O apoio de um exosuit tem um efeito diferente em cada pessoa. Os investigadores conseguiram agora comprovar este facto com a ajuda de um tensiómetro de ondas de cisalhamento.

Uma equipa de investigadores da Universidade de Wisconsin-Madison (UW) e da Universidade de Harvard utilizou um tensiómetro de ondas de cisalhamento para determinar em que medida um exosuit proporciona um alívio mensurável a um utilizador e beneficia de apoio mecânico. O sensor pode ser usado no corpo e fornece dados em tempo real. Com a sua ajuda, descobriram que não é possível desenvolver um controlo uniforme para um exosuit que funcione para todos.

Para que um exosuit funcione, normalmente tem de ser ajustado aos movimentos individuais do corpo do utilizador e às suas actividades no mundo real, para além do laboratório. Por exemplo, se for necessário fornecer apoio ao caminhar, então o apoio deve ser fornecido no momento certo para aliviar os músculos da barriga da perna e o tendão de Aquiles. A equipa científica descreve o problema de investigação no estudo "Modulation of Achilles tendon force with load carriage and exosuit assistance" publicado na revista Science Robotics. Para isso, as alterações da carga sobre o tecido muscular e tendinoso devem ser medidas diretamente durante a utilização do exosuit.

Medições de carga com tensiómetro de ondas de cisalhamento

Para o conseguir, os investigadores recorreram a um tensiómetro de ondas de cisalhamento, um sensor vestível que já tinha sido desenvolvido na UW em 2018. O sensor é aplicado na pele do utilizador sobre um tendão, pelo que não necessita de ser implantado. Com a ajuda do tensiómetro, a força do tendão pode ser determinada através da alteração das propriedades de vibração do tendão, que variam quando carregado pelo movimento.

A equipa de investigação testou o sensor em oito voluntários. Os participantes no estudo eram jovens adultos saudáveis. Primeiro, tiveram de correr numa passadeira sem o exosuit. Carregaram diferentes pesos numa mochila para suportar o peso. Além de medir vários parâmetros biomecânicos, os investigadores utilizaram o tensiómetro para medir a carga sobre o tendão de Aquiles. Tal como os investigadores tinham suposto, a carga sobre o tendão aumentou em todos os participantes com o aumento do peso na mochila.

Em seguida, prenderam um exosuit de apoio feito de tecido macio e um atuador aos sujeitos do teste para apoio do tornozelo e repetiram os testes. A equipa científica descobriu agora que os resultados variavam muito: alguns dos participantes tinham um efeito de força nos tendões de Aquiles como se não estivessem a usar uma mochila, enquanto para outros a carga mudava apenas ligeiramente.

Adaptação individual

Dylan Schmitz, estudante de doutoramento e coautor do estudo, atribui este facto às diferenças físicas individuais das pessoas. Cada pessoa reage de forma diferente ao apoio de marcha fornecido externamente. "Por isso, não podemos assumir que existe um único controlo para um exosuit que funcione para todos", afirma. Para que um exosuit produza as alterações biomecânicas desejadas, é necessária uma adaptação precisa em função do utilizador e do ambiente em que o apoio é fornecido. O tensiómetro pode então ser utilizado como uma ferramenta para efetuar as medições adequadas. Isto permite a personalização do controlo dos exosuits "para que funcionem eficazmente para utilizadores individuais em diferentes ambientes".

Fonte: Medido: Os exosuits não funcionam igualmente bem para toda a gente | heise online (07.12.2022)