Navegando por Assunto "Inertial Sensors"
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Dissertação 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/0000-0002-5971-3668A 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.Dissertação 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/0000-0001-9151-3896Artigo 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.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Validade e confiabilidade do uso de sensores de aceleração para avaliação do desempenho motor no teste de sentar e levantar(Universidade Federal do Pará, 2022-02-25) FERREIRA, Eduardo Candido Veloso; CALLEGARI, Bianca; http://lattes.cnpq.br/0881363487176703; https://orcid.org/0000-0001-9151-3896; SILVA, Anselmo de Athayde Costa e; http://lattes.cnpq.br/4794918582092514; https://orcid.org/0000-0001-5265-619X; SOUZA, Givago da Silva; SILVA, André Luís Cabral da; http://lattes.cnpq.br/5705421011644718; http://lattes.cnpq.br/2214023160248773; https://orcid.org/0000-0002-4525-3971; https://orcid.org/0000-0002-6478-9800Introdução. O uso de sensores inerciais tem se mostrado como um meio importante de avaliação do desempenho motor; com o desenvolvimento e sofisticação dos smartphones, pesquisas vêm sendo realizadas para o desenvolvimento de aplicativos de dispositivos móveis que possam extrair dados confiáveis de aceleração para quantificar e qualificar a execução de atividades funcionais. Objetivo. testar a validade e confiabilidade do uso de sensores de aceleração para avaliação do desempenho motor no teste de sentar e levantar em 30 segundos. Método. 25 sujeitos de ambos os sexos, foram avaliados em teste e 22 em reteste, com uso de Smartphone com App e sensor inercial posicionados à nível da quinta vértebra lombar, comparando seus desempenhos com a cinemática. A sincronização dos sinais de aceleração foi efetuada pela maior perturbação do centro de pressão (CoP) captados pela plataforma de força após um salto vertical inicial, com uso de rotinas específicas de análise para Software MatLab. Os ciclos foram cortados manualmente, extraindo 21 variáveis de análise por ciclo; cada ciclo foi dividido em 3 fases: impulso (P1), sentar/levantar (P2) e levantar/sentar (P3); nos permitindo observar o tempo de duração de cada ciclo, o número de ciclos realizados, a frequência de execução, suas áreas de aceleração positiva (AUC+) e negativa (AUC-) de cada fase; os picos máximos e mínimos de aceleração por fase, e suas variações de amplitude (Range). As análises estatísticas foram realizadas no software R-Studio; inicialmente aplicado o teste de ShapiroWilk para verificação da normalidade; posteriormente para validação de critério, foram empregadas com o teste de Correlação (Pearson/Spearman) e o gráfico Bland-Altman traçados com limites de concordância de 95%. A confiabilidade foi avaliada com o teste de Correlação Intraclasse e Correlação (Pearson/Spearman). Os resultados foram então divididos em dois artigos que compararam individualmente o App de Smartphone e o sensor inercial relativos à cinemática. Resultados. Nossa hipótese obteve validação relativa ao padrão ouro em 85.71% das variáveis de análise do App. de Smartphone e 95.23% no Sensor Inercial; apenas os tempos de P2 dos dois equipamentos e as AUC+ P1 e AUC+ P2 do Smartphone obtiveram valores de r/rho < 0.70. A confiabilidade das aferições foi constatada em 76.19% das variáveis no Smartphone e Sensor Inercial; apenas os tempos de P1 Smartphone; P2 e P3 de ambos; AUC- P3 do Sensor Inercial; Max Acc P2 e Min Acc P1 de ambos. Os instrumentos de avaliação se mostraram efetivos na observação do comportamento motor do CoM no teste funcional proposto, ainda que parcialmente.