A importância da modelagem matemática na engenharia: estudo de caso de robótica para reabilitação

A deducao de modelos matematicos para diversos sistemas de engenharia e importante para fins de simulacao, de analise do comportamento das variaveis estruturais e de projeto dos algoritmos de controle. Neste trabalho apresenta-se o estudo de caso que exemplifica a importância da modelagem matematica na concepcao de uma solucao robotizada para aplicacao na reabilitacao fisica de acidentados e idosos. Muitas pessoas tem sofrido acidentes ou doencas que comprometem a mobilidade das diferentes condicoes motoras. A funcao do membro superior e/ou inferior e um dos principais problemas que interrompem as atividades do cotidiano destas pessoas. Com a finalidade de auxilio na recuperacao do membro afetado, muitos dispositivos roboticos de apoio para movimentos dos membros superiores e inferiores estao sendo desenvolvidos. A metodologia desta pesquisa baseia-se no desenvolvimento da modelagem matematica de um mecanismo robotico, com atuadores pneumaticos, aplicado na recuperacao fisica de pacientes. A modelagem consiste da definicao dos sistemas de coordenadas de referencia e das relacoes cinematicas a partir da convencao de Denavit-Hartenberg, da deducao das equacoes da dinâmica pela formulacao de Lagrange e da inclusao da dinâmica do atuador pneumatico com a nao linearidade de atrito. Esta pesquisa aborda o desenvolvimento do robo para reabilitacao a partir de uma metodologia de integracao de modelagem matematica com as fases do processo de projeto. Os resultados sao um projeto modular para reabilitacao de membros inferiores e que pode ser estendido para membros superiores.