Interface de controle portátil para ciclismo por estimulação elétrica funcional

Abstract

A estimulação elétrica funcional (EEF) tem sido adotada para provocar a contração muscular e promover a execução de exercícios por indivíduos com lesão medular (LM). Vários benefícios são observados na aplicação dessa técnica, como melhora na função cardiovascular, aumento da massa muscular, redução da perda de massa óssea, melhora no metabolismo. No entanto, devido à complexidade desses sistemas pode ser bastante complicado para os terapeutas e pessoas com LM utilizarem a EEF. Outra grande limitação para esses sistemas é a falta de modularidade e flexibilidade na troca ou adição de recursos, como sensores e estimuladores. Este trabalho apresenta um sistema modular e flexível para ciclismo por estimulação elétrica funcional que possui uma interface gráfica de controle portátil. Essa solução foi embarcada em um computador de placa única de tamanho reduzido, Raspberry Pi 4 e utilizou o \emph{Robot Operating System} (ROS) para comunicação dos dispositivos. A biblioteca roslibjs, por meio de um servidor websocket, possibilitou a comunicação da interface gráfica com o ROS. A implementação da interface gráfica utilizou as linguagens JavaScript, CSS e HTML. Os resultados mostraram que a utilização da interface gráfica não alterou de forma significativa a demanda por recursos da CPU da Raspberry Pi 4, mantendo a média de 80\% da utilização dos seus recursos após iniciado o sistema. Também apresentou que o número de clientes simultâneos para o servidor websocket não é um gargalo para essa aplicação, pois o teste de carga simulando 1000 clientes não apresentou erro na transmissão de dados. Adicionalmente foi apresentada a validação preliminar do sistema por meio de um experimento piloto com um participante com LM que obteve todo o controle através de seu celular, proporcionando a portabilidade do sistema.