Projeto apoiado pelo programa PIPE-FAPESP pretende
adaptar a tecnologia, ainda experimental e de alto
custo, para torn�-la mais acess�vel e
coloc�-la no mercado

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O equipamento ainda � considerado experimental e de alto custo. Por�m, um projeto�aprovado recentemente pelo Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP, tem como objetivo adaptar a tecnologia para torn�-la mais acess�vel e coloc�-la no mercado brasileiro dentro de dois anos.

�Nosso objetivo � que o produto final custe no m�ximo o dobro de uma cadeira motorizada comum, dessas que s�o controladas porjoystick e hoje custam em torno de R$ 7 mil�, disse o professor da FEEC/Unicamp Eleri Cardozo, que apresentou resultados da pesquisa durante o�3rd BRAINN Congress, realizado em Campinas de 11 a 13 de abril de 2016.

Segundo Cardozo, a tecnologia poder� beneficiar pessoas com tetraplegia, v�timas de acidente vascular cerebral (AVC), portadores de esclerose lateral amiotr�fica ou outras condi��es de sa�de que impedem o movimento preciso das m�os.

O trabalho, iniciado em 2011, contou inicialmente com apoio da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e hoje � desenvolvido no �mbito do Instituto de Pesquisa sobre Neuroci�ncias e Neurotecnologia (BRAINN), um Centro de Pesquisa, Inova��o e Difus�o (CEPID) apoiado pela FAPESP.

�Nosso grupo estudava t�cnicas de interface c�rebro-computador (BCI, na sigla em ingl�s, m�todos de aquisi��o e processamento de sinais que permitem a comunica��o entre o c�rebro e um dispositivo externo) e achamos que seria interessante avaliar a tecnologia em uma situa��o real�, contou Cardozo.

O grupo ent�o adquiriu uma cadeira motorizada convencional, retirou o�joystick e a equipou com diversos dispositivos normalmente encontrados em rob�s, como sensores capazes de medir a dist�ncia de paredes e de outros objetos ou detectar diferen�as de profundidade no piso.

O prot�tipo tamb�m foi equipado com um notebook que envia os comandos diretamente para a cadeira e com uma c�mera 3D com a tecnologia RealSense, da Intel, que permite interagir com o computador por meio de express�es faciais ou movimentos corporais.

�A c�mera identifica mais de 70 pontos da face � em torno da boca, do nariz e dos olhos � e, a partir da movimenta��o desses pontos, � poss�vel extrair comandos simples, como ir para frente, para tr�s, para a esquerda ou direita e, o mais importante, parar�, explicou Cardozo.

Tamb�m � poss�vel interagir com o computador por meio de comandos de voz, mas essa tecnologia � considerada menos confi�vel que as express�es faciais por causa das diferen�as de timbre e da poss�vel interfer�ncia de ru�do ambiente.

�Essas limita��es podem ser contornadas com a defini��o de um n�mero reduzido de comandos e com uma fun��o de treinamento incorporada ao software que otimiza a identifica��o dos comandos para um usu�rio espec�fico�, disse Cardozo.

Pensando em pacientes com quadros ainda mais graves � que impedem at� mesmo a movimenta��o facial � o grupo tamb�m trabalha em uma tecnologia de BCI que permite extrair sinais diretamente do c�rebro, por meio de eletrodos externos, e transform�-los em comandos. O equipamento, no entanto, ainda n�o est� embarcado na cadeira robotizada.

�Fizemos demonstra��es em que uma pessoa fica sentada na cadeira e outra sentada pr�ximo a uma mesa usando o capacete com os eletrodos e controlando a cadeira. Antes de embarcar o equipamento de BCI na cadeira precisamos solucionar algumas limita��es, como a alimenta��o de energia. Ainda � uma tecnologia muito cara, mas est� saindo uma nova gera��o de baixo custo, na qual o capacete pode ser impresso em 3D�, disse Cardozo.

A cadeira tamb�m foi equipada como uma antena wifi que permite a um cuidador dirigir o equipamento remotamente, pela internet. �Essas interfaces exigem do usu�rio um n�vel de concentra��o que pode ser cansativo. Por isso, se houver necessidade, a qualquer momento outra pessoa pode assumir o comando da cadeira�, contou Cardozo.

Startup

Dentre as metodologias j� testadas pela equipe da Unicamp, a interface baseada em captura e processamento de express�es faciais tem se mostrado a mais promissora no curto prazo e, portanto, ser� o foco do projeto desenvolvido no �mbito do programa PIPE sob a coordena��o do pesquisador Paulo Gurgel Pinheiro. Para isso, o grupo criou a startup HOO.BOX Robotics.

�A empresa � um�spin-off do meu p�s-doutorado, cujo objetivo era desenvolver interfaces para dirigir uma cadeira de rodas com o m�nimo de esfor�o poss�vel do usu�rio. Inicialmente testamos sensores capazes de captar contra��es dos m�sculos da face, depois evolu�mos para tecnologias de imagem capazes de captar express�es faciais sem a necessidade de sensores�, contou Pinheiro.

Em vez de criar uma cadeira robotizada, como � o caso do prot�tipo da Unicamp, o grupo pretende, para reduzir o custo, desenvolver um software e uma minigarra mec�nica que poderiam ser implantados em qualquer cadeira motorizada com�joystick j� existente no mercado.

�Nossa ideia � que o usu�rio possa baixar o software que far� o processamento das express�es faciais em seu notebook. O computador ficar� conectado a essa minigarra por meio de uma porta USB. Quando ele fizer as express�es-chave, como um beijo, um meio sorriso, franzir o nariz, inflar as bochechas ou levantar as sobrancelhas, o software manda o comando para a garra e essa movimenta o�joystick. Dessa forma, n�o mexemos na estrutura da cadeira e ela n�o perde a garantia�, explicou Pinheiro.

O pesquisador estima que um prot�tipo do sistema, batizado de Wheelie, estar� pronto at� o in�cio de 2017. Dois desafios dever�o ser vencidos nesse per�odo: melhorar a classifica��o das express�es faciais, de modo a evitar que a interpreta��o dos sinais fique prejudicada por diferen�as na ilumina��o ambiente, e garantir que apenas as express�es faciais do usu�rio da cadeira sejam capturadas quando houver outras pessoas pr�ximas.

�A tecnologia tamb�m poder�, no futuro, ajudar na recupera��o de pessoas que sofreram AVC ou outro tipo de les�o cerebral, pois o paciente poder� observar o avan�o na realiza��o de movimentos e ficar� mais motivado a seguir o tratamento�, disse Pinheiro.

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