Navegando por Assunto "Inertial Sensors"

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Acesso aberto (Open Access)
Estimativa da força de reação do solo a partir de acelerômetros com redes neurais profundas: um estudo comparativo entre arquiteturas BI-LSTM, TCN e híbrida
(Universidade Federal do Pará, 2025-08-12) LIMA JÚNIOR, Sérgio de Nazaré Rodrigues; ZAMPOLO, Ronaldo de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9088524620828017; https://orcid.org/0000-0002-2460-3135; PEREIRA JÚNIOR, Antônio; http://lattes.cnpq.br/1402289786010170; https://orcid.org/0000-0002-0808-1058; GOMES, Bruno Duarte; MATOS, Felipe de Oliveira; CARDOSO, Diego Lisboa; ***; ***; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; ***; ***; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668
A força de reação do solo (Ground Reaction Force – GRF) é uma variável biomecânica essencial para a análise da marcha humana, amplamente utilizada em contextos clínicos, esportivos e de reabilitação. Tradicionalmente, sua medição precisa depende de plataformas de força ou palmilhas instrumentadas, equipamentos de alto custo e restritos a laboratórios especializados. Este estudo propõe uma alternativa baseada na estimativa da GRF por meio de sinais de acelerômetros processados por redes neurais profundas. Foram comparadas três arquiteturas: Bi-LSTM (Bidirectional Long Short-Term Memory), TCN (Temporal Convolutional Network) e uma arquitetura Híbrida. O pré-processamento envolveu filtragem, normalização por z-score e janelamento, e o treinamento supervisionado foi realizado com validação cruzada. Os resultados demonstraram que o sensor posicionado no pé apresenta a maior similaridade com a GRF, justificando seu uso nos modelos. Entre as arquiteturas, o modelo Híbrido obteve o melhor desempenho em termos de acurácia (RMSE de 103,22 N, rRMSE de 6,90%, R² = 0,87 e correlação cruzada de 0,96), enquanto a Bi-LSTM apresentou resultados próximos, porém com maior custo de treinamento. Já a TCN, apesar de ser a mais eficiente em termos de tempo de processamento (6 minutos e 13 segundos no treinamento e 0,02 segundos por predição), apresentou desempenho inferior (RMSE de 152,05 N, rRMSE de 10,49% e R² = 0,70). Esses achados evidenciam um compromisso entre desempenho e eficiência computacional: o modelo Híbrido destacou-se como a melhor opção para estimativas precisas da GRF. Em todos os casos, os tempos de inferência foram reduzidos e compatíveis com aplicações em tempo real, confirmando a viabilidade da abordagem proposta para monitoramento da marcha fora de ambientes laboratoriais.
Acesso aberto (Open Access)
Validação de dispositivos móveis para avaliação de ajustes posturais antecipatórios e compensatórios
(Universidade Federal do Pará, 2021-12-09) DUARTE, Manuela Brito; CALLEGARI, Bianca; http://lattes.cnpq.br/0881363487176703; https://orcid.org/0000-0001-9151-3896
Artigo 1: Os ajustes posturais são desencadeados pelo sistema nervoso central em resposta a perturbações externas e consistem em ajustes antecipatórios (APAs) ou compensatórios (CPAs). Os APAs são recrutamento muscular, associados ou não ao deslocamento do Centro de Pressão, de forma antecipada às perturbações previsíveis. Já os CPAs são gerados em decorrência do desequilíbrio, posterior à perturbação. Atualmente, o estudo de APA e CPA é restrito a laboratórios de pesquisa devido a necessidade de equipamentos específicos, de difícil manuseio e ao alto custo. O objetivo deste projeto foi validar um aplicativo para dispositivo móvel (Momentum) para a avaliação dos APAs e CPAs. Jovens saudáveis foram submetidos a uma perturbação externa previsível, produzida pelo impacto de um pêndulo. Utilizamos um equipamento padrão ouro para comparar os resultados obtidos pelo Momentum. Os resultados de validação, a latência da APA (APAonset), o pico máximo (ACCpeaktime) e a variação da aceleração (ACCpeak) após o impacto e o tempo para atingir o pico (ACCpeak) foram os parâmetros que apresentaram mais fortes índices de correlação (r). Na confiabilidade, o Momentum obteve correlação muito grande na APAonset e na APAamp. Na CPA, apenas o ACCrange obteve correlação excelente, os demais parâmetros apresentaram correlação de razoável a alta. Em geral, o Momentum se mostrou válido e confiável para avaliação de APAs e CPAs. Artigo 2: Novas tecnologias principalmente no ambiente esportivo onde o rendimento e poder de competitividade são imprescindíveis, destaca-se o emprego de sensores inerciais para análises e avaliações no esporte, ao passo que sejam fidedignas aos equipamentos padrão ouro de avaliação. O objetivo deste artigo foi validar os sinais de aceleração do centro de massa (COM) na fase antecipatória e compensatória da perturbação comparando os dois equipamentos (Metamotion C e cinemática). Vinte jovens saudáveis em pé foram expostos ao paradigma do pêndulo que consistiu em perturbações anteroposteriores previsíveis provocadas ao nível dos ombros. Os resultados de validação evidenciaram correlação linear significativa de todas as variáveis de moderada a grande com r ≥ que 0,5. A confiabilidade entre as sessões da cinemática foram excelentes (≥0,75). A variável APAonset apresentou ICC razoável a alto, já o CPAtime evidenciou uma excelente correlação. Os resultados evidenciam que o Metamotion C se mostrou confiável e válido na mensuração de aceleração do COM tanto na APA quanto na CPA.