máquina ao menor sinal de perigo. Este botão em princípio deverá ser algo intuitivo e integrado na máquina, para que a sua filha use sem dificuldade; estou a pensar em qualquer coisa que ela seja capaz de agarrar enquanto quer que a máquina faça força, e que largue assim que se tornar doloroso, parando a máquina. Isto deve actuar como interruptor geral de segurança, na minha opinião - deve mesmo cortar a corrente, não vá o microcontrolador ter ideias próprias.
Resumindo, temos aqui os seguintes componentes que vejo serem necessários:
1 - uma estrutura mecânica (impressa em plástico ou construída em metal);
2 - motores de actuação da estrutura;
3 - sensores de força para dosear o esforço;
4 - sensores de ângulo de rotação (opcionais, na minha opinião, mas quem manda é o "consultor" de fisioterapia - ele é que sabe o que é importante, o ângulo ou a força ou os dois);
5 - interruptores de emergência (comandados facilmente pela menina e por quem esteja a ver);
6 - microcontrolador e interface humana (écran/teclado/etc.) para controlar o comportamento e receber os "objectivos da missão": quantas repetições de movimento, com que força, até que ângulo, etc.
Eu desconheço totalmente esta comunidade, mas pela experiência que tenho em projectos multifacetados, penso que a melhor maneira de levar isto para a frente é com um MÍNIMO de 3 especialistas:
- um de fisioterapia, que explica como é que se faz e dá opinião sobre os resultados da máquina;
- um de mecânica, que trata de desenvolver a estrutura (comprar, copiar, adaptar, criar, etc.) e escolher e adaptar os motores;
- um de electrónica/robótica, que desenha o sistema de sensores e integra todas as partes.
É claro que tudo isto pode ser feito por um único "génio" multifacetado, mas pelo que conheço da comunidade geek nacional, não é provável que aconteça. Quem tem conhecimentos e experiência não tem tempo, e quem tem tempo não tem ainda a experiência nem a organização... é um problema tramado, e é por isso que este fórum existe principalmente em modo de "hobby".
Primeiros passos do projecto:
1 - conversar com um fisioterapeuta e esclarecer o que raio é que a máquina deve fazer, ao pormenor;
2 - começar por um problema de complexidade pequena mas alto ganho: um cotovelo, por exemplo;
3 - montar um protótipo "rude" para que ela possa experimentar, sempre com um "grande botão vermelho" para desligar tudo (eu também tenho uma filha de 6 anos...
);
4 - usar esse protótipo de 1 articulação e as lições aprendidas com ele para desenhar e fabricar o resto do exoesqueleto de forma modular (costas + ombros + cotovelos, costas + ancas + joelhos + tornozelos).
Ir desenhando e construindo isto aos módulos permite tornar o custo suportável, e também ir aprendendo com os erros e optimizando a tecnologia sem ter ter de investir em grande à cabeça.
Boa sorte a todos!!
