Artigo

MODELAGEM DE ARTICULAÇÕES NO APLICATIVO OPENSIM: APLICAÇÃO EM MECANISMO COM 6 GRAUS DE LIBERDADE UTILIZANDO JUNTA DO TIPO CUSTOMJOINT

SILVA, George Martins Da1; VIEIRA, Agnelo Denis2;

Resumo

Introdução:O projeto desenvolvido baseou-no estudo do aplicativo OPENSIM, software desenvolvido pela Universidade de Stanford, que tem a finalidade de simular e analisar o movimento humano. Apresenta as descrições dos tutoriais disponíveis pelo desenvolvedor, variando do básico ao avançado, em que é possível realizar desde pequenas simulações de segmentos, músculos e juntas humanas até a análise de marcha.

Objetivo:Este subprojeto tem como objetivo principal consolidar os fundamentos teórico-experimentais relacionados à modelagem de junta do tipo custon-joint no aplicativo OPENSIM.

Metodologia:Este projeto foi desenvolvido através da realização de revisão bibliográfica referente aos conceitos físicos envolvidos em mecanismos articulados e a forma de representação através de modelos computacionais no aplicativo OPENSIM.

Resultados:O OPENSIM possui interface gráfica de fácil compreensão e uma vasta quantidade de ferramentas para simulações, sendo possível fazer análise de cirurgia de tendões e coletar dados de situações reais. O software foi avaliado como um possível aliado à indústria. Inicialmente foram desenvolvidos segmentos rígidos utilizando o aplicativo Solidworks em um formato simples que possuíam movimento pendular e após isso se realizou a montagem de um robô manipulador que possuía 6 graus de liberdade sendo executado com juntas do tipo CustomJoint e PinJoint. Essa montagem foi realizada inicialmente em uma linguagem XML, alterando partes do programa e verificando-se ser inviável, devido à sua complexidade. Migrou-se para o script em Matlab, que demonstrou ser o mais efetivo. Durante a realização do projeto foi possível comparar os diversos tipos de juntas e suas respectivas funções e formas de representações nas duas linguagens utilizadas, para tanto ao final do projeto realizou-se a montagem de um dispositivo com uma junta esférica, demonstrando assim, a aplicação de uma junta do tipo CustomJoint, deixando evidenciado os movimentos, as rotações e translações, características desse tipo de junta. Também se realizou um estudo sobre as representações dos parâmetros de Denavit-Hartenberg e as transformações de coordenadas no espaço tridimensional.

Conclusões:O aplicativo OPENSIM demonstrou ser uma ferramenta que deve se consolidar na utilização quanto à modelagem humana. Possui características básicas de fácil utilização, porém que geram algumas imprecisões. A modelagem humana se torna complexa devido às variações de dimensões de cada corpo, tornando as medições sempre aproximadas e tendo a necessidade de desenvolver cada segmento individualmente para cada simulação. Faz-se, portanto, aproximações do corpo humano de modo a diminuir essas dificuldades. O Matlab tornou o projeto viável. Sem ele, certamente seria despendido um tempo maior na sua execução. Os três aplicativos, Solidworks, Matlab e Opensim, devem ser combinados sempre que possível. Fazendo com que a modelagem esteja muito próxima da realidade.

Palavras-chave:OPENSIM. Prototipagem virtual. Modelagem de sistemas biomecânicos.

Legendas

    1. Estudante
    2. Orientador