Projeto de Engenharia Elétrica desenvolve prótese de mão humana de baixo custo

Fotos: Marcos Solivan

Os movimentos das mãos podem passar despercebidos na correria do dia a dia, mas pensar em realizar a maioria das atividades sem alguma delas é quase impossível. Para quem sofreu uma amputação, a tarefa de reprender tais habilidades pode ser facilitada pelo auxílio de próteses.

Há dois anos, estudantes e professores do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Paraná pesquisam e desenvolvem técnicas para a construção de uma prótese de mão humana. Os diferenciais são o baixo custo e a proposta de disseminar o projeto para pessoas da região que não tenham recursos para aquisição da peça.

O projeto de Iniciação Científica está em fase de testes. A parte mecânica foi produzida em uma impressora 3D – utilizada em outros projetos do Laboratório de Magnetismo, Medidas e Instrumentação (LAMMI) – para a construção do protótipo inicial. “A iniciativa surgiu para ajudar pessoas que perderam a mão. Nossa proposta é fazer as adaptações necessárias por meio de um modelo criado para um voluntário que teve a mão amputada pelo manuseio de fogos de artifício. Futuramente, queremos expandir para outras pessoas e até outras partes do corpo, possibilitando a recuperação dos movimentos”, relata o coordenador do projeto, Marlio Bonfim.

O primeiro passo foi a aquisição de sinais nervosos que o cérebro, mesmo após a perda do membro, continua a emitir. Os sinais são processados pelos pesquisadores para gerar o acionamento da prótese. “Usamos técnicas de redes neurais para decodificar os sinais e, com isso, poder aplicá-los corretamente para os movimentos de abrir e fechar a prótese, atuando efetivamente como a pessoa desejou”, diz o docente.

Movimentos

Felipe Josué Pereira de Paula, estudante do curso de Engenharia Elétrica e integrante do projeto, conta que a prótese tem seis graus de liberdade – considerados movimentos independentes. “Cada dedo consegue fazer a contração de abrir e fechar e o polegar gira 90 graus. Temos acionamento por botão, utilizando o teclado do computador, por músculo e por cérebro”, afirma.

Na etapa atual, o grupo desenvolve o acionamento via ondas cerebrais. O trabalho de conclusão de curso de Victor Lopes Gabriel contribui para o projeto. “Meu TCC consiste no desenvolvimento de um eletroencefalograma de baixo custo”, diz. O aparelho mede ondas cerebrais e pode ser usado desde o diagnósticos de desordens do sistema nervoso central, como epilepsia, até para o controle do braço mecânico, por exemplo.

Estudantes demonstram formas de acionamento da prótese de mão humana.

O acadêmico está terminando a versão atual do equipamento, com custo aproximado de R$ 250, bem abaixo do valor habitual do aparelho que chega a custar R$ 20 mil, sem contar os gastos com a manutenção. Victor foi aprovado no processo seletivo para o mestrado e pretende continuar as pesquisas na área.

“Quanto mais gente utilizando, mais a tecnologia se desenvolve e torna-se barata. A melhor máquina que temos é o cérebro e utilizá-lo para controlar outras máquinas representa o futuro. Os horizontes são quase infinitos”, conclui.

Victor Gabriel realiza testes do acionamento da prótese por sinais nervosos.

Iniciação Científica

Com foco no desenvolvimento de instrumentação, o laboratório de pesquisa permite que o estudante tenha contato com técnicas inovadoras e com a relação empresa-universidade.

“Sempre me interessei por tecnologia e procurei a iniciação científica para desenvolver ainda mais minha curiosidade”, conta Felipe, que entrou no projeto ainda no 1º ano da graduação. “Já aprendi bastante sobre plataformas e desenvolvi meu conhecimento de programação, além da leitura de vários artigos e gerenciamento de projetos”.

O propósito de contribuir para a qualidade de vida de outras pessoas também é um grande incentivo para a dedicação do estudante. “A ideia geral de tecnologia sempre foi facilitar algo e, nesse caso, vai melhorar a vida de uma pessoa que perdeu a mão, algo muito complexo e útil. Só a ideia de tentar melhorar isso já é interessante”.

Parcerias

Coordenador do projeto, professor Marlio Bonfim.

Após a etapa de testes e adaptações, o protótipo precisará ser produzido com outras técnicas para ser implantado em uma pessoa que perdeu a mão, já que a peça produzida em 3D não possui resistência suficiente para o uso diário.

“Até agora desenvolvemos tudo com recurso próprio, seja pela impressora 3D ou pelos componentes e peças que utilizamos de outros projetos”, explica o coordenador Bonfim. “Estamos em busca de parcerias e o financiamento de empresas para o desenvolvimento de uma prótese com mais recursos. Precisamos de materiais mais resistentes como titânio e carbono”.

Mesmo com a nova versão, a prótese terá custo menor do que a comercializada no mercado.