Objetivos
Em atividades profissionais que envolvem movimentação de cargas, flexões frequentes, agachamentos ou longos períodos em pé, a repetição do esforço pode contribuir para o aparecimento de problemas musculoesqueléticos. Estas situações são particularmente relevantes em áreas como a logística, a construção e o retalho, onde as exigências físicas fazem parte da rotina de trabalho.
As tecnologias de assistência disponíveis continuam, contudo, a apresentar limitações importantes. Muitos exoesqueletos recorrem a componentes rígidos e pesados, ocupam um volume considerável e nem sempre acompanham corretamente os movimentos naturais do corpo. O conforto, a facilidade de utilização e a adaptação a diferentes tarefas permanecem, por isso, desafios por resolver.
É neste contexto que surge o ExoTI: um exofato ativo, leve e inteiramente têxtil, pensado para proporcionar assistência musculoesquelética personalizada aos trabalhadores. O fato - pensado para ser vestido como uma peça de roupa justa ao corpo - irá apoiar a zona lombar e os membros inferiores, adaptando a assistência ao movimento e à condição física de cada trabalhador e contribuindo, desta forma, para reduzir a sobrecarga muscular e facilitar a execução de tarefas fisicamente exigentes.
Resumo - Consultar Ficha de Operação
O ExoTI cruza engenharia têxtil, sistemas de atuação e inteligência artificial numa solução integrada. O projeto é desenvolvido por um consórcio que reúne a capacidade industrial da LMA, o conhecimento científico da Universidade do Minho e a experiência da Fibrenamics na transformação de materiais avançados em soluções de inovação.
Na componente têxtil, será concebida uma estrutura multimaterial inspirada em mecanismos naturais de movimento. Em vez de uma armação rígida, o próprio vestuário funcionará como interface entre o sistema de assistência e o utilizador. Esta estrutura irá distribuir a força produzida por um atuador baseado numa mola de liga com memória de forma, permitindo apoiar diferentes movimentos dos membros inferiores de forma coordenada.
O sistema de atuação será desenvolvido para combinar baixo peso, capacidade de gerar força e rapidez de resposta. Para melhorar o desempenho das ligas com memória de forma, serão integrados mecanismos ativos de aquecimento e arrefecimento, fundamentais para controlar os ciclos de contração e recuperação do material.
A vertente digital terá como função interpretar o que acontece durante a utilização. A informação recolhida por sensores integrados no exofato permitirá reconhecer a intenção de movimento, acompanhar o esforço físico e determinar o nível de apoio mais adequado a cada situação. Este processamento será suportado por ferramentas de inteligência artificial e realizado sem recorrer a sistemas de medição
O principal cenário de aplicação é o setor da logística, no qual os trabalhadores desempenham tarefas repetitivas e fisicamente exigentes, como permanecer de pé durante longos períodos, inclinar o tronco para a frente, agachar-se e transportar cargas pesadas. O exofato será validado em contextos reais de trabalho.
A longo prazo, os setores-alvo incluem o retalho, os transportes, a construção, os cuidados hospitalares e a vida assistida/reabilitação.
Inovações e Contributos
O ExoTI propõe uma abordagem diferenciadora à assistência física ocupacional, reunindo num único sistema:
- Uma peça vestível ativa e inteiramente têxtil, capaz de prestar apoio conjunto à região lombar e aos membros inferiores;
- Uma estrutura flexível que substitui as armações rígidas habitualmente utilizadas em exoesqueletos;
- Um atuador têxtil leve, baseado em ligas com memória de forma e otimizado para produzir uma resposta mais rápida e eficiente;
- Sensores incorporados no próprio exofato, utilizados para identificar movimentos e acompanhar o esforço físico sem interferir com a atividade do utilizador;
- Um sistema inteligente que ajusta continuamente a assistência em função da tarefa, da atividade muscular e do consumo energético;
- Uma estratégia híbrida de controlo do atuador, suportada por modelos que reproduzem as diferentes fases do comportamento das ligas com memória de forma.
Projeto cofinanciado pelo Programa Regional NORTE 2030, NORTE2030-FEDER-02965900.
