Ao longo dos últimos anos verifica-se um aumento constante do número de pessoas com
dificuldades de locomoção, sendo estas causadas pelo envelhecimento, por derrames
cerebrais, doenças neurológicas, entre outras causas.
Existem dispositivos que atuam no auxílio a estas pessoas, quer prestando assistência ao seu
movimento, quer tendo um papel fundamental na sua terapia, como é o exemplo das ortóteses
e dos exoesqueletos. Há a necessidade de ser aplicado a estes dispositivos um princípio de
controlo o mais próximo possível da locomoção humana, de forma a cumprirem o seu
propósito com a máxima eficiência.
Os modelos bípedes têm sido, ao longo dos últimos anos, uma grande ajuda, quer no
desenvolvimento destes dispositivos, quer no entendimento dos princípios neuronais que
estão na base da locomoção humana.
Sabe-se que um treino intensivo contribui com a estimulação e reorganização das redes
neuronais na espinal medula, o gerador de padrões central, ou CPG (Central Pattern
Generator), tirando vantagem da plasticidade neuronal.
Posto isto, nesta dissertação de mestrado será estudado um modelo bípede com um
controlador bioinspirado baseado em CPG, utilizando osciladores de frequência adaptativos
de Hopfield, ou Hopf AFOs (Adaptive Frequency Oscillators).
A este controlador serão colmatadas algumas das limitações encontradas, procedendo-se a um
aumento da versatilidade e melhoria da arquitetura. Desenvolver-se-á uma interface gráfica do
utilizador, ou GUI (Graphical User Interface) que facilite o estudo e análise do controlo do
modelo bípede. Será também estudada nesta dissertação a aplicabilidade deste tipo de
controladores na reabilitação.
Pretende-se que este trabalho forneça uma relevante contribuição para o desenvolvimento da
robótica aplicada à assistência ou reabilitação de pacientes com dificuldades motoras.
Este trabalho tem como objetivo lato o estudo e melhoria do modelo de marcha bípede e
respetivo controlador bioinspirado utilizados em (Santos, Alves, & Moreno, 2016). Tendo isto
em conta são de seguida descriminadas as metas que se pretendem atingir:
i) Maior versatilidade do modelo bípede, permitindo um melhor controlo da locomoção
gerada.
ii) Melhoria na arquitetura do controlo biomimético através, por exemplo, da extensão a
outros modelos dinâmicos.
iii) Estudo, análise e discussão da aplicabilidade dos modelos CPGs para reabilitação.
iv) Estudo, análise e discussão da possibilidade de auto-parametrização da geração de
marcha.
v) Inclusão de outros conceitos como o controlo por impedância.
vi) Desenvolvimento de uma interface gráfica do utilizador, ou GUI (Graphical User
Interface).
vii) Aplicação do controlador bioinspirado numa ortótese real.