dc.description.abstract | A deficiência motora é uma condição que interfere na qualidade de vida de milhões de pessoas
no mundo. Uma condição muito comum que leva a algum tipo de deficiência motora (por
exemplo, paraplegia) devido à danificação do sistema nervoso é a lesão medular. A lesão
medular ocorre com a lesão da medula espinhal, impedindo a comunicação entre o cérebro e as
partes do corpo após a lesão e levando à perda de mobilidade e sensibilidade.
Para auxiliar na qualidade de vida de pessoas com deficiência motora, uma das principais
alternativas é a reabilitação. Na reabilitação, a pessoa com deficiência exercita as partes
afetadas para reduzir os efeitos negativos devido à lesão e há a possibilidade de recuperar, ao
menos parcialmente, as funções perdidas.
Uma tecnologia amplamente utilizada em várias modalidades de reabilitação, inclusive para
lesão medular, é a realidade virtual (da sigla em inglês VR, que significa \emph{virtual reality}).
Essa tecnologia permite ao usuário se sentir imerso em um ambiente virtual e interagir com
objetos presentes nesse ambiente. A reabilitação normalmente exige muito esforço e dedicação
do paciente, já que seu resultado depende da frequência e da intensidade que os exercícios são
realizados, o que pode ser considerado chato, cansativo e desgastante. A realidade virtual
auxilia na reabilitação fornecendo ao paciente maior motivação e engajamento na realização dos
exercícios, além de poder fornecer uma medida de desempenho.
Neste trabalho é desenvolvido um sistema de realidade virtual imersivo no contexto de
reabilitação para pessoas paraplégicas, com ênfase em lesão medular. O trabalho é
desenvolvido com atividades que fornecem a sensação de caminhada. É esperado que o usuário
tenha uma experiência imersiva e interativa semelhante à uma pessoa sem deficiência
caminhando naturalmente.
Para fornecer a experiência imersiva, o hardware de realidade virtual utilizado foi o HTC Vive. O
ambiente virtual com um avatar e suas funcionalidades foram desenvolvidos com a Unreal
Engine. Além dos controles e do HMD do Vive, também foram utilizadas IMUs para o
rastreamento de partes do corpo do usuário. No ambiente virtual, o usuário encorpora um avatar,
que o representa fisicamente no ambiente virtual. As informações de rastreamento vindo dos
dispositivos fixos às partes do corpo do usuário são utilizadas para que o avatar replique os
movimentos do usuário nas partes correspondentes (cabeça, braços e pernas). Para fornecer
uma sensação imersiva, o usuário tem uma visão em primeira pessoa em relação ao avatar, ou
seja, a câmera é posicionada onde estariam os olhos do avatar, além da câmera obedecer aos
dados de rastreamento do HMD.
Para fornecer uma forma de deslocamento no ambiente virtual que depende dos movimentos do
usuário, que pode ser paraplégico, foi desenvolvido um algoritmo que analisa o sinal de
orientação de uma IMU acoplada ao braço do usuário e estima a velocidade de movimento. Essa
implementação fornece uma experiência interativa de deslocamento que se assemelha à
caminhada física.
Os experimentos com voluntários ocorreram em até 3 etapas. A primeira, de caminhada na
esteira com pessoas hígidas, para avaliar a estimativa da velocidade com a velocidade dereferência da esteira. A segunda, com realidade virtual, em um ambiente com um circuito e uma
referência móvel para avaliar o controle do movimento do usuário com o avatar. A terceira,
também com realidade virtual, é um caminho em linha reta infinito com elementos de
gameficação, o que permite avaliar o desempenho para cumprir tarefas no ambiente virtual. Os
experimentos de realidade virtual foram feitos com pessoas hígidas e com pessoas com
paraplegia.
Após os experimentos, foram aplicados questionários validados para avaliar a experiência dos
voluntários. Também foi feita uma questão discursiva para os voluntários descreverem a
experiência com o sistema desenvolvido.
Os resultados mostram que os voluntários foram capazes de controlar o avatar no ambiente
virtual para cumprir as tarefas. Através dos questionários, foi possível concluir que os voluntários
gostaram da experiência, se sentiram imersos e acreditam que o sistema é capaz de ajudar na
reabilitação. Por outro lado, alguns sintomas se expressaram com o uso do sistema incluindo
enjoo e desconforto.
Como propostas futuras são sugeridas melhorias para evitar os sintomas (principalmente enjoo),
implementação de outras formas de interação no mundo virtual e também integração com outros
sistemas de reabilitação. As melhorias sugeridas para evitar o enjoo incluem melhorar as formas
de deslocamento e de girar no mundo virtual, ou até mesmo planejar as atividades para exigir
menos movimento dos usuários. A adição de outras formas de interação permitiria a criação de
atividades mais complexas e possivelmente engajadoras. Já a integração com outros sistemas
de reabilitação permitiria o movimento físico das pernas do usuário nas atividades com realidade
virtual. | |
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