Handling Complex Smart Walker Interaction Strategies with Behavior Trees
Nome: PAULA ALCANTARA CARDOSO
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 24/10/2022
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ANSELMO FRIZERA NETO | Orientador |
| RICARDO CARMINATI DE MELLO | Co-orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| ANSELMO FRIZERA NETO | Orientador |
| EDUARDO ROCON DE LIMA | Examinador Externo |
| PABLO JAVIER ALSINA | Examinador Externo |
| RICARDO CARMINATI DE MELLO | Coorientador |
Resumo: O caminhar é uma atividade que requer o domínio da estabilidade e da precisão para que seja aprendida. Entre os 8 e 10 anos de vida a marcha passa a ser uma atividade automática, que cada vez mais independe da atenção dos indivíduos. Fatores mecânicos e doenças, como Parkinson e lesões na medula espinal, assim como condições físicas e cognitivas, podem contribuir na qualidade da marcha, que passa a apresentar diferentes tipos de distúrbios.
Com o aumento da expectativa de vida e da parcela da população acima dos 65 anos de idade, existe uma preocupação em relação às demandas por acessibilidade, reabilitação e assistência, uma vez que esses sofrem com a redução de suas capacidades de equilíbrio e de mobilidade. Neste contexto, dispositivos de assistência à locomoção são opções valiosas para suprir as necessidades de seus usuários. Os andadores, em especial, são alternativas
para aqueles que possuem resquícios das habilidades motoras. Sua adoção retarda o uso de cadeiras de rodas e estimula a independência de seus usuários. A inclusão de tecnologias, como sensores e atuadores, à estrutura dos andadores os tornam inteligentes, uma vez que permitem a incorporação de novas funcionalidades que passam a fornecer maior e melhor assistência à locomoção. Os dispositivos chamados de andadores robóticos ou inteligentes
contam com diversos módulos e estratégias de controle que tornam seu funcionamento - e entendimento - complexo. Esta dissertação de mestrado propõe a inclusão de um algoritmo de inteligência artificial baseado em uma arquitetura hierárquica para tomada de decisão que seja capaz de integrar as diversas estratégias de controle das possíveis interações humano-robô-ambiente no UFES CloudWalker. O algoritmo implementado é o Behavior Tree, uma estrutura que permite alternar entre controladores de forma modular
e reativa. O sistema foi validado por voluntários que realizaram uma série de tarefas que visavam avaliar a performance global do andador inteligente. Como resultado, o sistema demonstrou ser capaz de lidar com interações complexas entre usuário, andador e o ambiente durante a navegação.
Palavras-chave: Behavior Trees, Interação Humano-robô-ambiente, Andador Inteligente, Inteligência Artificial.
