Cadeira de rodas controladas pelo cérebro? Agora é possível

Equipa de investigadores de Coimbra e Tomar, está envolvida no desenvolvimento de nova interface e traz nova esperança aos utilizadores de cadeira de rodas.

Publicado 28/04/2021, 16:19
cadeira de rodas inovadora

Investigadores portugueses criaram um sistema que pode revolucionar a utilização de cadeiras de rodas controladas pelo cérebro. 

Fotografia de ISR-FCTUC

Investigadores da Universidade de Coimbra e do Instituto Politécnico de Tomar, revelam interface para controlar cadeira de rodas através do cérebro, trazendo um novo conceito para a autonomia de pessoas com deficiências motoras graves.

O projeto vem revolucionar a interação de portadores que não conseguem, inclusive, utilizar a voz para recorrer a sistemas operativos. Torna-se um novo método que pode melhorar significativamente a vida de quem tem uma deficiência grave e tenha de utilizar uma cadeira de rodas no seu dia a dia, sem utilizar força muscular.

A equipa do Instituto de Sistemas e Robótica de Coimbra e do Politécnico de Tomar, afirma ter desenvolvido um sistema que promete praticamente 100% de fiabilidade e precisão, sem requerer um esforço mental acrescido ao utilizador de cadeira de rodas.

Três componentes na nova interface

O sistema apresenta-se em três componentes que compreendem o ritmo personalizado, comandos de tempo ajustados e controlo colaborativo. Esta interface cérebro-computador (ICC) deteta quando o utilizador pretende ou não enviar um comando, permitindo que este não tenha de estar permanentemente focado.

O tempo para deteção da intenção do utilizador é também automaticamente ajustado, permitindo um desempenho constante, sendo o utilizador de cadeira de rodas menos suscetível a desatenções ou fadigas.

A combinação de elétrodos flexíveis e a inteligência artificial, pode oferecer um método mais simples de interface cérebro-máquina para controlar uma cadeira de rodas, computadores e até veículos robóticos.

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Interface já foi testada

Seis pessoas com deficiências motoras graves da Associação de Paralisia Cerebral de Coimbra e sete pessoas sem deficiência, indicadas para grupo de controlo, já testaram a ICC em cadeira de rodas, em experiências distintas.

A cadeira de rodas durante os testes realizados ao longo de um corredor com obstáculos.

Fotografia de ISR-FCTUC

Os investigadores desenvolveram um sistema de navegação da cadeira de rodas, adaptaram do ponto de vista ergonómico a cadeira e desenvolveram os métodos de descodificação dos sinais eletroencefalográficos da ICC.

Do projeto, resulta o aumento da precisão de forma fiável, mantendo o desempenho elevado ao longo do tempo, independentemente das condições. No grupo de controlo obtiveram 95.8% de precisão e, do grupo de pessoas com deficiência motora, 93.7%.

Controlo colaborativo entre interface e utilizador

Os investigadores pretendem que a cadeira de rodas controlada pelo cérebro seja altamente confiável, por razões de segurança, tal como os travões de um carro, que não pode funcionar corretamente apenas 90% do tempo.

A confiabilidade da cadeira de rodas controlada pelo cérebro aumenta quando estas integram um sistema de navegação auxiliar, que pode perceber os arredores da própria cadeira e realizar movimentos autónomos. Esta combinação da intenção do utilizador e das informações de navegação é o denominado controlo colaborativo.

A investigação continua, com promessa de melhorar a montagem e ergonomia dos elétrodos, introduzindo também mais módulos de perceção do meio circundante, esperando alcançar a maturidade suficiente para entrar no mercado.

Maior precisão e maior autonomia

Entre os elementos da equipa encontra-se Gabriel Pires, Aniana Cruz, Ana Lopes, Carlos Carona e Urbano J. Nunes. A iniciativa é financiada por fundos europeus e pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, no âmbito do projeto de investigação e desenvolvimento B-RELIABLE.

O projeto B-RELIABLE visa aumentar a confiabilidade e a interação em sistemas de ICC. A ocorrência de erros durante a interação homem-máquina é inerente a todos os sistemas de interação e tal pode estar relacionado com a baixa confiabilidade do sistema ou erro do usuário, como lapsos de atenção, má interpretação, imprecisão e outros.

A deteção automática de erros pode contribuir para um aumento significativo na confiabilidade dos sistemas e ser usada para estabelecer um canal de comunicação primário, ou visto como um mecanismo para automatizar o neurofeedback para reabilitação.

A interface desenvolvida para utilizar em cadeira de rodas já foi publicada na IEEE Transactions on Human-Machine Systems, considerando o sistema integrado do mecanismo de controlo colaborativo, através de um sistema de navegação que realiza as manobras finas, aliviando o utilizador e corrigindo e interpretando possíveis comandos errados enviados pela interface.

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