Palmilha inteligente para monitoramento de marcha humana utilizando controlador Fuzzy

Resumo

Este artigo demonstra o desenvolvimento e a construção de uma única palmilha inteligente para análise da marcha humana, como um dispositivo assistivo de baixo custo. Os dados clínicos estimados por ela podem elucidar disfunções da marcha como: atrasos na duração de alguma fase específica, falta de ritmo ou até desvio no controle postural. Construída com placa microcontrolada Arduino, contém quatro sensores de força e uma unidade inercial - IMU, que fornecem sinais a um classificador de fases estimado por lógica difusa. Os dados tratados são então enviados por Wi-Fi a uma interface gráfica para análise de um profissional habilitado, como por exemplo um fisioterapeuta. Para a programação destes microcontroladores é utilizada a IDE Arduino. Visando o problema de que o algoritmo de rastreamento por supervisão tradicional de reconhecimento de fase da marcha baseado em limiar não consegue distinguir as mudanças sutis entre as fases da marcha, um algoritmo de reconhecimento de fase da marcha baseado em lógica fuzzy é adotado para realizar o reconhecimento suave e contínuo das fases da marcha. As fases são aferidas via MATLAB e depois embarcadas no microcontrolador utilizando a biblioteca dedicada ao controlador Fuzzy eFLL. Para um tratamento adequado na unidade inercial, foi utilizado um filtro de Kalman nos sinais provenientes do acelerômetro e do giroscópio. Para a aplicação clínica é importante a aferição do classificador fuzzy com um número maior de sujeitos. O protótipo obteve os dados da marcha humana, os classificou e foi capaz de identificar suas características, e com isso é possível um profissional habilitado diagnosticar os indivíduos de forma mais precisa, podendo propor exercícios para fisioterapia e desenvolvimento de órteses.