Pesquisas usam inteligência artificial em robôs para reabilitação e assistência

– Por Lidia Neves –

Pesquisas realizadas na Ufes usam a inteligência artificial para desenvolver sensores e sistemas robóticos para reabilitação e assistência. Os estudos, coordenados pelo professor Anselmo Frizera Neto, do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade, foram apresentados na abertura da Semana do Conhecimento da instituição.

Segundo Frizera Neto, que completa dez anos como professor da Ufes em dezembro e atualmente coordena o Laboratório de Telecomunicações (Labtel) do Centro Tecnológico (CT), o objetivo das pesquisas é contribuir, por meio do uso da robótica, para a mobilidade de pessoas com sequelas deixadas por acidente vascular cerebral (AVC), lesão medular, paralisia cerebral e causas diversas relacionadas à idade avançada. Mais recentemente, os estudos também têm se dedicado a analisar e contribuir com situações cognitivas específicas, como é o caso do autismo.

“Por meio da Engenharia Biomédica, buscamos aplicar princípios da Engenharia à Medicina e à Biologia, para ajudar no diagnóstico ou oferecer soluções terapêuticas. Nosso trabalho consiste em analisar problemas, antecipar dificuldades e avaliar possibilidades de soluções”, explica Frizera Neto.

Assista à conferência de abertura da Semana do Conhecimento:

Reabilitação e assistência

Nas pesquisas, realizadas no âmbito do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) da Ufes, o professor e os demais pesquisadores buscam desenvolver ferramentas de reabilitação motora que contribuam para que fisioterapeutas, médicos e outros profissionais de saúde tenham informações sobre os pacientes que permitam otimizar a reabilitação, analisando, com dados em tempo real, a efetividade da terapia. Para isso, são usados sensores em fibra óptica micrométricos, aplicados em roupas, palmilhas de calçados, aparelhos dentários e outros acessórios, que permitem avaliar a aplicação de força, os batimentos cardíacos, a temperatura, a umidade, a marcha e os movimentos do paciente, entre outros elementos. A primeira tese de doutorado com esse enfoque rendeu mais de 50 artigos em publicações de alto impacto e o Prêmio Capes de Tese a Arnaldo Gomes Leal Junior, sob orientação de Frizera Neto. Atualmente, Leal Júnior é professor do Departamento de Engenharia Mecânica e do PPGEE da Ufes.

Outra frente de pesquisas se refere ao desenvolvimento de sistemas robóticos de reabilitação e assistência, segundo o professor Frizera Neto. “A reabilitação convencional nunca será substituída, porque é realizada pela melhor máquina, que é o ser humano, e se baseia em experiência clínica de centenas de anos. Além do que, o contato humano é muito importante para garantir a eficácia da terapia. O que fazemos é buscar complementar as terapias tradicionais”, aponta o pesquisador.

Nas máquinas de reabilitação, busca-se registrar dados necessários para a avaliação do progresso do paciente, aliviando a carga de trabalho físico do fisioterapeuta, e ao mesmo tempo registrar sinais alternativos, que possam ser usados para complementar terapias tradicionais. “A máquina tem de compreender o ser humano e, para isso, é necessária a interação humano-robô em nível cognitivo”, explica Frizera Neto. Além dessa habilidade, os equipamentos devem prezar por segurança e usabilidade, buscando qualidade em parâmetros ergonômicos e estéticos.

A maioria das pesquisas buscam desenvolver andadores para tornar possível que as pessoas com lesão medular ou outras ocorrências que levam à baixa mobilidade possam se locomover de forma independente dentro de ambientes. Um dos estudos, que rendeu vários prêmios e menção honrosa no Prêmio Capes de Tese, levou ao desenvolvimento de andadores-robô que se locomovem à frente do paciente, sem necessitar que ele toque no equipamento.

Inteligência artificial

Os estudos mais recentes inserem o uso da inteligência artificial (IA) e do processamento de dados em nuvem para possibilitar equipamentos com sistemas mais leves, com mais funcionalidades e com estratégias avançadas de controle, empregando, por exemplo, de mapas de ambiente. “Com isso conseguimos não só reconhecer espaços e obstáculos, como também indicar as pessoas que estão no ambiente, melhorando a interação entre elas e contribuindo para o deslocamento seguro de pessoas que têm também deficiências cognitivas e visuais”, acrescenta o pesquisador.

O andador controlado via nuvem desenvolvido na Ufes, denominado CloudWalker, pode ainda contribuir a geração e processamento de dados sobre o progresso do paciente e relatórios médicos. A primeira tese de doutorado sobre este projeto será defendida esta semana, afirma Frizera Neto. A concentração de dados em nuvem possibilitou que os estudos passassem a se desenvolver em várias partes do mundo simultaneamente e já há um robô em funcionamento na Colômbia, cujos dados são enviados para os centros de processamento de dados da pesquisa na Ufes.

Em uma outra frente, voltada para dar suporte ao diagnóstico de autismo em crianças, foi desenvolvido um robô para constatar dificuldades de comunicação. O equipamento, que tem o formato de um brinquedo de pelúcia e tem uma série de expressões faciais, foi desenvolvido em parceria com pediatras, psicólogos e outros profissionais de saúde e contribui para avaliar o grau de severidade do autismo. “O robô analisa a atenção compartilhada da criança com outras pessoas, com objetos e com eventos que acontecem no mesmo ambiente. Crianças com transtornos de desenvolvimento – como é o caso do autismo – podem exibir dificuldades na realização de atenção compartilhada. Tais dificuldades podem ser detectadas a partir dos 10 meses de vida e contribuir para uma intervenção mais precoce, oferecendo benefícios importantes para a reabilitação”, completa Frizera, acrescentando que a pesquisa aponta um grande potencial, mas ainda não chegou a resultados conclusivos.

Em um dos pilotos experimentais com o uso do robô, foi possível contribuir para captar a atenção da criança para o atendimento com psicóloga. Em outra experiência, com uma instituição da Colômbia, este modelo de robô é usado em uma clínica, junto com outros, para promover a interação tátil, as imitações faciais e as habilidades sociais por meio da brincadeira, da dança e da comunicação. “Foram observados avanços no conhecimento verbal, nas habilidades verbais, na colaboração na atenção, na imitação e no interesse em brincar”, indica o pesquisador.

IA e Covid

Frizera Neto lembrou, ainda, da contribuição dada por sua equipe para o combate à Covid no Espírito Santo, por meio da manutenção de ventiladores e equipamentos hospitalares da Secretaria de Estado da Saúde, de forma gratuita. “É uma felicidade poder ter participado dessa manutenção gratuita e contribuir para a sociedade. Nossos alunos são verdadeiros heróis, que trabalharam, no pico da pandemia, com toda segurança, para consertar esses equipamentos.”

Confira a tabela com o total de equipamentos consertados

Inteligência artificial e Covid são os temas deste ano da Semana de Estadual de Ciência, Tecnologia e Inovação deste ano, realizada de 24 a 27 de novembro, com a participação do evento da Ufes. Para conhecer e assistir a mais vídeos sobre as pesquisas e os projetos apresentados na Semana do Conhecimento, acesse https://scufes.org/ .

Saiba mais sobre essa pesquisa no programa Dez, da TV Ufes:

Edição: Thereza Marinho