Dissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaWalking is a complex process, achieved through coordinated movements, which allows the displacement of the human body and therefore has been the subject of study since the beginning of time. Currently, modelling of this movement and the human body realistically, allowing recreating, simulating or analyzing human movement is still a major problem in biomedical engineering.
Gait analysis allows the extraction of quantities that characterize human locomotion, allowing the evaluation of the gait pattern of a subject. Accurate measurement of movement is crucial in any technique to characterize the motion. The knowledge provided by this analysis provides geometric characteristics, physical and behavioral traits of the human body that allows the distinction between normal and pathological gait.
The aim of this work involves developing an algorithm that allows the estimation of certain spatio-temporal parameters of interest, as are the frequency and period of the gait cycle, stride width, among others. This algorithm is developed in Matlab.
It was also developed a model of the human body in Webots, whose function is to present the dynamics and the atual physical body in terms of length and weight. In the process of modeling, approximation and simplification of the form for each segment of the humanoid model is performed in order to meet the basic form of the human body. In the case of the study in question it‘s not necessary a visual result close to reality but a practical result of human locomotion. Thus the modeling of the human body was made using cylinders.
In short, the main goal is to make suggestions that may contribute to the analysis of human movement, reproducing the same, using data on the position of the various segments of the human body obtained with the help of the Vicon software.Caminhar é um complexo processo, alcançado através de movimentos coordenados, que permite o deslocamento do corpo humano sendo, portanto, objeto de estudo desde sempre. Atualmente, é, ainda, um dos maiores problemas da engenharia biomédica, a modelação deste movimento e do corpo humano de modo realista, permitindo recriar, simular ou analisar o movimento humano.
A análise da marcha possibilita a extração de quantidades que caracterizam a locomoção humana, permitindo a avaliação do padrão de marcha de um sujeito. A medição precisa do movimento é fulcral em qualquer técnica de caracterização da marcha. O conhecimento proporcionado por esta análise fornece características geométricas, físicas e comportamentais do corpo humano tornado possível a distinção entre marcha normal e patológica.
O objetivo deste trabalho passa pelo desenvolvimento de um algoritmo que permite a estimação de determinados parâmetros espácio-temporais de interesse, como são a frequência e período do ciclo de marcha, amplitude de passada, entre outros. Este algoritmo é desenvolvido em ambiente Matlab.
É ainda desenvolvido um modelo do corpo humano em Webots, cuja função é representar a dinâmica e o corpo humano real em termos de altura e massa. No processo de modelação, a aproximação e simplificação da forma para cada segmento do modelo humanoide é realizada de forma a ir de encontro à forma básica do corpo humano. No caso do estudo em causa, não é necessário um resultado visual aproximado à realidade mas sim um resultado prático de locomoção humana. Assim a modelação do corpo humano foi feita usando cilindros.
Em suma, o grande objetivo é a apresentação de sugestões passíveis de contribuírem para a análise do movimento humano, reproduzindo o mesmo, através de dados relativos à posição dos diversos segmentos do corpo humano, obtidos com auxílio do software Vicon
