Problema:

Hoje em dia existem muitas ferramentas de captura de movimento corporal, umas das aplicações mais comuns são o uso em games e realidade virtual. Porém existe uma possibilidade ainda não tão barata e difundida que é a de reproduzir movimentos humanos em máquinas, o que abre possibilidade para derrubar barreiras físicas. Por exemplo, existem lugares no Brasil, distantes dos grandes centros, onde não é possível encontrar médicos de todas as especialidades, sendo assim, algumas pessoas precisam se deslocar grandes distâncias para encontrar algum profissional da saúde que possa resolver seu problema.

Escopo em alto nível:

O propósito do projeto é possibilitar que os movimentos da mão de uma pessoa possam ser reproduzidos numa espécie de réplica robótica. Sendo assim, o problema apresenta três desafios. O primeiro é encontrar uma maneira de capturar os movimentos da mão do usuário e transformar em dados que possamos trabalhar. O segundo é construir a mão mecânica que replicará os movimentos. O terceiro é desenvolver uma maneira de interfacear os dados obtidos pelos movimentos da mão para a mão mecânica, o que será feito com Raspberry Pi Zero W. A intenção aqui é, através de uma luva de dados (ou data glove), replicar os movimentos dos cinco dedos da mão e do punho, porém, apenas o movimento de abrir e fechar individualmente cada dedo, com duas articulações apenas (não será possível reproduzir a saudação vulcana).

Requisitos:

• Requisitos da luva:
  • Capturar o movimento das articulações interfalângicas proximais.
  • Capturar o movimento das articulações metacarpofalângicas.
  • Capturar movimento da articulação do punho.
  • Capturar rotação da mão.
• A luva não será capaz de:
  • Capturar os movimentos laterais das articulações metacarpofalângicas.
  • Capturar os movimentos laterais da articulação do pulso.
• Requisitos da mão mecânica
  • Flexionar as articulações interfalângicas distais e articulações interfalângicas proximais (as duas juntas, de forma dependente)
  • Flexionar as articulações metacarpofalângicas.
  • Flexionar o punho.
  • Rotacionar o punho.
• A mão mecânica não será capaz de:
  • Flexionar as articulações metacarpofalângicas lateralmente.
  • Flexionar as articulações interfalângicas distais e interfalângicas de forma independente.
  • Flexionar o pulso lateralmente

Diagrama de Blocos:

Integração:

• Programação 1 e 2: Conhecimento básico de programação para desenvolver o interfaceamento entre a luva e a mão.

• Introdução à Prática de Laboratório, Eletricidade, Circuitos Elétricos/Digitais: Trabalhar com circuitos contendo sensores e atuadores.

• Desenho Técnico e Análise e Projeto de Sistemas: Elaborar, diagramar e projetar o sistema.

Análise de Riscos (possibilidade, gravidade):

• Problema: sensores e atuadores defeituosos (5, 1)
  • Solução: comprar novos ali na Beta
• Problema: defeito no Raspberry (3, 3)
  • Solução: comprar novo Raspberry
• Problema: falta de precisão nos sensores construídos (2, 3)
  • Solução: desenvolver algoritmo de tratamento dos dados (já levado em conta no cronograma)
• Problema: um integrante da equipe desistir da matéria (1, 5)
  • Solução: o integrante que sobrar vai ter que trabalhar em dobro
• Problema: dificuldade na construção das articulações da mão
  • Solução: Simplificar o projeto e/ou escolher um novo modelo de construção da mão (já definidos no pré-projeto)

Entregas:

• Entrega 1: Luva de dados:
  • Luva completamente montada e com os sensores de flexão.
  • Captura manual das saídas dos sensores por multímetro.
• Entrega 2: Mão robótica:
  • Interfaceamento entre a luva e o computador
• Entrega 3: Protótipo/Comunicação entre luva e mão robótica:
  • Parte mecânica completamente montada.
  • Servo motores funcionais e corretamente montados.
  • Interfaceamento entre a luva de dados e a mão robótica.
  • Controle funcional da mão robótica através da luva de dados.
  • Protótipo completamente terminado.