Laboratório de Sistemas Orientados ao Ser Humano
O Laboratório de Sistemas Orientados ao Ser Humano (LabHCS) é composto por grupo multidisciplinar de pesquisadores dedicados ao desenvolvimento de soluções que integram plataformas robóticas, Inteligência Artificial, realidade estendida, sensores ópticos e eletrônicos. O foco central é o aprimoramento da interação entre humanos e sistemas tecnológicos, ampliando tanto as capacidades humanas quanto sua percepção do ambiente. O Grupo desenvolve, ainda, pesquisas em sistemas robóticos para reabilitação e assistência, estratégias de interação humano-máquina e realidade mista em sistemas ciberfísicos e técnicas avançadas de processamento de sinais e inteligência artificial.
O LabHCS dispõe de três instalações no Centro Tecnológico da UFES, totalizando aproximadamente 160 m², com infraestrutura destinada ao desenvolvimento e à validação experimental de sistemas nas áreas de robótica, interação humano-máquina e tecnologias assistivas.
Em termos de plataformas voltadas à assistência e à reabilitação da marcha, o LabHCS dispõe de diferentes andadores robóticos desenvolvidos pelo próprio laboratório. Essas plataformas integram sistemas de atuação e sensoriamento para a interação humano-robô-ambiente, permitindo o desenvolvimento e a avaliação de estratégias de assistência à mobilidade, navegação e reabilitação. Conjuntos de sensores de força biaxiais e triaxiais montados sob os suportes de antebraço dos andadores são utilizados para mediar a interação em nível físico com o usuário. LiDARs 2D e 3D são usados para monitorar o movimento do usuário e para reconstruir o ambiente ao redor do robô, permitindo que o robô mapeie o ambiente, se localize nele e planeje sua navegação. Os andadores são integrados com ambientes de realidade mista e agentes de inteligência artificial, possibilitando investigar novas formas de assistência e de interação durante a marcha.
O laboratório dispõe ainda de dois robôs móveis a rodas utilizados em pesquisas envolvendo aplicações industriais de serviço, como navegação autônoma, mapeamento e reconstrução 3D, teleoperação e interação humano-robô. Os robôs possuem modelos cinemáticos distintos, sendo um deles do tipo carro e o outro de tração diferencial tipo skid-steer. Assim como os andadores, essas plataformas contam com sensores LiDAR 2D e 3D para aquisição de dados ao seu redor. Contam também com conjuntos de câmeras RGB-D usadas para reconstrução do ambiente em altíssima fidelidade. Essas reconstruções são aplicadas em realidade estendida, habilitando um alto grau de imersão durante a teleoperação. As pesquisas do LabHCS também exploram nestes robôs o uso de aprendizado de máquina e Inteligência Artificial generativa em tarefas de interação baseadas em linguagem natural e robótica de serviço. Todos os robôs do LabHCS utilizam arquitetura de software baseada em ROS2, facilitando a integração de funcionalidades desenvolvidas pelo laboratório em seus diferentes dispositivos.
Para estudos com foco no movimento humano, o LabHCS dispõe de sistemas de captura de movimentos Movella® XSENS, que possibilitam análises cinemáticas e biomecânicas envolvendo todo o corpo, e luvas MANUS Metagloves Pro, que capturam movimentos finos dos dedos. O laboratório também dispõe de dispositivos de realidade virtual, aumentada e mista, como óculos Meta Quest 3, para visualização e interação, e as luvas SenseGlove Nova 2, para realimentação háptica em ambientes imersivos. Estes sistemas podem ser utilizados em conjunto com as plataformas robóticas sempre que necessário para a pesquisa.
O LabHCS também conta com esteiras ergométricas robotizadas e sistemas de projeção destinados à criação de ambientes gamificados de terapia. Essa infraestrutura permite registrar e analisar o movimento dos participantes ao mesmo tempo em que são apresentados estímulos e interfaces virtuais, possibilitando estudos de marcha, biomecânica e interação humano-máquina, além de novas propostas de terapias para reabilitação.
Em termos de infraestrutura de processamento, o laboratório conta ainda com diversos computadores de alto desempenho equipados com GPUs dedicadas com 24, 48 e 96 GB de VRAM, além de wokstations baseadas na plataforma NVIDIA Grace Blackwell GB10 com 128GB de memória compartilhada. Estas máquinas são utilizadas no desenvolvimento de aplicações de Inteligência Artificial, no treinamento de algoritmos de aprendizado de máquina, no processamento de dados e imagens e na execução de cenários complexos de realidade mista.
Linhas de Pesquisa:
- Tecnologia Assistiva
- Robótica de Reabilitação
- Realidade Virtual, Aumentada e Mista
- Sistemas Ciberfísicos e Robótica em Nuvem
Equipe:
- Prof. Dr. Anselmo Frizera Neto
- Prof. Dr. Ricardo Carminati de Mello
- Prof. Dr. Camilo Arturo Rodríguez Díaz
- Prof. Dra. Mariane Lima de Souza
- Prof. Dr. Diego Roberto Colombo Dias
- Dra. Fabiana Santos Vieira Machado
- Dra. Carla Zimerer
Membros externos:
- Prof. Dr. Eduardo Rocon de Lima (BioRobotics Group, Centro de Automática y Robótica, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Espanha)
- Prof. Arlindo Elias Neto (Faculdade Estácio de Sá de Vitória e Prefeitura Municipal de Vitória)
Grupo de pesquisa do CNPq: Link
