Com o impulsionamento da digitalização das atividades durante o ano de 2020, era de se esperar que, com a extensão da pandemia em 2021, esse processo se intensificasse. O Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE) apontou, em pesquisa global realizada no final do ano passado, que 2021 teria como principais destaques tecnológicos a Inteligência Artificial (IA) e o Machine Learning, traduzido como aprendizagem de máquina. Esse sistema consiste na adaptação do comportamento autônomo de determinado dispositivo a partir da experiência. A máquina reproduz o processo de aprendizado humano a partir do que ela mesmo realiza e dos resultados obtidos com essas ações.

Um dos modelos de machine learning existentes é a aprendizagem por reforço, técnica que permite a melhoria dos parâmetros de um processo a partir da experiência. Aplicando essa aprendizagem na área da robótica, o aluno Matheus Widmer de Pinho, do Curso de Engenharia Elétrica do Campus Contagem, desenvolveu em seu trabalho de conclusão de curso uma prótese inteligente para membros inferiores. A proposta era permitir que, à medida que o usuário se locomova com a perna robótica, considerando sua altura, peso e condicionamento físico, e encontre diferentes obstáculos, como terrenos irregulares ou variações de velocidade, a prótese possa definir os melhores parâmetros para proporcionar menos desconforto e mais segurança ao controlador.

 

A ideia de trabalhar com próteses vem do desejo de utilizar a tecnologia a favor do bem-estar humano, trazendo melhorias à vida das pessoas. Matheus encontrou na possibilidade de desenvolver uma prótese com inteligência artificial um caminho para seu objetivo. Sob orientação do professor Maury Meirelles Gouvêa Junior, doutor em Inteligência Artificial e coordenador do Curso de Engenharia Elétrica, foi adaptado um algoritmo já existente para aplicação ao trabalho. “A ideia é que à medida que o usuário estiver com a prótese e se locomover, ela vai aprender com a movimentação. Através dos dados que o usuário fornecer para a prótese, ela será capaz de suavizar o processo de caminhada. Além de mais segurança e conforto, existe a possibilidade de também trazer mais flexibilidade em relação à atualização. Por exemplo, na troca da prótese, o usuário levaria todo o conjunto de programação”, explica o aluno Matheus. A tecnologia é pensada especialmente para crianças que precisam fazer a utilização de próteses e que, à medida que forem crescendo, possam “aproveitar os módulos de programação que já possuem”.

 

A função da aprendizagem por reforço aplicada à robótica nesse trabalho é possibilitar a adaptação de indicadores já existentes na locomoção, e não necessariamente ensinar a prótese a se locomover. Como explica o professor Maury, orientador do projeto, “o que a aprendizagem por reforço faz é melhorar alguns parâmetros de um processo pré-programado. Por exemplo, um robô é projetado sabendo andar. Dependendo do ambiente, ele precisa dar um passo maior ou mais rápido. Nessa adaptação é que entra a aprendizagem por reforço, tipicamente usada para melhorar o desempenho”, diz o professor.

 

Ainda que existam dispositivos semelhantes no mercado, uma das intenções do trabalho é permitir que mais pessoas tenham acesso. “Hoje já existem próteses inteligentes. Mas são investimentos de cem mil reais, ou muito mais que isso, o que acaba tornando tudo muito seleto. O conhecimento existe e podemos dividi-lo, desenvolvendo algo com um custo menor e que possa atingir outras pessoas também, ainda mais por se tratar de algo que vai trazer qualidade de vida para alguém”, diz Matheus. Isso será possível por meio de parcerias com startups ou com grupos de investidores, gerando produtos que tenham um valor menor que os disponíveis hoje no mercado. Paralelamente, o acadêmico tem interesse em desenvolver a pesquisa para diversificar suas aplicabilidades. “A minha intenção é continuar, evoluir esse projeto, já que ele possui possibilidades diversas de ramificações de estudo, tanto na parte mecânica, quanto na parte eletrônica e de programação”, finaliza Matheus.