Quinze alunos de bacharelado e mestrado da Escola de Engenharia Industrial de Barcelona (ETSEIB) da Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) compartilham o mesmo sonho:melhorar a qualidade de vida das pessoas com deficiência usando tecnologias assistivas. Especificamente, a jovem equipe de engenharia biomédica Arm2u está desenvolvendo uma prótese transradial - que substitui um braço faltando abaixo do cotovelo - com controle mioelétrico (ou seja, controlado pelos sinais elétricos naturais produzidos pela contração muscular).
Depois de criar uma primeira prótese no ano passado, a equipe deu um passo à frente ao criar um segundo protótipo, um braço robótico totalmente funcional que permite a pronossupinação da mão (rotação do antebraço) e movimentos de abertura/fechamento. Ele é baseado em sensores EMG, que coletam os comandos da contração muscular do paciente e transformam esses impulsos elétricos em um sinal que o microcontrolador pode entender e usar.

A prótese é impressa em 3D com plástico PLA, para que possa ser produzida a baixo custo, conforme explica Lluís Bonet Ortuño, um dos líderes da equipe:"Um dos nossos principais objetivos ao desenvolver a prótese foi fazer um protótipo com tecnologias acessíveis para que pudesse ser produzida e modificada constantemente sem um alto custo. Utilizando a impressão 3D, criamos uma prótese com um custo muito menor do que próteses similares no mercado."

Peças protótipo

Projetado inteiramente pela equipe Arm2u, o protótipo inclui quatro partes fundamentais que funcionam de forma coordenada para possibilitar a mobilidade:o soquete, que prende firmemente o aparelho ao membro; o prono, que armazena a maior parte da eletrônica e abriga os elementos de controle e informações de estado da prótese; a pinça, elemento em forma de pinça para manipulação de objetos; e, por fim, a parte eletrônica, que utiliza um microcontrolador Arduino Uno para conectar os sensores, motores e outros elementos para controle do dispositivo e informar seu estado ao usuário.

O segundo modelo apresenta várias melhorias, como uma tela LCD integrada, que informa continuamente o status da prótese fornecendo informações sobre a duração da bateria, o esforço das pontas dos dedos, a temperatura interna e muito mais.

Além disso, o novo design possui maior adaptabilidade que permite o ajuste ao tamanho do braço do usuário e um peso total reduzido em relação ao modelo anterior, o que o torna mais confortável.

Trabalho em equipe

A Arm2u é uma equipa universitária criada em Barcelona em 2018 e sediada na ETSEIB. É um grupo multidisciplinar de alunos do bacharelado em Engenharia de Tecnologia Industrial da ETSEIB, do mestrado em Engenharia Industrial e do mestrado em Controle Automático e Robótica, com interesses em mecânica e eletrônica aplicada à biotecnologia.

Com o objetivo de ampliar os limites da indústria de próteses, a equipe está organizada em três áreas:o departamento de mecânica, responsável pelo desenvolvimento de um modelo CAD conceitual – simulações cinéticas e estáticas – selecionando materiais e pesquisando sistemas de fabricação; o departamento de eletrônica, responsável pelo controle dos múltiplos atuadores da prótese e pela aquisição de sinais mioelétricos; e o departamento de gestão, responsável pelo desenvolvimento dos planos de negócios e financeiros, gestão de recursos e orçamento, gestão interna, comunicação e outros.

De acordo com Aleix Ricou, também líder da equipe, "a equipe tem como objetivo desenvolver novas próteses para ajudar as pessoas no dia a dia e dar continuidade à pesquisa em engenharia biomédica. Queremos nos tornar uma equipe universitária líder para todos os estudantes que desejam aprender sobre essa área e estamos abertos a trabalhar com qualquer pessoa que compartilhe nossas preocupações."

Aluno da FME, operadora Arm2u

O portador é um ator fundamental no projeto e desenvolvimento de próteses, sendo a pessoa para quem o protótipo é customizado e que testa suas funções em um ambiente real. No caso do braço robótico projetado pela equipe Arm2u, o portador é Kyle Briggs, estudante americano do mestrado em Estatística e Pesquisa Operacional da Escola de Matemática e Estatística (FME) da UPC.

Tendo usado várias próteses ao longo da vida para fazer atividades como andar de bicicleta ou trabalhar, Kyle admite que gosta de usar a prótese desenvolvida pela equipa da ETSEIB. A aluna "competiu" com a prótese Arm2u no Cybathlon Challenge em Zurique, Suíça, no dia 18 de maio. Nesta competição, pessoas com deficiência física testam próteses, desenvolvidas por equipes de pesquisa de universidades e empresas de todo o mundo, realizando tarefas cotidianas, como manusear e transportar objetos e colocá-los em uma posição específica dentro de cubos com diferentes slots.

Agora a equipe está ansiosa pelo Cybathlon 2024, que é o evento principal, composto por seis testes. Participar desse tipo de experiência é muito positivo, pois fortalece os laços entre os membros da equipe. Como explicam os alunos, "realizar um projeto de engenharia e apresentá-lo internacionalmente perante outros profissionais é uma experiência gratificante, dá-nos orgulho e dá-nos a oportunidade de experimentar em primeira mão o tipo de situações que podemos encontrar no nosso futuro Perseguir um objetivo comum como equipe nos permite enfrentar esse desafio juntos, dando força e apoio uns aos outros, e complementando nossas habilidades para cumprir a missão da equipe." + Explorar mais

Um novo tipo de prótese de mão aprende com o usuário, e o usuário aprende com a prótese